Det periodiske system›Grundstoffer›Nitrogen

Grundstof · referenceark

Nitrogen

Nitrogen (N) er grundstof 7, et diatomisk ikke-metal i gruppe 15, periode 2 og p-blokken. Elektronkonfigurationen [He] 2s2 2p3 hjælper med at forklare binding og reaktivitet; referencetilstanden ved stuetemperatur er gas.

Atomnummer7

Standardatomvægt[14.00643, 14.00728]

Gruppe15

Periode2

Blokp

Elektronkonfiguration[He] 2s2 2p3

Elektronstruktur

Hvad styrer kemien?

Grundstofferne i gruppe 15 har fem valenselektroner og kan optræde i flere oxidationstrin. Karakteren ændrer sig fra tydeligt ikke-metallisk øverst til mere metallisk længere nede.

For nitrogen er konfigurationen [He] 2s2 2p3 udgangspunktet for binding og oxidationstrin. Stabiliteten af forbindelser ændres tydeligt gennem gruppen, fordi atomstørrelse og energiniveauer forskydes.

Kemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Disse grundstoffer danner hydrider, oxider, halogenider og mange kovalente forbindelser. Oxidationstrin fra −3 til positive værdier forekommer, og stabiliteten ændres gennem gruppen.

Fysisk adfærd

Tilstand og faseændringer

Referencetilstanden ved stuetemperatur er gas. Den angivne massefylde er 1.251 g/L. Smeltepunktet er angivet til 63.17 K (-210.0 °C). Kogepunktet er angivet til 77.36 K (-195.8 °C). Tryk, renhed, allotropi og krystalstruktur kan forskyde målte fysiske værdier.

Forekomst og anvendelser

Hvor nitrogen findes og bruges

Nitrogen er hovedbestanddelen af atmosfæren og indgår i biomolekyler som aminosyrer og nukleinsyrer. Industrielt er ammoniak- og gødningsproduktion særlig vigtig.

I praksis

Konkrete anvendelser

Atmosfæren

Nitrogen spiller en rolle i atmosfæren. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Gødningsproduktion

Nitrogen spiller en rolle i gødningsproduktion. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Kryoteknik

Nitrogen spiller en rolle i kryoteknik. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Placering i det periodiske system

Hvad naboelementerne fortæller

Nitrogen ligger i periode 2, gruppe 15 og p-blokken. Det viste nabolag omfatter blandt andet Carbon, Oxygen, Silicium, Phosphor. Sammenligning med disse grundstoffer gør det lettere at følge tendenser i atomstørrelse, ioniseringsenergi, elektronegativitet og binding.

Referencedata

Fysiske og atomare egenskaber

Klassifikationdiatomisk ikke-metal

Tilstand ved stuetemperaturgas

Elektronskaller2 · 5

Massefylde1.251 g/L

Smeltepunkt63.17 K (-210.0 °C)

Kogepunkt77.36 K (-195.8 °C)

Pauling-elektronegativitet3.04

Første ioniseringsenergi1 402 kJ/mol

Elektronaffinitet—

Værdierne beskriver grundstoffet eller det neutrale atom, hvor det er relevant. Fysiske data kan afhænge af allotropi, tryk, renhed og målebetingelser.

Historie

Opdagelse og identifikation

Opdagelsen af nitrogen forbindes i denne historiske registrering med Daniel Rutherford. Anerkendelse som grundstof, isolering af en ren prøve og den senere definition via atomnummer skete ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensætningen ændrer tallene

Standardatomvægten angives som intervallet [14.00643, 14.00728]. Naturlige prøver kan variere lidt i isotopforhold, så én fast decimalværdi ville skjule reel variation.

Nitrogen har mindst én stabil isotop. Isotoper har samme antal protoner og er derfor samme grundstof, men de har forskelligt antal neutroner og forskellig atommasse.

Sikkerhed

Håndtering og eksponering

Risikoen ved nitrogen afhænger af kemisk form, dosis og eksponeringsvej. Grundstoffet, dets ioner og dets forbindelser kan have meget forskellige biologiske og miljømæssige virkninger; sikkerhedsdata skal derfor vurderes for det konkrete stof.