アンモニアおよびアミンとしての-3から+5および硝酸までの範囲の窒素の原子価（Tyagi、2009）。この要素は、他のように価数を拡張しません。
窒素原子は、元素番号7の元素で、周期表の15族（以前はVA）の最初の元素です。このグループは、窒素（N）、リン（P）、ヒ素（As）、アンチモン（Sb）、ビスマス（Bi）、およびモスクワ（Mc）で構成されています。
図1：窒素原子のボーア線図。
元素は化学的に明確に区別されていますが、化学的挙動には一般的な類似点があります。これらの類似点は、それらの原子の電子構造の一般的な特性を反映しています（Sanderson、2016年）。
窒素はほとんどすべてのタンパク質に存在し、生化学的および工業的用途の両方で重要な役割を果たします。窒素は、別の窒素原子や他の元素と三重結合する能力により、強い結合を形成します。
したがって、窒素化合物には大量のエネルギーがあります。100年前まで、窒素についてはほとんど知られていませんでした。現在、窒素は食品の保存や肥料として一般的に使用されています（Wandell、2016年）。
電子構成と価数
原子では、電子はそのエネルギーに応じてさまざまなレベルを満たします。最初の電子は低いエネルギーレベルを満たし、次に高いエネルギーレベルに移動します。
原子の最も外側のエネルギー準位は価電子殻と呼ばれ、この殻に配置された電子は価電子と呼ばれます。
これらの電子は主に結合形成と他の原子との化学反応で見られます。したがって、価電子は、元素（Valence Electrons、SF）のさまざまな化学的および物理的特性の原因となります。
前述のように、窒素の原子番号はZ = 7です。これは、エネルギーレベルまたは電子配置での電子の充填が1S 2 2S 2 2P 3であることを意味します。
自然界では、原子は常に、電子を獲得、損失、または共有することにより、常に希ガスの電子配置を求めていることを忘れないでください。
窒素の場合には、電子的構成を有しているしようと希ガスは、その原子番号Z = 10（1Sはネオン、ある2 2S 2 2P 6）、その原子番号Z = 2（1Sあるヘリウム、2（） Reusch、2013年）。
窒素が結合するさまざまな方法は、それに原子価（または酸化状態）を与えます。窒素の特定のケースでは、周期表の2番目の周期にあるため、そのグループの他の元素がそうであるように、その原子価層を拡張することができません。
価数は-3、+ 3、+ 5と予想されます。ただし、窒素の原子価状態は、アンモニアやアミンのように-3、硝酸のように+5です。（Tyagi、2009）。
原子価結合理論は、特定の酸化状態の窒素の電子配置に従って、化合物の形成を説明するのに役立ちます。このためには、価電子殻内の電子の数と、希ガス構成を取得するために残っている量を考慮する必要があります。
窒素化合物
図2：原子価0の窒素分子の構造
その多数の酸化状態を考えると、窒素は多数の化合物を形成する可能性があります。第一に、分子状窒素の場合、定義によりその価数は0であることを覚えておく必要があります。
-3の酸化状態は、元素の最も一般的なものの1つです。この酸化状態の化合物の例は、アンモニア（NH3）、アミン（R3N）、アンモニウムイオン（NH 4 +）、イミン（C = NR）、ニトリル（C≡N）です。
酸化状態-2では、窒素の価電子殻に7つの電子が残ります。原子価殻のこの奇数の電子は、この酸化状態の化合物が2つの窒素間にブリッジ結合を持っている理由を説明しています。この酸化状態の化合物の例は、ヒドラジン（R 2 -NNR 2）とヒドラゾン（C = NNR 2）です。
-1の酸化状態では、窒素は原子価殻に6つの電子が残っています。この原子価を持つ窒素化合物の例は、ヒドロキシルアミン（R 2 NOH）とアゾ化合物（RN = NR）です。
正の酸化状態では、窒素は一般に酸素原子に結合して、酸化物、オキシ塩、またはオキシ酸を形成します。+1の酸化状態の場合、窒素は原子価殻に4つの電子を持っています。
この原子価を持つ化合物の例は、一酸化二窒素または笑気ガス（N 2 O）およびニトロソ化合物（R = NO）です（Reusch、窒素の酸化状態、2015）。
+2の酸化状態の場合の例は、窒素酸化物または一酸化窒素（NO）であり、金属と希硝酸との反応によって生成される無色のガスです。この化合物は空気中のO 2と反応してNO 2ガスを生成するため、非常に不安定なフリーラジカルです。
亜硝酸塩（NO 2 - ）で塩基性溶液及び亜硝酸（HNO 2酸性溶液中）は酸化状態+3を有する化合物の例です。これらは、通常はNO（g）を生成する酸化剤、または硝酸イオンを形成する還元剤です。
三酸化二窒素（N 2 O 3）とニトロ基（R-NO 2）は、価数+3の窒素化合物の他の例です。
二酸化窒素（NO 2）または二酸化窒素は、価数+4の窒素化合物です。それは一般に濃硝酸と多くの金属との反応により生成される褐色のガスです。二量体化してN 2 O 4を形成します。
状態+5では、酸性溶液の酸化剤である硝酸塩と硝酸が見つかります。この場合、窒素は2S軌道にある価電子殻に2つの電子を持っています。（窒素の酸化状態、SF）。
窒素が分子内でさまざまな酸化状態を持っているニトロシラジドや三酸化二窒素などの化合物もあります。ニトロシラジド（N 4 O）の場合、窒素の価数は-1、0、+ 1、+ 2です。三酸化二窒素の場合、価数は+2と+4です。
窒素化合物の命名法
窒素化合物の化学の複雑さを考えると、従来の命名法ではそれらを命名するには不十分であり、適切に特定することはできませんでした。そのため、数ある理由の中で、国際純正応用化学連合（IUPAC）は、含まれる原子の数に従って化合物に名前を付ける体系的な命名法を作成しました。
これは、窒素酸化物の命名に関しては有益です。例えば、一酸化窒素は一酸化窒素および亜酸化窒素（NO）、一酸化二窒素（N 2 O）と名付けられます。
さらに、1919年に、ドイツの化学者Alfred Stockは、酸化状態に基づいて化合物を命名する方法を開発しました。これは、括弧で囲まれたローマ数字で書かれています。したがって、たとえば、一酸化窒素および亜酸化窒素は、それぞれ窒素酸化物（II）および窒素酸化物（I）と呼ばれます（IUPAC、2005）。
参考文献
- （2005）。無機化学の名称IUPAC勧告2005。iupac.orgから取得。
- 窒素の酸化状態。（SF）。kpu.caから回復しました。
- Reusch、W.（2013年5月5日）。周期表の電子配置。chemistry.msu.eduから回復。
- Reusch、W.（2015年8月8日）。窒素の酸化状態。chem.libretexts.orgから回復。
- サンダーソン、RT（2016年12月12日）。窒素グループ要素。britannica.comから回復。
- Tyagi、VP（2009）。エッセンシャルケミストリーXii。新しいデリ：Ratna Sagar。
- Valence Electrons。（SF）。chemistry.tutorvista.comから回復しました。
- Wandell、A.（2016年12月13日）。窒素の化学。chem.libretexts.orgから回復。