Stikstof vormt het grootste deel van de atmosfeer van de aarde: 78,1 vol.%. Het is zo inert bij standaardtemperatuur en -druk dat het "azote" werd genoemd (wat "zonder leven" betekent) in Antoine Lavoisier's Method of Chemical Nomenclature. Toch is stikstof een essentieel onderdeel van de productie van voedsel en kunstmest en een bestanddeel van het DNA van alle levende wezens.
Kenmerken
Stikstofgas (chemisch symbool N) is over het algemeen inert, niet-metaalachtig, kleurloos, geurloos en smaakloos. Het atoomnummer is 7 en het heeft een atoomgewicht van 14.0067. Stikstof heeft een dichtheid van 1,251 gram/liter bij 0 C en een soortelijk gewicht van 0,96737, waardoor het iets lichter is dan lucht. Bij een temperatuur van -210,0 C (63K) en een ressure van 12,6 kilopascal bereikt stikstof zijn tripelpunt (het punt dat een element tegelijkertijd in gasvormige, vloeibare en vaste vorm kan voorkomen).
andere staten
Bij temperaturen onder het kookpunt van stikstof van -195,79 C (77K), condenseert gasvormige stikstof tot vloeibare stikstof, een vloeistof die op water lijkt en geur- en kleurloos blijft. Stikstof stolt bij een smeltpunt van -210,0 C (63K) tot een donzige vaste stof die lijkt op sneeuw.
Moleculaire binding
Stikstof vormt in de meeste verbindingen driewaardige bindingen. In feite vertoont moleculaire stikstof de sterkst mogelijke natuurlijke drievoudige binding vanwege de vijf elektronen in de buitenste schil van het atoom. Deze sterke drievoudige binding, samen met de hoge elektronegativiteit van stikstof (3,04 op de Pauling-schaal), verklaart de niet-reactiviteit ervan.
Toepassingen
Stikstofgas is nuttig in industriële en productieomgevingen vanwege de overvloed en niet-reactiviteit. In de voedselproductie kunnen stikstofgasonderdrukkingssystemen branden blussen zonder angst voor besmetting. IJzer, staal en elektronische componenten, die gevoelig zijn voor zuurstof of vocht, worden geproduceerd in een stikstofatmosfeer. Stikstofgas wordt vaak gecombineerd met waterstofgas om ammoniak te produceren.
Potentieel
In 2001 meldde "Nature" dat wetenschappers van Carnegie Institution of Washington in staat waren gasvormige stikstof om te zetten in een vaste toestand door de gasvormige vorm aan intense druk te onderwerpen. De onderzoekers drukten een monster stikstof tussen twee stukken diamant met een kracht die gelijk is aan 1,7 miljoen keer die van atmosferische luchtdruk, waardoor het monster wordt getransformeerd in een heldere vaste stof die lijkt op ijs, maar met een kristalstructuur zoals die van diamant. Bij temperaturen onder -173.15°C (100K) bleef het monster een vaste stof wanneer de druk werd verwijderd. Wanneer stikstof terugkeert naar gasvormige toestand, komt er grote hoeveelheden energie vrij, aldus de vooraanstaande professor natuurkunde Dr. Richard M. Martin om te speculeren over het gebruik ervan als raketbrandstof.