Hvad er egenskaber ved nitrogen?

Kvælstof er elementet med atomnummer syv. Diatomisk nitrogen eller nitrogen, der består af to bundne atomer, er en klar, lugtfri gas, der danner meget af Jordens atmosfære. Det er et ekstremt stabilt molekyle, der modstår ændringer under forskellige omstændigheder. Kogepunktet for nitrogen er meget lavt, hvilket får det til at danne en gas ved hverdagens temperatur; flydende nitrogen bruges imidlertid ofte som kølemiddel. Egenskaber af nitrogen, inklusive dets stabilitet og lave kogepunkt, spiller en vigtig rolle i både biologi og menneskeligt samfund.

Mange af egenskaberne ved nitrogen skyldes dens stærke tredobbeltelektronbinding. Atomer har en tendens til at være mest stabile, når de har otte elektroner i deres yderste skal, eller det fjerneste område fra kernen. Et enkelt nitrogenatom har fem elektroner i den ydre skal. To nitrogenatomer har derfor en tendens til at dele tre af disse elektroner med hinanden - så hvert atom kan nyde stabiliteten ved at have otte elektroner. Dette er grunden til, at stabiliteten er blandt kvælstofens egenskaber.

En anden af ​​egenskaberne ved nitrogen er dets lave kogepunkt. Ved atmosfærisk tryk koges nitrogen ved -320 grader Fahrenheit (-196 grader Celsius). Flydende nitrogen fremstår som en klar væske, der ligner vand. Det kan opbevares i specielle frysere og bringes i fri luft i korte perioder, inden det koges helt af. Teknikere bruger ofte flydende nitrogen som et kryogent kølemiddel eller et stof, der kan afkøle andet udstyr eller udstyr.

I jordens atmosfære udgør nitrogen 78,1 volumenprocent af luften. Det meste af dette diatomiske nitrogen er imidlertid ikke tilgængeligt til brug for organismer, fordi det er i dets stabile, molekylære form. Nogle bakterier kan bryde nitrogen's tredobbeltbinding og knytte brint og iltmolekyler til et enkelt nitrogenatom. Egenskaberne af nitrogen tillader energi, der frigøres, når planter og dyr bruger disse bakterieformede forbindelser. Endelig kan nogle bakterier returnere kvælstof til sin oprindelige form og frigive det i atmosfæren, en proces, der kaldes nitrogencyklus.

Mennesker, som har udviklet sig i en atmosfære, der er domineret af nitrogen, er afhængige af elementet til basale biologiske funktioner. Egenskaber af nitrogen er også nyttige i industrielle anvendelser. Når det kombineres med brint eller ilt, kan nitrogen danne forbindelser, der brænder eller eksploderer og frigiver energi som varme. Når det kombineres med kulstof, danner nitrogen cyanid, hvilket er nyttigt i minedrift og medicinske anvendelser. Alligevel kan kvælstof være farligt, hvis det behandles forkert - et antal forholdsregler er nødvendige for at arbejde sikkert med nitrogen.