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Stickstoff

Synonym: Nitrogenium
Chemisches Kürzel: N
Englisch: Nitrogen

1 Definition

Stickstoff ist ein nicht-metallisches Element der fünften Hauptgruppe mit der Ordnungszahl 7 und einem mittleren Atomgewicht von etwa 14; neben den natürlichen Isotopen 14N und 15N kann künstlich das 13N erzeugt werden.

2 Vorkommen

Mit rund 78 Vol. % stellt Stickstoff den größten Anteil der irdischen Atmosphäre. Einen deutlich kleineren Beitrag (0,02%) leistet Stickstoff als chemisches Element der Erdkruste. Stickstoffhaltige Mineralien sind insgesamt eher selten. Meist findet man Stickstoff in Form von Nitraten (Salpeter) oder Nitriten. Die Bedeutung des Stickstoff bei biologischen Prozessen wird durch seinen relativ großen Anteil an der Biomasse deutlich: Er beträgt rund 3,1%.

3 Physikalische Eigenschaften

Bei 20 °C ist Stickstoff ein farb- und geruchloses, nicht brennbares Gas. Wie viele andere Gase liegt es biatomar als N2 vor.

Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Stickstoff, N, 7
Serie Nichtmetalle
Farbe farblos
Atomar
Relative Atommasse 14,007 g/mol
Atomradius 71 pm
Kovalenzradius 70 pm
van der Waals-Radius 154 pm
Elektronenkonfiguration [He]2s22p3
Oxidationszustände (Oxid) 5, 4, 3, 2, -3
Kristallstruktur hexagonal
Physikalisch
Aggregatzustand gasförmig
Dichte 1,17 g/l
Schmelzpunkt 63,29 K (-209,9 °C)
Siedepunkt 77,4 K (-195,8 °C)
Verdampfungswärme 2,7928 kJ/mol
Verschiedenes
Elektronegativität 3,04 (Pauling-Skala)
Spezifische Wärmekapazität 1042 J/(kg*K)
1. Ionisierungsenergie 14,534 eV
Stabilste Isotope
Isotop Natürliche Häufigkeit Halbwertszeit
14N 99,63% stabil
15N 0,37% stabil

4 Physiologische Bedeutung

Stickstoff ist ein wichtiger Bestandteil aller tierischen und pflanzlichen Proteine. Lebende Zellen können Stickstoff allerdings nicht direkt in den Zellstoffwechsel einschleusen (wie z.B. Sauerstoff) und zur Proteinbiosynthese verwenden. Eine Ausnahme bilden hier lediglich einige Bakterienarten.

Pflanzen nehmen Stickstoff deshalb in Form von Nitraten auf und verwenden sie zur Synthese pflanzlicher Proteine. Diese werden dann über die Nahrung von tierischen Organismen aufgenommen.

5 Wichtige Stickstoffverbindungen

Viele stickstoffhaltige Verbindungen werden in der diagnostischen und therapeutischen Medizin verwendet. Einige wichtige sind im folgenden aufgeführt:

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