Chemisch element · referentiefiche

Stikstof

Stikstof (N) is element 7 van het periodiek systeem, een diatomisch niet-metaal in groep 15, periode 2 en het p-blok. De elektronenconfiguratie [He] 2s2 2p3 helpt verklaren hoe het element bindt en reageert; de referentietoestand bij kamertemperatuur is gas.

Atoomnummer7

Standaard atoomgewicht[14.00643, 14.00728]

Groep15

Periode2

Blokp

Elektronenconfiguratie[He] 2s2 2p3

Elektronenstructuur

Wat bepaalt de chemie?

Elementen van groep 15 hebben vijf valentie-elektronen en kunnen verschillende oxidatietoestanden aannemen. Het karakter verandert van duidelijk niet-metallisch bovenaan naar sterker metallisch onderaan.

Bij stikstof vormt de configuratie [He] 2s2 2p3 het vertrekpunt voor binding en oxidatietoestanden. De stabiliteit van verbindingen verandert merkbaar binnen de groep doordat atoomgrootte en energieniveaus verschuiven.

Chemische vormen

Verbindingen, ionen en materialen

Deze elementen vormen hydriden, oxiden, halogeniden en talrijke covalente verbindingen. Oxidatietoestanden van −3 tot positieve waarden komen voor, waarbij stabiliteit sterk verandert binnen de groep.

Fysisch gedrag

Toestand en faseovergangen

Bij kamertemperatuur is de referentietoestand gas. De vermelde dichtheid is 1.251 g/L. Het smeltpunt is 63.17 K (-210.0 °C). Het kookpunt is 77.36 K (-195.8 °C). Druk, zuiverheid en kristalstructuur kunnen gemeten waarden verschuiven; bij elementen met meerdere allotropen kan ook de structuur zelf een duidelijk verschil maken.

Voorkomen en toepassingen

Waar stikstof voorkomt en wordt gebruikt

Stikstof is het hoofdbestanddeel van de atmosfeer en komt in biomoleculen voor in onder meer aminozuren en nucleïnezuren. Industrieel is vooral ammoniak- en kunstmestproductie belangrijk.

In de praktijk

Concrete toepassingen

De atmosfeer

Stikstof speelt een rol bij de atmosfeer. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Kunstmestproductie

Verbindingen van stikstof spelen een rol in kunstmestchemie en plantenvoeding; beschikbaarheid hangt af van de chemische vorm en de bodemomgeving.

Cryogenica

Stikstof speelt een rol bij cryogenica. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Positie in het periodiek systeem

Wat de naburige elementen laten zien

Stikstof staat in periode 2, groep 15 en het p-blok. De getoonde omgeving bevat onder meer Koolstof, Zuurstof, Silicium, Fosfor. Vergelijking met deze elementen helpt trends in atoomgrootte, ionisatie-energie, elektronegativiteit en binding langs het periodiek systeem te volgen.

Referentiegegevens

Fysische en atomaire eigenschappen

Classificatiediatomisch niet-metaal

Toestand bij kamertemperatuurgas

Elektronenschillen2 · 5

Dichtheid1.251 g/L

Smeltpunt63.17 K (-210.0 °C)

Kookpunt77.36 K (-195.8 °C)

Pauling-elektronegativiteit3.04

Eerste ionisatie-energie1 402 kJ/mol

Elektronenaffiniteit—

De waarden beschrijven het element of het neutrale atoom waar van toepassing. Fysische gegevens kunnen afhangen van allotroop, druk, zuiverheid en meetomstandigheden.

Geschiedenis

Ontdekking en identificatie

De ontdekking van stikstof wordt in deze historische registratie in verband gebracht met Daniel Rutherford. Herkenning als element, isolatie van een zuiver monster en de latere definitie via het atoomnummer vonden niet noodzakelijk op hetzelfde moment plaats.

Isotopen

Hoe isotopensamenstelling de getallen verandert

Het standaard atoomgewicht wordt weergegeven als het interval [14.00643, 14.00728]. Natuurlijke monsters kunnen enigszins verschillen in isotopenverhouding, zodat één vaste decimale waarde echte variatie zou verbergen.

Stikstof heeft ten minste één stabiele isotoop. Isotopen hebben hetzelfde aantal protonen en horen dus bij hetzelfde element, maar verschillen in neutronental en atoommassa.

Veiligheid

Omgang en blootstelling

De risico’s van stikstof hangen af van chemische vorm, dosis en blootstellingsroute. Het element, zijn ionen en zijn verbindingen kunnen zeer verschillende biologische en milieueffecten hebben; controleer daarom de veiligheidsgegevens van de werkelijk gebruikte stof.