Dusík

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Symbol rozcestia O iných významoch výrazu Dusík pozri Dusík (rozlišovacia stránka).
Dusík
7 uhlík ← dusík → kyslík
 

N

P
N
Vzhľad
bezfarebný plyn
dusík
Emisné spektrá
Emisné spektrum
Všeobecné
Názov (lat.), značka, protónové číslo dusík (nitrogenium), N, 7
Umiestnenie v PSP 15. skupina2. periódablok p
Séria nekovy
Atómové vlastnosti
Atómová hmotnosť 14,0067 g·mol−1
Elektrónová konfigurácia [He] 2s2 2p3
Kovalentný polomer 71 pm
Van der Waalsov pol. 155 pm
Chemické vlastnosti
Elektronegativita 3,04 (podľa Paulinga)
Ionizačná energia(e) 1: 1 402,3 kJ.mol−1
2: 2 856 kJ.mol−1
3: 4 578,1 kJ.mol−1
Oxidačné číslo(a) -III, -II, -I, 0, I, II, III, IV, V
Fyzikálne vlastnosti (za norm. podmienok)
Skupenstvo plynné
Hustota 0,001251 kg·dm−3
Teplota topenia 63,153 K (-209,997 °C)
Teplota varu 77,36 K (-195,79 °C)
Kritický bod 126,19 K; 3,3978 MPa
Trojný bod 63,1526 K; 12,53 kPa
Sk. teplo topenia 0,72 kJ·mol−1
Sk. teplo varu 2,7928 kJ·mol−1
Tepelná kapacita 29,124 J·mol−1·K−1
Tlak pary
p(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T(K) 37 41 46 53 62 77
Iné
Kryštálová sústava hexagonálna
Magnetizmus diamagnetický
Tep. vodivosť 0,02583 W·m−1·K−1
Rýchl. zvuku 353 m·s−1
Reg. číslo CAS 7727-37-9
Izotop(y) (vybrané)
Izotop Výskyt t1/2 Rr Er (MeV) Pr
Radioactive.svg 13N synt. 9,965 min ε 2,220 13C
14N 99,634 % stabilný s 7 neutrónmi
15N 0,366 % stabilný s 8 neutrónmi
Commons-logo.svg
 Commons ponúka multimediálny obsah na tému dusík.
Pozri aj chemický portál

Dusík (lat. Nitrogenium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku N a protónové číslo 7. Je to plyn bez farby a zápachu. Nezávisle od seba ho v roku 1772 objavili Daniel Rutherford a Henry Cavendish a nazvali ho jedovatým vzduchom. Antoine Lavoisier zistil, že tento plyn je zložkou vzduchu a pretože sa v ňom živé organizmy dusili, pomenoval ho azote (z gréčtiny zóon = život, a = zápor). Slovenský názov pochádza od prírodovedca J. Presla, ktorý preniesol v roku 1828 francúzsky názov. Medzinárodný názov nitrogenium vznikol z latinského nitrium, ktorým sa označovali chemikálie z popola rastlín. V potravinárstve sa označuje E941.

Zlúčeniny[upraviť | upraviť zdroj]

Anorganické zlúčeniny[upraviť | upraviť zdroj]

Dusík je tzv. inertný plyn, ktorý iba veľmi ťažko reaguje s inými chemickými zlúčeninami. Voči väčšine prvkov vystupuje (s výnimkou kyslíka, chlóru a fluóru) ako elektronegatívnejší prvok, preto môžeme dané zlúčeniny považovať za nitridy daných prvkov.

Binárne zlúčeniny[upraviť | upraviť zdroj]

  • Zlúčeniny s vodíkomamoniak NH3, hydrazín N2H4 a azidovodík HN3. Amoniak sa vo vodnom roztoku správa ako zásada, vytvára amónne katióny NH4+, podobne aj hydrazín (N2H5+, N2H6+2). Azidovodík je naopak slabá kyselina, vytvára ióny N3-.
  • Oxidy dusíka sú známe v oxidačných stupňoch +1 až +5. Najznámejším z nich je oxid dusný N2O, nazývaný tiež rajský plyn, ktorý sa v minulosti používal ako narkotikum pri chirurgických operáciách. Oxidy NO a NO2 (resp. dimér N2O4) sú hlavné zložky tzv. suchého smogu.
  • Z halogenidov je najznámejší trijodid NI3 (jododusík), aj keď podľa elektronegativít je to vlastne nitrid jódu, výbušná látka citlivá na otrasy. Mal by sa však skôr formulovať ako NI3.NH3 , ide teda o amoniakiát.
  • Nitridy N−3, amidy NH2- a imidy NH−2 sú binárne zlúčeniny dusíka s menej elektronegatívnymi prvkami. Formálne sa odvádzajú z amoniaku odtrhnutím jedného, dvoch alebo aj troch atómov vodíka. Im podobné, aj keď vzácnejšie sú hydrazidy N2H3-, prípadne azidy N3-, odvodené od hydrazínu, resp. azidovodíka. Azidy ťažkých kovov (striebro) sú výbušné, používajú sa ako inicializačná náplň do priemyselných rozbušiek.

