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Den Artikel über die Krise, die in den Niederlanden aufgrund eines Beschlusses des Staatsrates entstand, finden Sie unter Stickstoffkrise; Zu den seit langem bestehenden Problemen im Zusammenhang mit Stickstoffemissionen siehe Stickstoffproblem

Stickstoff / Stickstoff
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Flüssigstickstoff
Allgemeines
Name	Stickstoff / Stickstoff
Symbol	Nein
Ordnungszahl	7
Gruppe	Stickstoffgruppe
Zeitspanne	Periode 2
Block	P-Block
Serie	Nichtmetallisch
Farbe	farblos
Chemische Eigenschaften
Atommasse (Sie)	14,0067
Elektronenkonfiguration	[Hallo]2s2 2p3
Oxidationsstufen	−3 - 5
Elektronegativität (Pauling)	3,04
Atomradius (Uhr)	70
1 Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	1402,34
2. Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	2856,11
3. Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	4578,19
Physikalische Eigenschaften
Dichte (kg·ich−3)	1,2506
Schmelzpunkt (k)	63,3
Siedepunkt (K)	77,4
Aggregatzustand	Gas
Schmelzwärme (kJ mol−1)	0,36
Verdampfungswärme (kJ mol−1)	2,79
Van-der-Waalse-Radius (pm)	155
Kristallstruktur	Verhexen
Schallgeschwindigkeit (mso−1)	333,6
Spezifische Wärme (J kg−1·K−1)	1040
Wärmeleitung (Wich−1·K−1)	0,0258
SIEinheiten und Standardtemperatur und -druck werden verwendet, sofern nicht anders angegeben
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Stickstoff ist ein Chemisches Element mit Symbol Nein und Ordnungszahl 7. Stickstoff ist ein nichtmetallisch von dem Stickstoffgruppe (Gruppe 15). Einzelne Atome dieses Elements sind hochreaktiv und binden direkt mit anderen Stickstoffatomen. Dies beinhaltet normalerweise Distickstoff gebildet (N₂ oder molekularer Stickstoff), die die häufigste Form von Stickstoff ist. Bei Raumtemperatur ist N. is₂ in gasförmiger Form.

Himmel besteht größtenteils aus Distickstoff (Stickstoffgas) und weiter hauptsächlich von Sauerstoff (Sauerstoffgas). Der Begriff Stickstoff- entsteht aus der Gefahr einer noch höheren Distickstoffkonzentration, so dass zu wenig Disauerstoff vorhanden ist und man ersticken.^[1]

Im Zusammenhang mit Umweltverschmutzung, hauptsächlich mit "Stickstoff" Ammoniak und Stickoxide beabsichtigt.^[2]

Das Latein Name für Stickstoff ist Stickstoff, das Griechen nennen Nitron.

Lose Stickstoffatome werden auch genannt im Status aufstrebend erwähnt.

Entdeckung

Stickstoffverbindungen wie Salpeter sind seit der Antike bekannt. Das Alchemisten wusste Salpetersäure unter dem Decknamen Wasserkraft, starkes Wasser. Die Mischung aus Salpetersäure und Salzsäure war unter dem Namen bekannt known Königswasser (lateinisch: Königswasser), denn es konnte sogar Gold, dem „König der Metalle“, aufzulösen. Das Element selbst wurde entdeckt von Daniel Rutherford im 1772. Er hat es genannt schädliche Luft, schädliche Luftweil darin eine Flamme erlischt. Ungefähr zur gleichen Zeit auch studiert Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish und Joseph Priestley Stickstoff unter Namen wie verbrannte Luft und dephlogistisierte Luft. Der niederländische Name Stickstoff- weist darauf hin, dass das Gas Tiere erstickt.

Anwendungen

Stickstoffverbindungen werden besonders häufig verwendet. Ammoniumverbindungen und Nitrate sind wichtig Düngemittel. Ammoniumnitrat ist zusätzlich zu Dünger in Kombination mit a Kohlenwasserstoff wie Diesel oder Kerosin wenn Kohlenstoffquelle ein häufig verwendetes, billiges explosiv. Nitrate sind Bestandteil von Schießpulver und Nitroglycerin, das Produkt der Reaktion zwischen Glycerin und Salpetersäure (Salpetersäure plus Schwefelsäure), ist ein bekannter Sprengstoff. Zyanide werden im Bergbau zum Auslaugen von Gold verwendet. Ammoniak ist die Grundlage für die Herstellung von Salpetersäure. Ammoniak ist als Reinigungsmittel bekannt. Anilin, eine organische Verbindung mit einem -NH₂ Gruppe, ist die Grundlage für die Chemie vieler Farbstoffe. Stickstoffmonoxid NO spielt als Neurotransmitter eine wichtige Rolle. Flüssigstickstoff (LN2) wird verwendet von Übertakter um sehr hohe Taktraten in Computerhardware zu erreichen. Eine weitere Anwendung von flüssigem Stickstoff ist die Behandlung von (Punkten) von Warzen.

