da ist ja was zusammengekommen.
Die Stickstoffchemie ist nicht mein Lieblingsthema gewesen. In meiner Vordiplomprüfung wollte der Professor auf Azofarbstoffe hinaus. Ich meide die, sehe aber jetzt, dass das wirklich interessant ist, weil zwei hochwirksame Stoffe darin vorkommen. Die aromatischen Ringe, die an doppelt gebundenem Stickstoff hängen. Damit ist ein Elektronenfluss zwischen allen Bindungspartnern möglich, der zu den schönsten Effekten führt. Weil ungewisse Elektronenzustände Licht absorbieren können und die Substanz je nach Ausdehnung der Bindungsverhältnisse die schönsten Farben haben.
Es gibt Leute, die können sich keine chemischen Formeln merken. Die müssen verstehen, was genau wie funktioniert und warum. Zu denen gehöre ich.
Die Grundvorlesung in allgemeiner und anorganischer Chemie an der Uni Oldenburg befriedigte in der Hinsicht. Wichtig war die Grundeigenschaften von Elementen über ihre Stellung im Periodensystem zu begreifen. Genauer ihre Ordnungszahl, die der Elektronenzahl entspricht. Dabei ist die Zahl der Elektronen in der 2. Atomhülle für Stickstoff - 2. Hauptgruppe - also die Zahl für N ist 5. Das Edelgas in der 2. Hauptgruppe hat die Ordnungszahl 10. Sticktoff ist mit 5 Elektronen, also einer unruhigen Rasselbande, zu theoretisch 5 Bindungen fähig. Praktisch kommen 3 und 4 Bindungen vor. Das liegt am doppelt besetzten Orbital, wobei dieses freie Elektronenpaar nur eine Bindung eingeht, eine koordinative Bindung. Um Ruhe in den Haufen zu bekommen, tut sich Stickstoff zu zweit zusammen. N
2 ist ein Gas und bei Temperaturen unter -75° C eine sehr lebhafte Flüssigkeit. Drei Elektronen sind an der Bindung beteiligt.
Stickstoff wiki.
Hier ein link zum interaktiven Periodensystem.
A lesson about every single element on the periodic table
Ganz wichtig ist der Hinweis, dass Stickstoff in
Sprengstoffen so eine dynamische Wirkung hat, weil die Bindung zwischen zwei Stickstoffatomen die stärkste Bindung zwischen zwei Atomen überhaupt ist.
Eine Parallele gibt es bei der Oxidation. Sauerstoff ist allerdings ein sehr reaktives Gas, kommt in doppelt gebundenen Molekülen vor. Die beiden ungepaarten Elektronen, Valenzelektronen machen es so empfänglich für Bindungen.
Verbrennung ist uns allen geläufig, ebenso wie die Explosion von Stickstoffverbindungen.
Worauf ich hinauswill: eine
Denitrifikation ist ein ebenso energiespendender Prozess wie die Atmung. Warum diese beiden Prozesse lebensspendend sind liegt an der Eigenart der beiden Elemente so explosive, also energiereiche Bindungen einzugehen und von Lebewesen Zellwände zu haben und Organelle mit Membranen ausbilden zu können. Eine Trennung von innen und außen separiert Ausgangsprodukte und Endprodukte chemischer Reaktionen. Das ist die 1. Voraussetzung für einen geordneten und stufenweisen Ablauf der biochemischen Reaktionen. Die 2. Voraussetzung ist ein System von Trägermolekülen, die Elektronen transportieren können, sie also genauso freiwillig aufnehmen wie abgeben. Diese Trägermoleküle sind bei der Atmung Cythochrome mit komplex gebundenem Metallion. Eine fabelhafte Sache!
Die Elektronen fließen also vom Ausgangsstoff, Zucker und hier Nitration, über die Membran und den Metallkomplex, auf die Außenseite der Mitochondrien und werden dann an die Luft befördert um CO
2 oder N
2 abzulassen. Innen wird aus ADP ATP, das energiegeladene Molekül, das in Muskeln, zum Wachstum und zur Fortpflanzung gebraucht wird.
Die Elektronen fließen nicht und nie entlang einer chemischen Formel.