AizvērtIzvēlne
Sākums
Atjaunots 2025. gada 5. februārī
Viktorija Vitkovska

slāpeklis

(latīņu nitrogenium, angļu nitrogen, vācu Stickstoff, franču azote, krievu азот)
ķīmisko elementu periodiskās tabulas elements ar atomskaitli 7

Saistītie šķirkļi

  • ķīmija
  • ķīmija Latvijā
  • ķīmisko elementu periodiskā tabula
Slāpeklis.

Slāpeklis.

Satura rādītājs

  • 1.
    Kopsavilkums
  • 2.
    Īsa vēsture
  • 3.
    Atrašanās dabā
  • 4.
    Izotopi
  • 5.
    Fizikālās īpašības
  • 6.
    Ķīmiskās īpašības
  • 7.
    Izmantošana
  • Multivide 3
  • Saistītie šķirkļi
  • Tīmekļa vietnes
  • Ieteicamā literatūra
  • Kopīgot
  • Izveidot atsauci
  • Drukāt

Satura rādītājs

  • 1.
    Kopsavilkums
  • 2.
    Īsa vēsture
  • 3.
    Atrašanās dabā
  • 4.
    Izotopi
  • 5.
    Fizikālās īpašības
  • 6.
    Ķīmiskās īpašības
  • 7.
    Izmantošana
Kopsavilkums

Slāpeklis ķīmisko elementu periodiskajā tabulā tiek apzīmēts ar simbolu N un atrodas 2. perioda 15. grupā. Slāpekļa relatīvā atommasa ir 14,007, un tā atoms sastāv no 7 protoniem un 7 elektroniem (elektronu konfigurācija [He]2s22p3. Istabas temperatūrā slāpeklis ir gāze bez krāsas un smaržas. Slāpeklis veido 78 % no gaisa tilpuma, kas padara gaisu par neizsmeļamu dabiskā slāpekļa avotu. Šķidrais slāpeklis tiek iegūts, destilējot šķidro gaisu. Lielāko daļu slāpekļa izmanto amonjaka ražošanā, kas ir izejviela mēslošanas līdzekļiem, slāpekļskābei, neilonam, ​​krāsvielām, sprāgstvielām un citiem materiāliem. Lauksaimniecības un rūpniecības straujā attīstība pēdējo simts gadu laikā ir novedusi pie pārmērīgas slāpekli saturošu savienojumu izmantošanas. Tas ir radījis barības vielu piesārņojumu (nutrient pollution), kas ietekmē ūdeņu un gaisa kvalitāti un klimatu, kā rezultātā rodas nopietnas vides un cilvēku veselības problēmas.

Īsa vēsture

Slāpekļa gāze pirmo reizi tika iegūta 1760. gadā. Pirms tam slāpekli amonija hlorīda (NH4Cl) formā izmantoja alķīmiķi. To ražoja, sildot mēslus ar sāli un urīnu, un sauca par sal ammonia. Slāpekļa gāzi atklāja angļu zinātnieks Henrijs Kavendišs (Henry Cavendish) un ķīmiķis Džozefs Priestlijs (Joseph Priestley) skābekļa izdalīšanas no gaisa procesa laikā. Viņi atzīmēja, ka jaunatklātā gāze nodzēš degošo sveci un ka pele, atrodoties šīs gāzes telpā, drīzumā nomirst. Taču pirmais, kurš atklāja jauno elementu, bija students Daniels Raterfords (Daniel Rutherford) savā doktora darbā 1772. gada septembrī Edinburgā, Skotijā. Slāpekļa vārds nāk no grieķu nitron (latīņu – nitrium), kā agrāk sauca kālija nitrātu (KNO3), un genes, kas nozīmē ‘veidot’. 

Atrašanās dabā

Nozīmīgākie slāpekļa dabas avoti ir gaiss un salpetris (nātrija nitrāts, NaNO3). Slāpeklis pēc izplatības Zemes garozā ieņem 34./35. vietu, tā saturs ir 19 miljondaļas (ppm, parts per million). Cilvēka organismā uz 70 kg svara ir aptuveni 1,8 kg slāpekļa. Slāpeklis ir ceturtais biežāk sastopamais elements dzīvajos organismos. Olbaltumvielu sastāvā ir vismaz 16 % slāpekļa. Visas četras bāzes, kas veido ģenētisko kodu dezoksiribonukleīnskābē (DNS) – adenīns (A), guanīns (G), timīns (T) un citozīns (C) –, satur slāpekli (skat. 1. attēlu). Slāpeklis dabā iziet “slāpekļa aprites ciklu” (skat. 2. attēlu). Galvenais process slāpekļa aprites ciklā ir tā asimilācija – reakcijas, kurās baktērijas saista atmosfērā esošo slāpekli. Asimilācijas rezultātā veidojas dažādi slāpekļa savienojumi, to skaitā arī olbaltumvielas. Denitrifikācijas, kā arī degšanas procesu rezultātā daļa no slāpekļa savienojumiem pārvēršas par slāpekļa gāzi un nonāk atpakaļ atmosfērā, lai turpinātu aprites ciklu.

