Kvælstof udgør størstedelen af jordens atmosfære: 78,1 volumenprocent. Det er så inaktivt ved standardtemperatur og -tryk, at det blev betegnet som "azote" (hvilket betyder "uden liv") i Antoine Lavoisiers metode til kemisk nomenklatur. Ikke desto mindre er kvælstof en vital del af fødevare- og gødningsproduktionen og en bestanddel af DNA i alle levende ting.
Egenskaber
Kvælstofgas (kemisk symbol N) er generelt inert, ikke-metallisk, farveløs, lugtfri og smagløs. Dens atomnummer er 7, og det har en atomvægt på 14.0067. Kvælstof har en massefylde på 1,251 gram / liter ved 0 C og en vægtfylde på 0,96737, hvilket gør den lidt lettere end luft. Ved en temperatur på -210,0 C (63K) og en ressource på 12,6 kilopascal når kvælstof sit tredobbelte punkt (det punkt et element kan eksistere i gasformige, flydende og faste former samtidigt).
Andre stater
Ved temperaturer under nitrogens kogepunkt på -195,79 C (77K) kondenseres gasformigt nitrogen til flydende nitrogen, en væske der ligner vand og forbliver lugtfri og farveløs. Kvælstof størkner ved et smeltepunkt på -210,0 ° C (63K) til et luftigt faststof, der ligner sne.
Molekylær binding
Kvælstof danner trivalente bindinger i de fleste forbindelser. Faktisk udviser molekylært kvælstof den stærkest mulige naturlige tredobbelte binding på grund af de fem elektroner i atomets ydre skal. Denne stærke tredobbeltbinding sammen med kvælstofs høje elektronegativitet (3,04 på Pauling-skalaen) forklarer dens ikke-reaktivitet.
Anvendelser
Kvælstofgas er nyttig i industrielle og produktionsmæssige omgivelser på grund af dets overflod og ikke-reaktivitet. I fødevareproduktion kan kvælstofgasundertrykkelsessystemer slukke brande uden frygt for forurening. Jern, stål og elektroniske komponenter, som er følsomme over for ilt eller fugt, produceres i en nitrogenatmosfære. Kvælstofgas kombineres almindeligvis med brintgas for at producere ammoniak.
Potentiel
I 2001 rapporterede "Nature", at forskere fra Carnegie Institution of Washington var i stand til at omdanne gasformigt kvælstof til en fast tilstand ved at udsætte den gasformede form for intens pres. Forskerne pressede en prøve af nitrogen mellem to stykker diamant med en kraft svarende til 1,7 millioner gange den atmosfærisk lufttryk, der omdanner prøven til et klart faststof, der ligner is, men med en krystalstruktur som den diamant. Ved temperaturer under -173,15 ° C (100K) forblev prøven et fast stof, da trykket blev fjernet. Når det vender tilbage til gasformig tilstand frigiver kvælstof store mængder energi, førende fysikprofessor Dr.Richard M. Martin til at spekulere i dets anvendelse som raketbrændstof.