Stickstoffatom

Stickstoffatom ist das chemische Element mit dem Symbol N und der Ordnungszahl 7. Es gehört zu den Nichtmetallen und kommt in der Erdoberfläche vor allem als N2 in der Luft vor. Die Elektronenkonfiguration im Grundzustand lautet 1s2 2s2 2p3; im äußeren 2s- und 2p-Subschalen befinden sich drei ungepaarte Elektronen, was dem Stickstoffatom drei potenzielle Bindungspartner verleiht. Die durchschnittliche Atommasse beträgt etwa 14,01 u.

Eigenschaften und Bindungen

In seiner stabilsten Form bildet Stickstoff molekulares N2, eine starke Dreifachbindung mit hoher Bindungsenergie. Dadurch ist N2 bei normalen Bedingungen relativ reaktionsträge und macht den größten Teil der trockenen Luft aus (etwa 78 Volumenprozent). Das N2-Molekül ist farb- und geruchlos. Reaktionen erfolgen meist erst unter hohen Temperaturen, Drücken oder mithilfe von Enzymen oder Katalysatoren. In chemischen Verbindungen können Stickstoffatome unterschiedliche Oxidationsstufen annehmen, typischerweise -3 in Ammoniak und organischen Stickstoffverbindungen, bis +5 in Nitrat- bzw. Salzen; Zwischenstufen wie NO (+2), NO2 (+4) oder N2O (+I) sind ebenfalls bekannt.

Vorkommen, Kreislauf und Anwendungen

Stickstoff ist lebensnotwendig und kommt in Proteinen, Nukleinsäuren sowie vielen Biomolekülen vor. In der Natur zirkuliert Stickstoff durch biologische Fixierung, Nitrifikation und Denitrifikation. Industriell wird Stickstoff durch Herabsetzen der Luft fixiert, insbesondere zur Herstellung von Ammoniak im Haber-Bosch-Verfahren, das Düngerproduktion ermöglicht. Isotope: natürlich vorkommendes Stickstoff hat stabile Isotope 14N (Hauptexistenz) und 15N; weitere Isotope sind radioaktiv oder kurzlebig und werden in speziellen Anwendungen genutzt.