Hva er egenskapene til nitrogen?

Nitrogen er elementet med atomnummer sju. Diatomisk nitrogen, eller nitrogen som består av to bundne atomer, er en klar, luktfri gass som danner mye av jordens atmosfære. Det er et ekstremt stabilt molekyl, som motstår endringer under forskjellige omstendigheter. Kokepunktet for nitrogen er veldig lavt, og får den til å danne en gass ved daglige temperaturer; flytende nitrogen blir imidlertid ofte brukt som kjølemiddel. Egenskapene til nitrogen, inkludert stabilitet og lavt kokepunkt, spiller en viktig rolle i både biologi og menneskers samfunn.

Mange av egenskapene til nitrogen skyldes dens sterke trippelelektronbinding. Atomer har en tendens til å være mest stabile når de har åtte elektroner i det ytterste skallet, eller det fjerneste området fra kjernen. Et enkelt nitrogenatom har fem elektroner i det ytre skallet. To nitrogenatomer har derfor en tendens til å dele tre av disse elektronene med hverandre - slik at hvert atom kan glede seg over stabiliteten ved å ha åtte elektroner. Dette er grunnen til at stabiliteten er blant egenskapene til nitrogen.

En annen av egenskapene til nitrogen er det lave kokepunktet. Ved atmosfæretrykk koker nitrogen ved -320 grader Fahrenheit (-196 grader Celsius). Flytende nitrogen fremstår som en klar væske som ligner vann. Den kan lagres i spesielle frysere og bringes i friluft i korte perioder før den koker helt av. Teknikere bruker ofte flytende nitrogen som et kryogent kuldemedium, eller et stoff som kan avkjøle annet utstyr eller utstyr.

I jordens atmosfære utgjør nitrogen 78,1 volum av luften. Det meste av dette diatomiske nitrogenet er imidlertid ikke tilgjengelig for bruk av organismer fordi det er i sin stabile, molekylære form. Noen bakterier kan bryte nitrogenens trippelbinding og feste hydrogen og oksygenmolekyler til et enkelt nitrogenatom. Egenskapene til nitrogen gjør at energi frigjøres når planter og dyr bruker disse bakteriedannede forbindelsene. Endelig kan noen bakterier returnere nitrogen til sin opprinnelige form og frigjøre det i atmosfæren, en prosess kjent som nitrogen-syklusen.

Mennesker, som har utviklet seg i en atmosfære dominert av nitrogen, er avhengige av elementet for grunnleggende biologiske funksjoner. Egenskapene til nitrogen er også nyttige i industrielle applikasjoner. Når det kombineres med hydrogen eller oksygen, kan nitrogen danne forbindelser som brenner eller eksploderer, og frigjør energi som varme. Når det kombineres med karbon, danner nitrogen cyanid, som er nyttig i gruvedrift og medisinsk bruk. Likevel kan nitrogen være farlig hvis det håndteres feil - en rekke forholdsregler er nødvendige for å trygt arbeide med nitrogen.