Kakšne so lastnosti dušika?

Dušik je element z atomsko številko sedem. Dvoatomski dušik ali dušik, sestavljen iz dveh vezanih atomov, je bister plin brez vonja, ki tvori večji del Zemljine atmosfere. Je izjemno stabilna molekula, ki se upira spremembam v različnih okoliščinah. Vrelišče dušika je zelo nizko, zaradi česar pri vsakodnevnih temperaturah tvori plin; vendar se tekoči dušik običajno uporablja kot hladilno sredstvo. Lastnosti dušika, vključno z njegovo stabilnostjo in nizkim vreliščem, igrajo pomembno vlogo tako v biologiji kot v človeški družbi.

Mnoge lastnosti dušika izhajajo iz njegove močne trielektronske vezi. Atomi so ponavadi najbolj stabilni, ko imajo osem elektronov v svoji najbolj oddaljeni lupini ali najbolj oddaljenem območju od jedra. En atom dušika ima v zunanji lupini pet elektronov. Dva atoma dušika si torej prizadevata deliti tri od teh elektronov med seboj – kar vsakemu atomu omogoča, da uživa stabilnost osmih elektronov. To je razlog, da je stabilnost med lastnostmi dušika.

Druga lastnost dušika je nizko vrelišče. Pri atmosferskem tlaku dušik vre pri -320 stopinjah Fahrenheita (-196 stopinj Celzija). Tekoči dušik je videti kot bistra tekočina, podobna vodi. Lahko ga shranite v posebne zamrzovalnike in ga za kratek čas postavite na prosto, preden popolnoma zavre. Tehniki pogosto uporabljajo tekoči dušik kot kriogeno hladilno sredstvo ali snov, ki lahko ohladi drugo opremo ali naprave.

V zemeljski atmosferi dušik predstavlja 78.1 % prostornine zraka. Vendar pa večina tega dvoatomskega dušika ni na voljo za uporabo v organizmih, ker je v svoji stabilni, molekularni obliki. Nekatere bakterije lahko pretrgajo dušikovo trojno vez in pritrdijo molekule vodika in kisika na en sam atom dušika. Lastnosti dušika omogočajo sproščanje energije, ko rastline in živali uporabljajo te spojine, ki jih tvorijo bakterije. Končno lahko nekatere bakterije dušik vrnejo v prvotno obliko in ga sprostijo v ozračje, proces, znan kot dušikov cikel.

Človeška bitja, ki so se razvila v atmosferi, v kateri prevladuje dušik, se zanašajo na element za osnovne biološke funkcije. Lastnosti dušika so uporabne tudi v industrijskih aplikacijah. V kombinaciji z vodikom ali kisikom lahko dušik tvori spojine, ki gorijo ali eksplodirajo in sproščajo energijo v obliki toplote. V kombinaciji z ogljikom dušik tvori cianid, ki je uporaben v rudarstvu in medicinskih aplikacijah. Kljub temu je dušik lahko nevaren, če se z njim nepravilno ravna – za varno delo z dušikom so potrebni številni previdnostni ukrepi.