Stikstof er det syvende grundstof i det periodiske system. Disse kvælstoffakta indeholder kemiske og fysiske data sammen med generelle oplysninger og historie.

Kvælstofs periodiske systemfliser

Grundlæggende kvælstoffakta

Navn: Nitrogen

Atomnummer: 7

Elementsymbol: Nitrogen

N

Gruppe: N

Gruppe: 15

Periode: 2

Blok: p

Elementfamilie: Ikke-metal

Atommasse: IUPAC-retningslinjer. For enkeltværdi, brug 14.0067.

Elektronkonfiguration: 2s22p3 (forkortet) eller 1s22s22p3 (fuld)

Opdagelse: Daniel Rutherford i 1772
Rutherfords lærer, den skotske kemiker Joseph Black, arbejdede på luftens kemi. Da han fjernede ilten ved at brænde fosfor. Han fandt ud af, at der stadig var noget gas tilbage. Dette mysterium blev efterladt som en øvelse for hans elev. Rutherford fortsatte ved at fjerne kuldioxiden fra luften og viste, at den tilbageværende gas ikke understøttede liv eller yderligere forbrænding. Han opdagede, at den resterende luft var uopløselig i vand og alkaliopløsninger. Han kaldte sin luft for “noxious air”.

Navnets oprindelse: Nitrogens navn kommer af de græske ord nitron og genes, der betyder henholdsvis niter og danner. I 1790 bemærkede den franske kemiker Jean-Antoine-Claude Chaptal, at gassen var en del af stoffet niter (kaliumnitrat). Den franske kemiker Antoine Lavoisier kaldte gassen azote fra det græske ord azotos, der betyder livløs. Flere lande bruger stadig navnet azote for kvælstof i almindelig brug.

Isotoper:

Naturligt kvælstof består af to stabile isotoper: N-14 og N-15. Fjorten andre isotoper er blevet fremstillet under laboratorieforhold fra N-10 til N-25.

14N
Nitrogen-14 er en stabil isotop, der indeholder 7 neutroner. 99,636% af naturligt nitrogen er nitrogen-14.

15N
Nitrogen-15 er en stabil isotop, der indeholder 8 neutroner. 0,364% af naturligt kvælstof er kvælstof-11.

Flydende kvælstof hældes op fra en dewar. Credit: Cory Doctorow

Fysiske data

Densitet: 0,001145 g/cm3

Smeltepunkt: 63,2 K (-210,0 ºC eller -346,0 ºF)

Kogningspunkt: 77,355 K (-195,795 ºC eller -320.431 ºF)

Tripelpunkt: 63,151 K ved 12,52 kPa

Kritisk punkt: 126,192 K ved 3,3958 MPa

Status ved 20ºC: Gas

Fusionsvarme: 0,72 kJ/mol for N2

Fordampevarme: 0,72 kJ/mol for N2

Fordampevarme: 0,72 kJ/mol for N2

5,56 kJ/mol for N2

Molær varmekapacitet: 29,124 J/mol-K for N2

Elektronkonfiguration af et nitrogenatom.

Atomiske data

Atomisk radius: 1,55 Å

Kovalent radius: 0,71 Å

Van der Waals-radius: 1,55 Å

Elektronaffinitet: Ikke stabil

Elektronegativitet: Ikke stabil

Elektronegativitet: (Pauling-skalaen): 3,04

1. ioniseringsenergi: 1402,328 kJ/mol

2. ioniseringsenergi: 2856,092 kJ/mol

3. ioniseringsenergi: 4578,156 kJ/mol

4. ioniseringsenergi: 7475.057 kJ/mol

5. ioniseringsenergi: 9444,969 kJ/mol

6. ioniseringsenergi: 53266,835 kJ/mol

7. ioniseringsenergi: 64360,16 kJ/mol

Oxidationstilstande: +5, +3, -3 (almindelig), +4, +2, +1, -1, -2 (ualmindeligt)

Naturligt farvefoto af Saturns største måne, Titan. Taget af Cassini-sonden under overflyvning af Saturn i 2005. Credit: NASA/JPL

Sjove fakta om kvælstof

• Stikstof er en farveløs, smagløs og lugtfri gas.
• Stikstof findes ikke som et enkelt grundstof i naturen. Det binder sig til sig selv for at danne den toatomige forbindelse N2.
• Stickstofgas udgør 78 % af vores atmosfære.
• Omkring 49 millioner tons kvælstof fjernes fra atmosfæren for at fremstille ammoniak.
• Gruppe 15 i det periodiske system er også kendt som nitrogenfamilien. Et ældre navn for gruppen var pnictogener. Pnictogen kommer af det græske ord pnikta, der betyder “at kvæle”.
• Stikstof bruges til at beskytte varer mod ilt. “Luften” i din pose med kartoffelchips er for det meste kvælstof.
• Omkring 3 % af din kropsvægt består af kvælstof. Det er også det fjerde hyppigst forekommende grundstof i menneskekroppen efter ilt, kulstof og brint.
• Atrogen er en vigtig bestanddel af aminosyrer. Der er kvælstof i hver eneste del af dit DNA.
• Stickstofgas er relativt inert. Jordbakterier kan “fiksere” kvælstof til former, som planter bruger til at vokse.
• Stikstof er ansvarlig for de levende orange-røde, blå-grønne, blå-violette og dybt violette farver i nordlyset.
• Saturns måne Titan har en tæt atmosfære, der næsten udelukkende består af kvælstof og kvælstofforbindelser. Den gul-orange tåge (se billede) skyldes kulbrinte-smog, der er suspenderet i atmosfæren.

Lær mere om grundstoffer i det periodiske system.