Stickstoff ist das Element mit der Ordnungszahl sieben. Zweiatomiger Stickstoff oder Stickstoff, der aus zwei verbundenen Atomen besteht, ist ein klares, geruchloses Gas, das einen Großteil der Erdatmosphäre bildet. Es ist ein äußerst stabiles Molekül, das Veränderungen unter einer Vielzahl von Umständen widersteht. Der Siedepunkt von Stickstoff ist sehr niedrig, so dass er bei Alltagstemperaturen ein Gas bildet; jedoch wird üblicherweise flüssiger Stickstoff als Kältemittel verwendet. Die Eigenschaften von Stickstoff, einschließlich seiner Stabilität und seines niedrigen Siedepunkts, spielen sowohl in der Biologie als auch in der menschlichen Gesellschaft eine große Rolle.
Viele der Eigenschaften von Stickstoff resultieren aus seiner starken Dreifach-Elektronen-Bindung. Atome sind in der Regel am stabilsten, wenn sie acht Elektronen in ihrer äußersten Schale oder am weitesten vom Kern entfernten Region haben. Ein einzelnes Stickstoffatom hat fünf Elektronen in der äußeren Hülle. Zwei Stickstoffatome neigen daher dazu, drei dieser Elektronen miteinander zu teilen, wodurch jedes Atom die Stabilität von acht Elektronen genießen kann. Aus diesem Grund gehört Stabilität zu den Eigenschaften von Stickstoff.
Eine weitere Eigenschaft von Stickstoff ist sein niedriger Siedepunkt. Bei atmosphärischem Druck siedet Stickstoff bei -320 Grad Fahrenheit (-196 Grad Celsius). Flüssiger Stickstoff erscheint als klare Flüssigkeit ähnlich wie Wasser. Es kann in speziellen Gefrierschränken gelagert und für kurze Zeit an die Luft gebracht werden, bevor es vollständig verkocht. Techniker verwenden oft flüssigen Stickstoff als kryogenes Kältemittel oder eine Substanz, die andere Geräte oder Geräte kühlen kann.
In der Erdatmosphäre macht Stickstoff 78.1 Volumenprozent der Luft aus. Der größte Teil dieses zweiatomigen Stickstoffs ist jedoch für Organismen nicht verfügbar, da er in seiner stabilen, molekularen Form vorliegt. Einige Bakterien können die Dreifachbindung des Stickstoffs brechen und Wasserstoff- und Sauerstoffmoleküle an ein einzelnes Stickstoffatom binden. Die Eigenschaften von Stickstoff ermöglichen die Freisetzung von Energie, wenn Pflanzen und Tiere diese von Bakterien gebildeten Verbindungen verwenden. Schließlich können einige Bakterien Stickstoff in seine ursprüngliche Form zurückführen und an die Atmosphäre abgeben, ein Prozess, der als Stickstoffkreislauf bekannt ist.
Der Mensch, der sich in einer von Stickstoff dominierten Atmosphäre entwickelt hat, ist für grundlegende biologische Funktionen auf das Element angewiesen. Die Eigenschaften von Stickstoff sind auch in industriellen Anwendungen nützlich. In Verbindung mit Wasserstoff oder Sauerstoff kann Stickstoff Verbindungen bilden, die brennen oder explodieren und dabei Energie als Wärme freisetzen. In Kombination mit Kohlenstoff bildet Stickstoff Cyanid, das im Bergbau und in medizinischen Anwendungen nützlich ist. Dennoch kann Stickstoff bei unsachgemäßer Handhabung gefährlich sein – eine Reihe von Vorsichtsmaßnahmen sind erforderlich, um sicher mit Stickstoff zu arbeiten.