Stickstoff
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.
| Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Stickstoff, N, 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Elementkategorie | Nichtmetalle | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 15, 2, p | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | Farbloses Gas | ||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-Nummer | |||||||||||||||||||||||||||||||
| EG-Nummer | 231-783-9 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| ECHA-InfoCard | 100.028.895 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| ATC-Code |
V03AN04 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 0,03 % (17. Rang) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 14,0067 (14,00643 – 14,00728) u | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 65 (56) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 71 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Van-der-Waals-Radius | 155 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [He] 2s2 2p3 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 14.53413(4) eV ≈ 1402.33 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 29.60125(9) eV ≈ 2856.09 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 47.4453(25) eV ≈ 4577.77 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 77.4735(4) eV ≈ 7475.05 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 5. Ionisierungsenergie | 97.8901(4) eV ≈ 9444.96 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | gasförmig (N2) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Modifikationen | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte | 1,250 kg/m3 bei 273,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetismus | diamagnetisch (χm = −6,7 · 10−9) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 63,05 K (−210,1 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 77,15 K (−196 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungsenthalpie | 5,58 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzenthalpie | 0,36 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 333,6 m·s−1 bei 298,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 1040 J·kg−1·K−1 bei 298 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 0,02583 W·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemisch | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände | −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, 4, 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 3,04 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Weitere Isotope siehe Liste der Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||
| NMR-Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||
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.