Dušik

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Jump to navigation Jump to search
Dušik, 7N
Liquidnitrogen.jpg
Dušik
IzgovarjavaIPA: [duˈʃiːk]
Videzbrezbarven plin, kapljevina ali trdnina
Standardna atomska teža Ar, std(N)[14,0064314,00728] običajno: 14,007
Dušik v periodnem sistemu
Vodik Helij
Litij Berilij Bor Ogljik Dušik Kisik Fluor Neon
Natrij Magnezij Aluminij Silicij Fosfor Žveplo Klor Argon
Kalij Kalcij Skandij Titan Vanadij Krom Mangan Železo Kobalt Nikelj Baker Cink Galij Germanij Arzen Selen Brom Kripton
Rubidij Stroncij Itrij Cirkonij Niobij Molibden Tehnecij Rutenij Rodij Paladij Srebro Kadmij indij Kositer Antimon Telur Jod Ksenon
Cezij Barij Lantan Cerij Prazeodim Neodim Prometij Samarij Evropij Gadolinij Terbij Disprozij Holmij Erbij Tulij Iterbij Lutecij Hafnij Tantal Volfram Renij Osmij Iridij Platina Zlato Živo srebro Talij Svinec Bizmut Polonij Astat Radon
Francij Radij Aktinij Torij Protaktinij Uran Neptunij Plutonij Americij Kirij Berkelij Kalifornij Ajnštajnij Fermij Mendelevij Nobelij Lavrencij Raderfordij Dubnij Siborgij Borij Hasij Majtnerij Darmštatij Rentgenij Kopernicij Nihonij Flerovij Moskovij Livermorij Tenes Oganeson


N

P
ogljikdušikkisik
Vrstno število (Z)7
Skupinaskupina 15 (pniktogeni)
Periodaperioda 2
Blok  blok p
Razporeditev elektronov[He] 2s2 2p3
Razporeditev elektronov po lupini2, 5
Fizikalne lastnosti
Faza snovi pri STPplin
Tališče(N2) −209,86[1] °C
Vrelišče(N2) −195,795 °C
Gostota (pri stp)1,2506 g/L[2] at 0 °C, 1013 mbar
v tekočem stanju (pri TV)0,808 g/cm3
Trojna točka−209,999 °C, 12,52 kPa
Kritična točka−146,94 °C, 3,39 MPa
Talilna toplota(N2) 0,72 kJ/mol
Izparilna toplota(N2) 5,56 kJ/mol
Toplotna kapaciteta(N2) 29,124 J/(mol·K)
Parni tlak
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T (°C) −236,2 −232,2 −227,2 −220,2 −211,2 −196,2
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja−3, −2, −1, +1, +2, +3, +4, +5 (močno kisel oksid)
ElektronegativnostPaulingova lestvica: 3,04
Ionizacijske energije
  • 1.: 1402,3 kJ/mol
  • 2.: 2856 kJ/mol
  • 3.: 4578,1 kJ/mol
  • (več)
Kovalentni polmer71±1 pm
Van der Waalsov polmer155 pm
Barvne črte v spektralnem obsegu
Spektralne črte dušika
Druge lastnosti
Pojavljanje v naraviprvobitno
Kristalna strukturaheksagonalna
Hexagonal kristalna struktura za dušik
Hitrost zvoka353 m/s (gas, at 27 °C)
Toplotna prevodnost25,83×10−3 W/(m·K)
Magnetna ureditevdiamagnetik
Številka CAS17778-88-0
7727-37-9 (N2)
Zgodovina
OdkritjeDaniel Rutherford (1772)
PoimenovalJean-Antoine Chaptal (1790)
Najpomembnejši izotopi dušika
Izo­top Pogos­tost Razpolovni čas (t1/2) Razpadni način Pro­dukt
13N sint. 9,965 min ε 13C
14N 99,6% stabilen
15N 0,4% stabilen
Kategorija Kategorija: Dušik
prikaži · pogovor · uredi · zgodovina | reference

Dušík (latinsko nitrogenium) je kemični element v periodnem sistemu s simbolom N in atomskim številom 7. Ta pogosta neaktivna dvoatomska plinasta nekovina, običajno brez barve, vonja in okusa, sestavlja 78 odstotkov Zemljinega ozračja in je sestavni del vseh živih tkiv. Dušik tvori številne pomembne spojine, kot so aminokisline, DNK, RNK, amonijak, dušikova kislina in cianidi.

