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CHEMIE-MASTER-Periodensystem für den Schulgebrauch

Periodensystem für den Schulgebrauch von chemie-master.de


123456789101112131415161718
1H                He
2LiBe          BCNOFNe
3NaMg          AlSiPSClAr
4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
5RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
6CsBaLANHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
7FrRaACTRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
 
LanthanoideLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
ActinoideAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr

14,0067 u

7N

Stickstoff


  • Elementart:

    Nichtmetall

  • 15. Gruppe (IUPAC)

    V. Hauptgruppe ( V A )

  • 2. Periode

    L-Schale

  • Elektronenkonfiguration:

    [He]2s22p3

  • Schmelztemperatur:

    63,05 K bzw. -210,1 °C

  • Siedetemperatur:

    77,36 K bzw. -195,79 °C

  • Dichte:

    0,00125 g/cm3

  • Litermasse:

    1,25 g/L

  • Oxidationsstufe(n):

    -3 (+2, +3, +4, +5)

  • Elektronegativität:

    3

  • Atomradius:

    70 pm

  • Ionenradius [pm]:

    N3–: 171

  • 1. Ionisierungsenergie:

    1402,34 kJ/mol

  • 2. Ionisierungsenergie:

    2856,11 kJ/mol

  • 3. Ionisierungsenergie:

    4578,19 kJ/mol

  • Erdkrustenhäufigkeit:

    0,03 %

  • Schalenmodell:
    Schalenmodell von Stickstoff
  • Energieniveauschema:
    Energieniveauschema von Stickstoff
  • Lewis-Schreibweise:
    Lewisschreibweise von Stickstoff

Stickstoff (chemie-master.de - Website für den Chemieunterricht)

Name:

Nach seiner erstickenden Wirkung. Symbol von »nitrogenium« = Salpeterbildner (Chaptal 1790).

Entdeckung:

1772 Cavendish (»erstickende Ausdünstung«), 1772 Rutherford (»erstickende Luft«), etwa zur gleichen Zeit Scheele (»verdorbene Luft«)

Eigenschaften:

Stickstoff ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Stickstoff ist unbrennbar und sehr reaktionsträge. Bei gewöhnlicher Temperatur reagiert er nur mit Lithium zu Lithiumnitrid Li3N. Die N2-Moleküle (Elementmoleküle) sind sehr stabil.

Die in den Wurzelknöllchen der Schmetterlingsblütler (Leguminosen) in einer Symbiose mit der Pflanzenwurzel lebenden Rhizobium-Bakterien enthalten das Enzym Nitrogenase, mit dessen Hilfe sie den Stickstoff der Luft zu binden vermögen:

N2 + 6 H+ + 6 e– → 2 NH3

Vorkommen:

Stickstoff bildet mit einem Anteil von 78,09 Volumenprozent den Hauptbestandteil der Luft. Gebunden findet er sich in Salpeter (NaNO3 bzw. KNO3), in Lebewesen (Eiweiß, Nucleinsäuren, Harnstoff, Harnsäure), in Kohle.

Herstellung:

Rein durch Erhitzen von Ammoniumnitrit NH4NO2, edelgashaltig aus der Luft (Linde-Verfahren bzw. Bindung des Luftsauerstoffs an Koks etc.).

Verbindungen:

Ammoniak NH3 (Synthese aus Luftstickstoff nach dem Haber-Bosch-Verfahren: N2 + 3 H2 → 2 NH3).

Oxidation von Ammoniak nach dem Ostwald-Verfahren führt zur Salpetersäure (HNO3), diese wird zur Produktion von Düngemitteln, Sprengstoffen u.a. benötigt.

Stickoxide aus Abgasen sind Mitverursacher des »Sauren Regens«.

Verwendung:

Flüssiger Stickstoff

Flüssiger Stickstoff hat eine Temperatur von –196 °C. Der in den Stickstoff eingetauchte warme Schlauch führt zu einem Verdampfen der Flüssigkeit. Die entstehenden gasförmigen Stickstoffblasen reißen flüssigen Stickstoff mit aus dem Schlauch heraus.

Stickstoff-Tank

Tank mit flüssigem Stickstoff am Gebäude der chemischen Institute der Justus-Liebig-Universität Gießen.


Stickstoff dient als Schutzgas beim Umgang mit leicht- bzw. hochentzündlichen Stoffen. Flüssiger Stickstoff wird als Kühlmittel genutzt.
 

Farbkennzeichnung von Stahlflaschen (DIN EN 1089-3):

Stahlflaschen, die Stickstoff enthalten, haben eine schwarze Flaschenschulter, der Flaschenkörper kann dunkelgrün, grau oder schwarz sein.

Isotope:

14N (99,634%), 15N (0,366%)

Redox-Potenziale:

N2H4 + 4 OH– ⇌ N2(g) + 4 H2O + 4 e– –1,15 Volt
NH3(gelöst) + 9 OH– ⇌ NO3– + 6 H2O + 8 e– –0,12 Volt
NO2– + 2 OH– ⇌ NO3– + H2O + 2 e– +0,01 Volt
NO2(g) + 3 H2O ⇌ NO3– + 2 H3O+ + e– +0,81 Volt
NH4+ + 9 H2O ⇌ HNO2 + 7 H3O+ + 6 e– +0,86 Volt
NH4+ + 13 H2O ⇌ NO3– + 10 H3O+ + 8 e– +0,87 Volt
HNO2 + 4 H2O ⇌ NO3– + 3 H3O+ + 2 e– +0,94 Volt
NO(g) + 6 H2O ⇌ NO3– + 4 H3O+ + 3 e– +0,96 Volt
NO(g) + 2 H2O ⇌ HNO2 + H3O+ + e– +0,99 Volt
HNO2 + H2O ⇌ NO2(g) + H3O+ + e– +1,07 Volt