Stickstoff (N)
| Ordnungszahl | 7 |
|---|---|
| Atommasse | 14.007 u |
| Kategorie | Zweiatomiges Nichtmetall |
| Elektronenkonfiguration | [He] 2s² 2p³ |
| Aussehen | farbloses Gas, farblose Flüssigkeit oder farbloser Feststoff |
| Dichte (STP) | 1.251 g/L |
| Schmelzpunkt | 63.15 K |
| Siedepunkt | 77.355 K |
| Elektronegativität | 3.04 (Pauling) |
| Ionisierungsenergie | 1402.3 kJ/mol |
| Atomradius | 65 pm |
| Kristallstruktur | Hexagonal primitiv |
| Entdeckt von | Daniel Rutherford (1772) |
Kurzbeschreibung
Stickstoff (N) ist ein farbloses, geruchloses und geschmackloses zweiatomiges Gas, das etwa 78 % der Erdatmosphäre ausmacht. Aufgrund der starken Dreifachbindung im N₂-Molekül ist er relativ reaktionsträge. Die wichtigsten Fakten zu Stickstoff (N) im Überblick:
Verwendung: Hauptsächlich zur Ammoniakherstellung für Düngemittel (Haber-Bosch-Verfahren), als Schutzgas in Lebensmittelverpackungen und bei chemischen Prozessen, in der Kryotechnik (Flüssigstickstoff), zur Herstellung von Salpetersäure und Sprengstoffen sowie in der Halbleiterfertigung.
Herstellung/Gewinnung: Wird industriell durch fraktionierte Destillation verflüssigter Luft gewonnen. Die kryogene Luftzerlegung ist das gängigste Verfahren. Für Anwendungen mit geringerer Reinheit wird er auch durch Druckwechseladsorption (PSA) und Membrantrennung erzeugt.
Geschichte: 1772 von Daniel Rutherford entdeckt, etwa zur gleichen Zeit auch von Cavendish, Priestley und Scheele untersucht. 1790 von Jean-Antoine Chaptal nach dem griechischen „nitron genes“ (Salpeterbildner) benannt.
Gesundheit & Sicherheit: Ungiftig, kann aber in geschlossenen Räumen durch Verdrängung von Sauerstoff zum Ersticken führen. Flüssigstickstoff kann schwere Erfrierungen verursachen. Der Tiefenrausch (Stickstoffnarkose) betrifft Taucher in großer Tiefe. Unverzichtbar für Aminosäuren und Proteine in allen Lebewesen.
Preis/Markt: Aufgrund des reichlichen Vorkommens in der Atmosphäre relativ günstig. Flüssigstickstoff ist breit verfügbar. Stickstoffdünger sind entscheidend für die weltweite Ernährungssicherheit.
Eigenschaften: Sehr geringe Reaktivität bei Raumtemperatur, wird bei -196°C flüssig, bildet starke Dreifachbindungen (N≡N), ist ein wesentlicher Bestandteil von Proteinen und Nukleinsäuren und tritt in Verbindungen in mehreren Oxidationsstufen auf.