Ostatné anorganické zlúčeniny[upraviť | upraviť zdroj]

  • Anorganické kyseliny zastupujú najmä pomerne slabá kyselina dusitá HNO2 so soľami dusitanmi a neporovnateľne silnejšia kyselina dusičná HNO3. Obidve kyseliny aj ich soli dusitany a dusičnany majú silné oxidačné účinky.

Organické zlúčeniny[upraviť | upraviť zdroj]

Dusík sa vyskytuje vo viacerých organických zlúčeninách a je jedným z biogénnych prvkov, nachádzajúcich sa vo všetkých živých organizmoch.

  • Amíny sa delia na primárne so skupinou -NH2, sekundárne so skupinou =NH a terciálne so skupinou =N-. Aminoskupina sa nachádza vo všetkých aminokyselinách, ktoré sú základnou stavebnou jednotkou bielkovín. Najjednoduchšia aminokyselina je glycín. Aminoskupina sa môže viazať aj na aromatické jadro, tieto zlúčeniny sú často používané ako farbivá. Najdôležitejším aromatickým aminom je anilín.
  • Nitrozlúčeniny obsahujú v molekule skupinu -NO2. Sú to mimoriadne silné oxidačné činidlá a niektoré z nich sú významné produkty chemického priemyslu výbušných látok. Typickým príkladom je nitroglycerín, trinitrotoluén alebo pentrit.
  • Skupinu –NO mají v molekule nitrózozlúčeniny.
  • Medzi najdôležitejšie heterocyklické zlúčeniny obsahujúce v molekule atóm dusíka patria
    • pyridín
    • pyrrol
    • chinolín
    • indol

Výskyt v prírode[upraviť | upraviť zdroj]

V elementárnej podobe sa s dusíkom stretávame prakticky neustále, tvorí totiž 78 % (objemových) zemskej atmosféry.

Vzhľadom k rozpustnosti prakticky všetkých svojich anorganických solí sa v bežných horninách takmer nevyskytuje. Všetky tieto látky boli dávno spláchnuté do oceánov a tam sa opät zapojili do rôznych biologických cyklov.

Výnimkou je napr. čilský liadok alebo dusičnan sodný NaNO3. Významným zdrojom organického dusíka sú najmä objemné vrstvy vtáčieho trusu, nazývané guano a využívané predovšetkým ako hnojivo.

Využitie[upraviť | upraviť zdroj]

Dusík sa vyrába frakčnou destiláciou skvapalneného vzduchu a je to skôr prebytok pri výrobe viac žiadaného kyslíka.

Kvapalný dusík sa využíva v kryogénnych procesoch, pri ktorých je potrebné udržať prostredie s veľmi nízkou teplotou. Príkladom je zachovanie tkanív alebo spermií a vajíčok v kúpeli z kvapalného dusíka. Kvapalným dusíkom sú chladené polovodičové detektory rentgenového žiarenia v rôznych spektrometrických aplikáciách.

Plynný dusík sa využíva ako inertná atmosféra na miestach, kde hrozí nebezpečenstvo výbuchu, pri výrobe integrovaných obvodov, nehrdzavejúcej ocele, alebo v potravinárstve ako ochranná atmosféra proti oxidácii.

Amoniak a jeho zlúčeniny sú jedným z najpoužívanejších hnojív v poľnohospodárstve. Plynný amoniak sa v poslednej dobe stáva náhradou freónov v chladiarenstve.

Mimoriadne silné oxidačné vlastností zlúčenín dusíka v oxidačnom stupni +5 sa využívajú pri výrobe výbušnín. Už v starovekej Číne bola známa výroba pušného prachu, ktorého podstatnú časť tvoria dusičnan sodný alebo draselný. V súčasnosti sa v tomto odbore uplatňujú skôr organické zlúčeniny dusíka ako nitroglycerín alebo trinitrotoluén.

Ako palivá do raketových motorov sa v minulosti používali kyselina dusičná ako oxidovadlo, a hydrazín ako zdroj spaľovaného vodíka.

Pozri aj[upraviť | upraviť zdroj]

Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]