Pomembne lastnosti[uredi | uredi kodo]

Dušik je nekovina, z elektronegativnostjo 3,0. V svoji zunanji lupini ima pet elektronov, zato je v večini spojin trivalenten. Čisti dušik, N2, je pri sobni temperaturi nereaktiven brezbarven dvoatomski plin, ki sestavlja okoli 78 % Zemljinega ozračja. Kondenzira se pri 77 K, zmrzne pa pri 63 K. Tekoči dušik je pogost kriogen.

Uporaba[uredi | uredi kodo]

Napogostejša posamezna raba dušika je kot komponenta pri pridobivanju amonijaka s Haberjevim procesom. Amonijak se nato uporablja za izdelavo gnojil in dušikove kisline. Dušik se uporablja kot neaktivno ozračje v tankih z eksplozivnimi tekočinami, med izdelavo elektronskih delov kot so tranzistorji, diode, in integriranih vezij, in pri izdelavi nerjavečega jekla. Dušik se uporablja kot hladilo tako za potapljanje zamrzovanih prehranskih izdelkov pred prevozom hrane, kot za ohranjanje teles in reproduktivnih celic (sperme in jajčec) in za stabilno hranjenje bioloških vzorcev v biologiji.

Soli dušikove kisline vključujejo nekatere pomembne sestavine, denimo kalijev nitrat (soliter) in amonijev nitrat. Prva spojina je sestavina smodnika, zadnja je pomembna v gnojilih. Dušikove organske spojine, kot sta nitroglicerin in trinitrotoluen, so pogosto eksplozivi.

Dušikova kislina se uporablja kot oksidant v raketah na tekoče gorivo. Hidrazin in njegovi derivati se uporabljajo v raketnem gorivu.

Dušik se v svojem tekočem stanju (pogosto imenovanem LN2) pogosto uporablja v kriogeniki. Tekoči dušik naredijo z destilacijo iz tekočega zraka. Pri atmosferskem tlaku se dušik utekočini pri -195,8 stopinjah Celzija. Dušik je tekoče zamrzovalno sredstvo, ki se pogosto uporablja pri demonstracijah pri poučevanju naravoslovja.

Zgodovina[uredi | uredi kodo]

Odkritje dušika (latinsko nitrum, grško Nitron, kar pomeni "naravna sodavica", "geni", "izdelava") formalno pripisujemo Danielu Rutherfordu, ki ga je leta 1772 imenoval škodljivi zrak ali vnetljivi zrak. Da obstaja del zraka, ki ne podpira gorenja, je bilo kemikom dobro znano že v poznem 18. stoletju. Skoraj hkrati so dušik preučevali Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, Joseph Priestley, ki ga je imenoval zgoreli zrak ali nevnetljivi zrak. Dušik je bil dovolj neaktiven, da ga je Antoine Lavoisier imenoval azote, kar pomeni brez življenja.

Spojine dušika so bile dobro znane v srednjem veku. Alkimisti so poznali dušikovo kislino pod imenom aqua fortis. Mešanica dušikove in klorovodikove kisline je bila znana kot aqua regia, cenjena zaradi svoje zmožnosti raztapljanja zlata; od tod poimenovanje zlatotopka.

Biološka vloga[uredi | uredi kodo]

Dušikove spojine, kot so amino- in nukleinske kisline, so ključni sestavni del vseh živih organizmov na Zemlji. Večina organizmov ne more absorbirati elementarnega dušika, ki je prisoten v ozračju, in lahko uporablja le reducirano (»fiksirano«) obliko. Nekaj reduciranega dušika pride do tal s padavinami, v obliki amonija in nitratov, pomembnejši vir za rastline pa so določene bakterije, ki so sposobne reducirati elementarni dušik z nitrogenaznimi encimi. Proces zahteva veliko energije in anoksične pogoje; mnogo vrst fiksacijskih bakterij živi v sožitju z rastlinami, ki jih hranijo v koreninskih nodulih in jih v zameno za reducirane dušikove spojine oskrbujejo s hranilnimi snovmi. Drug vir dušika za rastline so nitrati mineralnega izvora in tisti, ki se sprostijo v procesu dekompozicije organskih snovi. Živali dobijo dušikove spojine s hrano in jih v procesu prebave razgradijo do osnovnih gradbenih molekul.

Kroženje dušika v ekosistemu se zaključi s procesom denitrifikacije, v kateri oksidirajoče bakterije pretvorijo reducirane dušikove spojine nazaj v amonijak, s čemer pridobivajo energijo.

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. 1,0 1,1 1,2 Lide, David R. (1990–1991). CRC Handbook of Physics and Chemistry (angleščina) (71st izd.). Boca Raton, Ann Arbor, Boston: CRC Press, inc. str. 4-22 (one page).
  2. "Gases - Density". The Engineering Toolbox. Pridobljeno dne 27 January 2019.

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]

Dušik (video), University of Nottingham