1. attēls. Četras slāpekļa bāzes, kas veido DNS ģenētisko kodu.

1. attēls. Četras slāpekļa bāzes, kas veido DNS ģenētisko kodu.

Avots: Shutterstock.com/Elmārs Toms Mauerzaks. 

2. attēls. Slāpekļa aprites cikls.

2. attēls. Slāpekļa aprites cikls.

Avots: Shutterstock.com/Elmārs Toms Mauerzaks.

Izotopi

Slāpeklim ir divi dabā sastopami stabilie izotopi – slāpeklis-14 (99,636 %) un slāpeklis-15 (0,364 %). Slāpeklim ir zināmi 14 radioizotopi no slāpekļa-10 līdz slāpeklim-25. Visi slāpekļa radioizotopi nav stabili, ar īsu pussabrukšanas periodu. Slāpeklim-13 piemīt garākais pussabrukšanas periods – 9,97 minūtes. Pārējiem radioizotopiem pussabrukšanas periodi ir īsāki par 8 sekundēm, lielākai daļai pat īsāki par 700 milisekundēm. Slāpekli-15 izmanto radioizotopa skābekļa-15 ražošanai, ko izmanto PET. Slāpekli-15 izmanto arī, lai pētītu slāpekļa uzņemšanu augos un olbaltumvielu metabolismu cilvēka ķermenī.

Fizikālās īpašības

Slāpeklis istabas temperatūrā ir bezkrāsaina netoksiska gāze bez garšas un smaržas. Slāpekļa gāzes blīvums ir 1,145 g/cm3. Slāpekļa kušanas temperatūra ir -210 ºC, tā viršanas temperatūra ir -195,798 ºC (dati no CRC Ķīmijas un fizikas rokasgrāmatas, 86. izdevuma (CRC Handbook of Chemistry and Physics. 86th Edition) Deivida Lida (David R. Lide) redakcijā)). Slāpekļa atoma kovalentais rādiuss ir 75 pm, savukārt tā elektronegativitātes vērtība ir 3,04.

Ķīmiskās īpašības

Slāpeklim ir deviņas oksidēšanās pakāpes no -3 līdz +5. Organiskos savienojumos slāpeklis visbiežāk sastopams ar oksidēšanās pakāpi -3. Istabas temperatūrā slāpeklis ir ķīmiski neaktīva gāze. Tā nestājas reakcijās ar skābekli, ūdeņradi vai lielāko daļu citu elementu. Slāpeklis reaģē ar skābekli gaismas vai dzirksteles klātbūtnē, veidojot slāpekļa oksīdu. Savukārt slāpekļa oksīds sajaucas ar atmosfēras skābekli un ūdeni, veidojot slāpekļskābi. Lietus laikā slāpekļskābe nonāk uz Zemes, kur reaģē ar tās garozā esošajiem metāliem, veidojot nitrātus un nitrītus. Lielāko daļu ķīmiskajā rūpniecībā izmantotā slāpekļa iegūst, frakcionēti destilējot šķidru gaisu. Tālāk to izmanto amonjaka (NH3) iegūšanai. No amonjaka tiek gatavoti dažādi ķīmiski produkti, tostarp mēslošanas līdzekļi, slāpekļskābe, urīnviela, hidrazīns, amīni. Slāpeklis ir svarīgs augu barības elements, taču atmosfēras slāpeklis ir pārāk inerts, lai augi to varētu absorbēt. Tikai atsevišķas augsnē esošās baktērijas spēj pārvērst slāpekli par nitrātiem, ko augi spēj absorbēt. 