Stickstoffchemie

Stickstoff ist ein Nichtmetall aus dem Stickstoffgruppe und ein geruchloses und farbloses Gas mit 78 % der Atmosphäre der Erde Angelegenheiten. Das Gas besteht aus zweiatomigen Molekülen N₂ mit einer Dreifachbindung, die dem Molekül eine große Stabilität verleiht.

Die häufigsten Eigenschaften und Anwendungen von Stickstoffgas finden Sie im Artikel über Distickstoff

Stickstoff hat eine besonders reichhaltige und wichtige Chemie, obwohl er selbst nicht ohne weiteres mit anderen Elementen reagiert. Magnesium ist zum Beispiel eine Ausnahme. Einmal entzündet, brennt dieses Metall auch in reinem Stickstoff durch und bildet Nitrid:

3mg NO₂ mg₃Nein₂

In diesem Fall fungiert das Element also als ziemlich starkes Oxidationsmittel, das das Potenzial darstellt Aufbau 2s²2p³, wobei drei Elektronen in der [Ne]-Konfiguration fehlen. In seinen Verbindungen kann das Element verschiedene Oxidationsstufen annehmen. Wenn es ein Nitrid bildet, nimmt es drei Elektronen auf, um die [Ne]-Konfiguration zu bilden. Die Oxidationszahl ist dann -3. Es kann aber auch als Reduktionsmittel wirken und entweder 3 oder 5 Elektronen abgeben.

Stabile Nitride sind von vielen Metallen bekannt, obwohl sie manchmal nicht einfach zu synthetisieren sind. Ein Nitrid, das in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen hat, ist das von Gallium gaN. Dieses Material ist ein Halbleiter mit einer ziemlich großen Bandlücke, der als LED verwendet wird, um ultraviolettes und blaues Licht zu erzeugen. Das Material lässt sich mit einer speziellen Molekularstrahltechnologie als Einkristallschichten aufwachsen. Mit bohren Bornitrid hat bekanntlich eine Variante der Diamantstruktur, ist fast so hart wie Diamant und bis zu sehr hohen Temperaturen stabil.

Bildet mit Wasser Magnesiumnitrid Ammoniak.

mg₃Nein₂ 3H₂O 2NH₃ 3MgO

Ammoniak selbst ist ein Lewis-Basis. Dieses Gas ist sehr gut wasserlöslich und bildet eine Base, Ammoniak: NH₄OH. Diese Brønstedt-Base ist nicht sehr stabil, bildet aber die Grundlage für eine Klasse von Salzen, die Ammoniumverbindungen. Das Ammoniumion NH₄ verhält sich in vielerlei Hinsicht wie ein Mitglied der Alkalimetall Familie. Ammoniumsalze sind im Allgemeinen gut löslich.

Jetzt sofort Alkalimetall wenn Natrium Ammoniak wirkt eher als Säure, und Wasserstoff wird freigesetzt, um a . zu bilden Amid NaNH₂.

2Na 2NH₃ 2Na 2NH₂⁻ huh₂

Ammoniak wird direkt aus Stickstoff und Wasserstoff über die Haber-Bosch-Verfahren.

Oxidationszahl III

Ein Beispiel für diesen Zustand ist das saure Oxid N₂Ö₃, die die Basis von HNO . bildet₂, salpetrige Säure und ihre davon abgeleiteten Salze, die Nitrite, wie Kaliumnitrit HNO₂

Oxidationszahl V

In diesem Zustand fällt das Atom in die Heliumkonfiguration zurück. Ein Beispiel ist das Pentoxid: N₂Ö₅, die nicht sehr stabil ist, aber mit Wasser Salpetersäure HNO₃ das ist die grundlage für die Nitrate. Nitrate sind im Allgemeinen leicht lösliche Salze.

Andere Verbindungen

Nächster Stickstofftrioxid Nein₂Ö₃ und Stickstoffpentoxid Nein₂Ö₅ Gibt es andere Oxide? Lachgas Nein₂Ö, Stickoxid NEIN und Stickstoffdioxid NEIN₂ (auch NO . genannt₂Ö₄). Sowohl Stickoxid NO als auch Stickstoffdioxid NO₂ sind besonders, weil sie Radikale sind also Moleküle mit einem Elektron mit ungepaartem Spinne. Normalerweise sind Radikale so reaktiv, dass sie nur sehr kurzlebig sind Zwischenprodukte in einer Reaktion bilden, aber manchmal können sie stabil genug sein, um isoliert zu werden.

