7NStickstoff

Stickstoff (lateinisch Nitrogenium) ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 7 und dem Elementsymbol N. Im Periodensystem steht es in der fünften Hauptgruppe bzw. der 15. IUPAC-Gruppe oder Stickstoffgruppe sowie der zweiten Periode. Das Symbol N leitet sich von der lateinischen Bezeichnung nitrogenium ab (von altgriechisch νίτρον nítron „Laugensalz“ und -gen, meist als „Salpeterbildner“ übersetzt). Die deutsche Bezeichnung Stickstoff erinnert daran, dass molekularer Stickstoff Flammen durch Verdrängen von Sauerstoff löscht („erstickt“) und dass in reinem Stickstoff Lebewesen ersticken, weil Sauerstoff fehlt. Ältere Bezeichnungen sind Azot oder Azotum, von denen sich weiterhin der Name einiger Stickstoffverbindungen ableitet, Stickgas und Zoogenium.

Elementar tritt Stickstoff nur in Form zweiatomiger Moleküle auf (molekularer Stickstoff, auch Distickstoff, Summenformel N2); er ist mit 78 % der Hauptbestandteil der Luft. In der Erdkruste kommt anorganisch gebundener Stickstoff selten vor; von Bedeutung ist er nur in Salpetervorkommen.

Im Laufe der Evolution hat sich ein Stickstoffkreislauf der Ökosysteme ausgebildet: Als Bestandteil von Proteinen und vielen anderen Naturstoffen ist Stickstoff essentiell für Lebewesen, die ihn in einem energieintensiven Prozess (Stickstofffixierung) organisch binden und bioverfügbar machen. Dies geschieht zum Beispiel enzymatisch an einem Eisen-Schwefel-Cluster, welcher ein Kofaktor des Enzyms Nitrogenase ist.

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Atomare Eigenschaften

Relative Atommasse14,007 ±0,001 [14,0064 … 14,0072]
Atommasse14,0067 u

Atomradien

Radius (empirisch)65 pm
Radius (berechnet)56 pm
Kovalenter Radius71 ±1 pm
Van-der-Waals-Radius155 pm

Atomhülle

ElektronenkonfigurationHe 2s2 2p3
Ionisierungsenergie(1.) 14,53413 eV
(2.) 29,60125 eV
(3.) 47,4453 eV
(4.) 77,4735 eV
(5.) 97,8901 eV
Schalenmodell
Elektronen
k-Schale:2
l-Schale:5

Physikalische Eigenschaften

Aggregatzustandgasförmig
Dichte0,00125 g·cm−3 (273,1 K)
Molares Volumen1,354·10-5 m3·mol−1
Schallgeschwindigkeit333,6 m·s−1 (298,1 K)

Temperaturen

Schmelzpunkt63,23 K
Siedepunkt77,35 K
Flüssigkeitsbereich14,12 K
Tripelpunkt63,15 K @ 12,52 kPa
Kritischer Punkt126,2 K @ 3,39 MPa

Enthalpien

Schmelzenthalpie0,36 kJ·mol-1
Verdampfungsenthalpie2,79 kJ·mol-1
Bindungsenergie473 kJ·mol-1

Wärme und Leitfähigkeit

Spezifische Wärmekapazität1.040 J·kg−1·K−1 (298 K)
Wärmeleitfähigkeit0,02583 W·m-1·K-1

Magnetismus

Magnetismusdiamagnetisch

Optische Eigenschaften

Brechungsindexgasförmig: 1
flüssig: 1,197

Chemische Eigenschaften

Basizitätstark sauer
Oxidationszustand-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5

Elektronegativität

Pauling-Skala3,04
Sanderson-Skala3,19
Allred-Rochow-Skala3,07
Mulliken-Skala2,9
Allen-Skala3,066
Ghosh-Gupta-Skale7,496 eV
Boyd-Edgecombe-Skale3,08
Nagle-Skale3,12
Pearson-Skale7,3 eV

Weitere Eigenschaften

Natürliches Vorkommenprimordial
Kristallstrukturhexagonal
Goldschmidt-Klassifikationatmophil
Supraleitermit Sprungtemperatur unter speziellen Bedingungen
Preis/kg0,14 USD

Natürliche Häufigkeiten

satellite_alt
Universum
1·106 ppb ≈ 1·1016 M☉
sunny
Sonne
1·106 ppb ≈ 1,98·1015 Mt
destruction
Meteorit
1,4·106 ppb ≈ 1,4 kg
public
Erdkruste
20.000 ppb ≈ 554.000 Mt
water_drop
Ozeane
500 ppb ≈ 685 Gt
waves
Fließendes Gewässer
240 ppb ≈ 3,83 Gt
accessibility_new
Menschlicher Körper
2,6·107 ppb ≈ 1,81 kg