Stickstoff

Eigenschaften
[He] 2s2 2p3 7N Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Stickstoff, N, 7
Elementkategorie	Nichtmetalle
Gruppe, Periode, Block	15, 2, p
Aussehen	Farbloses Gas
CAS-Nummer	7727-37-9
EG-Nummer	231-783-9
ECHA-InfoCard	100.028.895
ATC-Code	V03AN04
Massenanteil an der Erdhülle	0,03 % (17. Rang)[1]
Atomar[2]
Atommasse	14,0067 (14,00643 – 14,00728)[3][4] 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[5] ≈ 1402.33 kJ/mol[6]
2. Ionisierungsenergie	29.60125(9) eV[5] ≈ 2856.09 kJ/mol[6]
3. Ionisierungsenergie	47.4453(25) eV[5] ≈ 4577.77 kJ/mol[6]
4. Ionisierungsenergie	77.4735(4) eV[5] ≈ 7475.05 kJ/mol[6]
5. Ionisierungsenergie	97.8901(4) eV[5] ≈ 9444.96 kJ/mol[6]
Physikalisch[2]
Aggregatzustand	gasförmig (N2)
Modifikationen	1
Kristallstruktur	hexagonal
Dichte	1,250 kg/m3[7] bei 273,15 K
Magnetismus	diamagnetisch (χm = −6,7 · 10−9)[8]
Schmelzpunkt	63,05 K (−210,1 °C)
Siedepunkt	77,15 K[9] (−196 °C)
Verdampfungsenthalpie	5,58 kJ/mol[9]
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[2]
Oxidationszustände	−3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, 4, 5
Elektronegativität	3,04 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 13N {syn.} 9,965 min ε 2,220 13C 14N 99,634 % Stabil 15N 0,366 % Stabil 16N {syn.} 7,13 s β− 10,419 16O
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
Spin- Quanten- zahl I γ in rad·T−1·s−1 Er (1H) fL bei B = 4,7 T in MHz 14N 1 +1,9338 · 107 1,007 · 10−3 07,224 (2,348 T) 15N 1/2 −2,7126 · 107 1,043 · 10−3 10,133 (2,348 T)
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[7] Achtung H- und P-Sätze H: 280 P: 403[7]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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.

1. ↑ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
2. ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Stickstoff) entnommen.
3. ↑ Angegeben ist der von der IUPAC empfohlene Standardwert; da die Isotopenzusammensetzung dieses Elements örtlich schwanken kann, ergibt sich für die mittlere Atommasse der in Klammern angegebene Massenbereich. Siehe: Michael E. Wieser, Tyler B. Coplen: Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report). In: Pure and Applied Chemistry. 2010, S. 1, doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14.
4. ↑ IUPAC, Standard Atomic Weights Revised 2013.
5. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu nitrogen in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: NIST, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd).  Abgerufen am 11. Juni 2020.
6. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu nitrogen bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
7. ↑ ^{a b c} Eintrag zu Stickstoff in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. April 2017. (JavaScript erforderlich)
8. ↑ Robert C. Weast (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
9. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.