Manchmal kann Stickstoff in zwei verschiedenen Zuständen in derselben Verbindung vorkommen. Dies wird ein gemischte Wertigkeit Verbindung genannt, eine Verbindung mit gemischten Valenzen. Ein Beispiel ist Ammoniumnitrat NH₄NEIN₃ mit sowohl -3 als auch 5. Es gibt andere Stickstoffverbindungen, bei denen die Oxidationsstufe nicht in das obige vereinfachte Schema passt. Ein gutes Beispiel sind die Azide, Salze mit dem linearen Ion N₃⁻. Dieses Ion ist isoelektrisch mit Kohlendioxid CO₂. EIN Zyanid ist eine Verbindung mit dem Anion CN⁻. Dieses Anion ist isoelektrisch mit Kohlenmonoxid CO. Es Zyanid Ion bildet mit vielen Metallen Salze, ihre Chemie ähnelt den Salzen der Halogene.Auch für eine Verbindung wie Hydrazin N₂huh₄ bei der Oxidationsstufe ist es weniger einfach. Dieses Molekül enthält eine einzelne N-N-Bindung und wir können es als Beispiel für die Oxidationszahl −2 sehen.

Organische Chemie des Stickstoffs

Stickstoff-Stickstoff-Bindungen und - noch mehr - Stickstoff-Kohlenstoff-Bindungen, die zur Kettenbildung führen, sind sehr verbreitet und bilden einen wichtigen Bestandteil der organische Chemie, aber auch von der Biochemie. Stickstoff ist ein besonders essentielles Element für das Leben auf der Erde. Alle Proteine ​​enthalten Stickstoff, weil sie Aminosäuren existieren. Auch ein Nukleinsäure, aus denen DNA und RNA bestehen, enthält Stickstoff. Die Bindung von Stickstoff aus der Luft kann von einigen Organismen erreicht werden, nämlich den stickstofffixierende Bakterien. Hülsenfrüchte Pflanzen wie Soja und Bohne leben in Symbiose mit diesen Organismen, die in den Wurzelknollen der Pflanzen lebenMöhren sitzen. Alle anderen Pflanzen müssen jedoch die notwendigen Stickstoffverbindungen aus dem Boden aufnehmen, die durch die Düngung dorthin gelangen müssen. Das Stickstoffkreislauf ist ein wichtiger Bestandteil der Biologie.

Aussehen

Molekularer Stickstoff macht 78 % der Erdatmosphäre aus. Darüber hinaus kommen Stickstoffverbindungen als Mineralien vor, beispielsweise Salpeter. Oft sind stickstoffhaltige Ablagerungen organischen Ursprungs, wie z Guano (Vogelkot). Auch der Mist anderer Tiere, wie zum Beispiel von Schweinen aus bestimmten Regionen der Niederlande, enthält reichlich Stickstoff.

Isotope

sehen Isotope von Stickstoff für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Es gibt zwei stabile Isotope¹⁴N und ¹⁵N. Letzteres ist ziemlich selten, nur 0,36% des natürlichen Elements bestehen daraus. Isotopenersatz durch ¹⁵N wird beim Entwirren verwendet Infrarotspektren von organischen und biologischen Verbindungen und bei der Anwendung von NMR.

Toxikologie und Sicherheit

Bei der Verwendung von Flüssigstickstoff ist Vorsicht geboten kryogen Verbrennungen und zum Ersticken. Aufgrund des steigenden Stickstoffgehalts in der Luft wird der Anteil Sauerstoff kleiner werden, was? Erstickung führen kann. Eine zusätzliche Gefahr besteht darin, dass Sauerstoffmangel oft nicht rechtzeitig bemerkt wird, daher ist eine gute Belüftung unerlässlich. Außerdem muss verhindert werden, dass flüssiger Stickstoff zu lange Sauerstoff aus der Luft kondensiert: Dies hinterlässt einen Rückstand mit einer großen Menge an flüssigem Sauerstoff, einer sehr stark oxidierenden Substanz.

Nitrate und Nitrite sind beim Erhitzen instabil und können zu Explosionen führen; dies gilt insbesondere für Ammoniumnitrat. Außerdem neigt diese Substanz dazu, unter dem Einfluss von Feuchtigkeit aus der Luft einen festen Kuchen zu bilden. Bei der Lösung dieses Problems muss die Explosionsgefahr berücksichtigt werden.

Cyanide sind besonders giftige Verbindungen. Blausäure wurde für Hinrichtungen von Todeskandidaten verwendet. Salpetersäure ist nicht nur eine sehr starke Säure, sondern auch ein starkes Oxidationsmittel. Kontakt mit der Haut sollte vermieden werden.

Natur und Umwelt

Übermäßige Düngung mit Stickstoffverbindungen kann zu Problemen im Flüsse und Naturschutzgebiete führen. Auf europäischer und nationaler Ebene wurde eine Politik entwickelt, um die Stickstoffemissionen aus Verkehr, Industrie und Landwirtschaft zu reduzieren. Zum Beispiel gibt es die Nitratrichtlinie, eine europäische Richtlinie zur Regulierung der Stickstoffverwendung in der Landwirtschaft und der Verschmutzung von Oberflächen- und Grundwasser (Eutrophierung) verhindern.^[Quelle?]

Externe Links

• Lenntech.nl - Stickstoff (Element)
• (und) EnvironmentalChemistry.com - Stickstoff (Element)
• (und) WebElements.com - Stickstoff (Element)

Siehe die Kategorie Stickstoff von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.