Ocorrência e aplicações
Constitui cerca de 78% do ar atmosférico em volume.
- Produção de fertilizantes
- Atmosferas inertes na indústria
- Nitrogênio líquido como refrigerante criogênico
7N14,007
Nitrogênio
Não metal · bloco p · período 2 · grupo 15 · Gasoso a 25 °C
Propriedades atômicas
- Número atômico (Z)
- 7
- Massa atômica padrão
- 14,007 u
- Eletronegatividade (Pauling)
- 3,04
- Raio atômico
- 56 pm
- 1ª energia de ionização
- 1402,3 kJ/mol
Propriedades físicas
- Estado a 25 °C
- Gasoso
- Ponto de fusão
- -210,1 K
- Ponto de ebulição
- -195,79 K
- Densidade
- 0,0012506 g/cm³
- Nêutrons no isótopo mais comum
- 7 (A ≈ 14)
Elementos sintéticos e de vida muito curta têm várias propriedades não medidas: nesses casos exibimos "Não disponível".
Distribuição eletrônica
1s² 2s² 2p³
Forma condensada: [He] 2s² 2p³
Camada K · n = 1
2 elétrons
capacidade 2n² = 2
Camada L · n = 2
5 elétrons
capacidade 2n² = 8
Diagrama de Pauling
Ordem de preenchimento dos subníveis. As diagonais indicam a sequência seguida pelo princípio de Aufbau.
n=1
1s2/2
n=2
2s2/2
2p3/6
n=3
3s0/2
3p0/6
3d0/10
n=4
4s0/2
4p0/6
4d0/10
4f0/14
n=5
5s0/2
5p0/6
5d0/10
5f0/14
n=6
6s0/2
6p0/6
6d0/10
n=7
7s0/2
7p0/6
Ordem: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p
Diagrama de orbitais (caixas)
Cada caixa é um orbital, com no máximo dois elétrons de spins opostos (Pauli). Orbitais de mesma energia recebem primeiro um elétron cada (Hund).
- 1s↑↓
- 2s↑↓
- 2p↑↑↑
Isótopos
| Isótopo | Abundância natural | Estabilidade |
|---|---|---|
| N-14 | 99,636 % | Estável |
| N-15 | 0,364 % | Estável |
Modelos atômicos para Nitrogênio
Visualizações didáticas, sem escala real. Somente o modelo quântico é aceito hoje como descrição da estrutura eletrônica.
Clique em uma camada para ver n, número de elétrons, capacidade 2n² e subníveis.
Transição eletrônica
O elétron muda entre estados permitidos. A animação não representa um caminho contínuo entre níveis.
n = 2 → n = 2 · |ΔE| ≈ 0,00 eV · ν ≈ 0,00 × 10¹⁵ Hz
E = hν · estimativa hidrogenoide (Z = 7), sem correção de blindagem.
Alternativa textual desta visualização
Modelo de Bohr para Nitrogênio: núcleo com 7 prótons e 7 nêutrons; elétrons em camadas — K (n=1): 2 elétrons; L (n=2): 5 elétrons.
Visualização
Nível de detalhe
- Prótons (Z)
- 7
- Nêutrons (A−Z)
- 7
- Elétrons
- 7
- Massa atômica
- 14,007 u
- Configuração
- 1s² 2s² 2p³
Modelo de Bohr
1913 · Niels Bohr
Os elétrons ocupam apenas estados de energia permitidos (níveis quantizados). A emissão ou absorção de luz corresponde à transição entre esses estados.
Representação didática
Os círculos concêntricos são uma representação didática de níveis de energia. O elétron não percorre uma trajetória circular definida — essa é a principal limitação conceitual do modelo.
Características, limitações e substituição
Principais características
- Níveis de energia quantizados (n = 1, 2, 3, …)
- Elétron não irradia energia enquanto permanece em um nível
- Transições entre níveis envolvem energia bem definida: ΔE = hν
O que o modelo explicou
- Séries espectrais do hidrogênio (Balmer, Lyman)
- Estabilidade do átomo em estados estacionários
- Relação entre cor da luz emitida e diferença de energia
Limitações
- Descreve bem apenas o hidrogênio e íons hidrogenoides
- Não explica a estrutura fina nem o desdobramento de linhas espectrais
- É incompatível com o princípio de incerteza: órbitas definidas não existem
Por que esse modelo foi substituído?
A mecânica quântica (Schrödinger, Heisenberg, Born, 1925-1926) substituiu órbitas por funções de onda e distribuições de probabilidade, descrevendo corretamente átomos multieletrônicos.
Fontes desta visualização
- Bohr, N. — Philosophical Magazine 26 (1913)
- NIST Atomic Spectra Database — níveis de energia atômicos