Izmantošana

Lielākais slāpekļa patēriņš ir amonjaka ražošana Habera–Boša ​​procesā (Haber–Bosch process). Amonjaks ir svarīgs elements ķīmiskajā rūpniecībā. To izmanto mākslīgo mēslošanas līdzekļu, slāpekļskābes, neilona, ​​krāsvielu un sprāgstvielu ražošanai. Amonjaks ir slāpekļa oksīdu un dažādu rūpniecības produktu ražošanas pamatmateriāls. Slāpekļa oksīdiem ir daudz pielietojumu. Dislāpekļa oksīdu jeb smieklu gāzi (N2O) lieto medicīnā, jo tam piemīt anestezējošas īpašības. Dislāpekļa tetraoksīdu (N2O4) izmanto kā oksidētāju raķešu degvielā. No amonjaka ražo slāpekļskābi (HNO3), oksidējot ar gaisu aptuveni 800 °C augstā temperatūrā. NO2, kas veidojas oksidējoties, reaģē ar ūdeni un veido HNO3 un NO. Šo metodi sauc par Ostvalda procesu (Ostwald process). Šķidro slāpekli bieži izmanto kā dzesētāju. To izmanto arī spermas, olšūnu un citu šūnu uzglabāšanai medicīniskiem pētījumiem un reproduktīvās tehnoloģijas vajadzībām. To lieto arī pārtikas ātrai sasaldēšanai, palīdzot pārtikai saglabāt mitrumu, krāsu, garšu un tekstūru. Slāpekļa gāzi izmanto inertas atmosfēras nodrošināšanai. Slāpekļa gāzi izmanto arī termiskās apstrādēs, lai novērstu metālu oksidēšanos; tā ir droša vide neilona un poliestera ražošanā, lai izvairītos no saskares starp gaisā esošo skābekli un kausēto polimēru. Slāpekļa gāzi izmanto pārtikas produktu konservēšanai, kā arī elektronikas rūpniecībā tranzistoru un diožu ražošanas procesā. Liels slāpekļa daudzums ir nepieciešams nerūsējošā tērauda un citu tērauda izstrādājumu atkausēšanā.

Multivide

Slāpeklis.

Slāpeklis.

1. attēls. Četras slāpekļa bāzes, kas veido DNS ģenētisko kodu.

1. attēls. Četras slāpekļa bāzes, kas veido DNS ģenētisko kodu.

Avots: Shutterstock.com/Elmārs Toms Mauerzaks. 

2. attēls. Slāpekļa aprites cikls.

2. attēls. Slāpekļa aprites cikls.

Avots: Shutterstock.com/Elmārs Toms Mauerzaks.

Slāpeklis.

Saistītie šķirkļi:
  • slāpeklis
Izmantošanas tiesības

Saistītie šķirkļi

  • ķīmija
  • ķīmija Latvijā
  • ķīmisko elementu periodiskā tabula

Autora ieteiktie papildu resursi

Tīmekļa vietnes

  • Fakti par slāpekli (Facts about nitrogen)
  • Slāpeklis (Nitrogen)
  • Slāpekļa cikls (Nitrogen Cycle)

Ieteicamā literatūra

  • Bothe, H., Ferguson, S., and Newton, W.E., Biology of the Nitrogen Cycle, 1st edn., Elsevier Science, 2007.
  • Hasan, H., Nitrogen (Understanding the Elements of the Periodic Table), Rosen Publishing Group, 2005.
  • Follett, R.F. and Hatfield, J.L., Nitrogen in the Environment: Sources, Problems and Management, Elsevier Science, 2001.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • UNEP, Woods Hole Research Center, Reactive Nitrogen in the Environment: Too Much or Too Little of a Good Thing, UNEP/DTIE; The Woods Hole Research Center, 2007.

Viktorija Vitkovska "Slāpeklis". Nacionālā enciklopēdija. https://enciklopedija.lv/skirklis/118915-sl%C4%81peklis (skatīts 26.09.2025)

Kopīgot


Kopīgot sociālajos tīklos


URL

https://enciklopedija.lv/skirklis/118915-sl%C4%81peklis

Šobrīd enciklopēdijā ir 0 šķirkļi,
un darbs turpinās.
  • Par enciklopēdiju
  • Padome
  • Nozaru redakcijas kolēģija
  • Ilustrāciju redakcijas kolēģija
  • Redakcija
  • Sadarbības partneri
  • Atbalstītāji
  • Sazināties ar redakciju

© Latvijas Nacionālā bibliotēka, 2025. © Tilde, izstrāde, 2025. © Orians Anvari, dizains, 2025. Autortiesības, datu aizsardzība un izmantošana