قبسة
الصفحة الرئيســــــية
موسوعة المعلومات
تدوينـــات معرفيـــة
قبســــــــــــــــــــــــات
تاريخ العلــــــــــــــوم
بنك المعلومــــــــــات
في مثل هذا اليوم
تدوينــات
-
قبســــات
-
موسوعــــة
تاريخ العلوم
١٧٧٢ - يكتشف الكيميائي الإسكتلندي "دانيال رذرفورد" عنصر النيتروجين.
الكيمياء والفيزياء
تم نسخ الرابط
من الموسوعــة
النيتروجين عنصر كيميائي لا فلزي رمزه N، يوجد في الطبيعة غالباً على هيئة غاز عديم اللون والطعم والرائحة، ويشكل الجزء الأكبر من الغلاف الجوي للأرض. يدخل النيتروجين في تركيب الأنسجة الحية والبروتينات والمركبات العضوية المهمة، كما يدخل في مركبات غير عضوية مثل الأمونيا وحمض النيتريك والنترات. وتكمن أهميته الحيوية في دورة النيتروجين، حيث تثبته بعض البكتيريا في التربة وتستفيد منه النباتات ثم ينتقل عبر السلاسل الغذائية إلى الكائنات الأخرى.
النيتروجين عنصر خامل نسبياً في حالته الغازية بسبب الرابطة القوية بين ذرتيه، لكنه يدخل في تفاعلات مهمة عند ظروف مناسبة، خاصة مع الهيدروجين لتكوين الأمونيا ومع الأكسجين لتكوين أكاسيد النيتروجين. يستخرج النيتروجين صناعياً من الهواء السائل بالتقطير، ويستخدم في مجالات متعددة، منها صناعة الأسمدة وحفظ المواد وتطبيقات درجات الحرارة المنخفضة عند استعماله سائلاً. وتجعله وفرته في الهواء ودوره في البروتينات والأحماض الحيوية عنصراً أساسياً في الكيمياء والحياة.
إرنست رذرفورد عالم فيزياء بريطاني يعد من مؤسسي العلم النووي، وضع النموذج النووي للذرة وأصبح أول من حقق تحطيماً صناعياً لنواة الذرة. تصور الذرة على هيئة نظام شبيه بالنظام الشمسي، في مركزه نواة ثقيلة تدور حولها إلكترونات سالبة، بينما يتكون معظم حجم الذرة من فراغ. دمج نيلز بور لاحقاً هذا النموذج مع نظرية الكم في تصوره للتركيب الذري. اكتشف رذرفورد مع فريدريك سودي التحول الذري، موضحين أن العناصر المشعة تطلق جسيمات ألفا وبيتا وتتحول إلى عناصر أخرى، ونال رذرفورد جائزة نوبل في الكيمياء عن هذا العمل. ثم قذف ذرات النيتروجين بجسيمات ألفا فأطلق بروتونات من نواتها، محققاً أول انحلال ذري صناعي. ولد في نيوزيلندا، ودرّس في مونتريال ومانشستر وكمبردج، وترك مؤلفات علمية مؤثرة.
دورة النيتروجين عملية طبيعية ينتقل فيها النيتروجين بين الهواء والتربة والماء والكائنات الحية، وهي ضرورية لاستمرار الحياة لأن النباتات والحيوانات تحتاج إلى النيتروجين في بناء البروتينات والمواد الحيوية. لا تستطيع معظم الكائنات استخدام النيتروجين الغازي مباشرة، لذلك تثبته بعض البكتيريا والطحالب في صورة مركبات قابلة للامتصاص، ثم تنتقل هذه المركبات إلى النباتات ومنها إلى الحيوانات عبر الغذاء. وبعد موت الكائنات أو طرح فضلاتها، تعيد البكتيريا والفطريات تحويل النيتروجين إلى نشادر ونترات، بينما تعيد بكتيريا أخرى جزءاً منه إلى الجو. وقد تؤثر الأنشطة البشرية، مثل الإفراط في الأسمدة واحتراق الوقود، في توازن هذه الدورة وتلوث المياه والهواء.
تثبيت النيتروجين عملية حيوية أو كيميائية يتحول فيها النيتروجين الجوي الخامل إلى مركبات يمكن للكائنات الحية استخدامها. تقوم بها بكتيريا حرة أو تكافلية، ولا سيما في جذور بعض النباتات البقولية، حيث يتحول النيتروجين إلى أمونيوم يدخل في بناء البروتينات والأحماض النووية. كما يحدث التثبيت طبيعياً بفعل البرق وصناعياً في إنتاج الأسمدة. يعد تثبيت النيتروجين أساسياً لدورة النيتروجين ولخصوبة التربة واستمرار الحياة النباتية والزراعية.
