• co to są symbole pierwiastków chemicznych i jak się nimi posługiwać;

• co to jest atom i jak jest zbudowany;

• jaka jest zależność pomiędzy budową atomu pierwiastka a jego położeniem w układzie okresowym.

• wskazywać położenie azotu i gazów szlachetnych w układzie okresowym pierwiastków;

• wymieniać pierwiastki zaliczane do grupy gazów szlachetnych;

• podawać przykłady zastosowania azotu w życiu codziennym;

• omawiać obieg azotu w przyrodzie;

• opisywać właściwości azotu i gazów szlachetnych;

• podawać przykłady zastosowania gazów szlachetnych w najbliższym otoczeniu.

Wpływ azotu na organizm człowieka
Podczas oddychania oprócz tlenu do płuc transportowany jest także azot. Pierwiastek ten nie uczestniczy w procesach metabolizmu i jest obojętny dla organizmu człowieka. Jednak przy zbyt gwałtownej zmianie ciśnienia (np. podczas szybkiego wynurzania się nurka z wody lub rozszczelnienia kabiny samolotu) tworzy we krwi pęcherzyki powodujące zatory i odcięcie dopływu tlenu do komórek. Efektem są bóle i zawroty głowy, podwójne widzenie, zaburzenia ruchu, bóle stawów, utrata przytomności, a nawet śmierć. Opisane dolegliwości, zwane chorobą kesonową, jako pierwsi odczuli poławiacze pereł i łowcy gąbek. Na tę samą przypadłość zapadają budowniczowie mostów, którzy długo przebywają w kesonach, czyli suchych komorach wypełnionych sprężonym powietrzem, ustawianych na dnie rzek.

Rs92QdKoJMEOR1

Zdjęcie przedstawia płetwonurka w wodzie ubranego w czarny kombinezon, z maską i aparatem tlenowym na plecach. Płetwonurek spogląda na osobę wykonującą mu zdjęcie i pokazuje ręką kierunek dalszej trasy. Woda ciemna, ale widać sylwetki pływających dookoła ryb.

Tlenek azotu(II) to związek chemiczny, który został odkryty podobnie jak tlen w 1770 r. przez Josepha Priestleya. Jednak dopiero w 1997 r. zauważono, że nitrogliceryna i pokrewne leki nasercowe powodują wytwarzanie $\text{NO}$ w organizmie. Szczególne zainteresowanie tym związkiem chemicznym nastąpiło w chwili, gdy okazało się, że tlenek ten wywołuje rozszerzenie naczyń krwionośnych. W 1992 r. prestiżowy magazyn Science uznał tlenek azotu(II) za „cząsteczkę roku”, a liczba publikacji naukowych na jego temat znacząco wzrosła. Za badania nad $\text{NO}$ Nagrodę Nobla (w 1998 r.) w dziedzinie fizjologii i medycyny otrzymali Robert Furchgott, Louis Ignarro i Ferid Murad (czyt. Robert Ferczgot, Luis Ignaro, Ferid Mjurad). Odkrycie funkcji tlenku azotu(II) w organizmie jest uważane za jedno z najważniejszych we współczesnej medycynie. Jest to tzw. cząsteczka sygnalna odpowiedzialna za funkcjonowanie m.in. układu krążenia. Obecnie bada się na dużą skalę jej znaczenie, m.in. w zwalczaniu infekcji i chorób nowotworowych.

R1RrsAWD8j0AH1

Ilustracja składa się z trzech zdjęć przedstawiających noblistów: Ferida Murada, Louisa Ignarro i Roberta Furchgotta. Dwa pierwsze zdjęcia są kolorowe i przedstawiają uczonych na tle neutralnym. Trzecie zdjęcie jest czarno-białe i przedstawia Roberta Furchgotta na tle tablicy podczas wykładu.

Czy nowa cząsteczka będzie stosowana do napędu rakiet?
W 2010 roku Szwedzka Rada Naukowa Królewskiego Instytutu Naukowego poinformowała o odkryciu nowego związku azotu z tlenem (trinitroamidu), który może być o 20–30% bardziej efektywnym paliwem rakietowym od istniejących mieszanek. Jednak niektórzy badacze powątpiewają, czy związek ten będzie kiedykolwiek użyteczny poza laboratorium. Obecnie prowadzi się badania nad jego właściwościami.

RU2o9EB5Gl7UQ1

Zdjęcie przedstawia startującą rakietę kosmiczną sfotografowaną z odległości kilkuset metrów od platformy startowej. Wokół rakiety leżą lub przewracają się koncentrycznie ustawione rusztowania techniczne, za samą rakietą ciągną się trzy słupy ognia z silników nośnych. Platformę startową okrywa bury dym. W tle niebieskie niebo i białe obłoki, zza których przebijają promienie Słońca.

Z azotu otrzymuje się amoniak oraz tlenki azotu – związki o dużym znaczeniu przemysłowym. Za jedno z najważniejszych odkryć uważa się opracowanie metody otrzymywania z azotu atmosferycznego – amoniaku. Dokonał tego w przeddzień I wojny światowej Fritz Haber, za co otrzymał on Nagrodę Nobla. Dziś metodą tą produkuje się kilkaset tysięcy ton nawozów azotowych, stosowanych na całym świecie.

R1VaWzButKfhz1

Ilustracja przedstawia schematycznie zastosowanie azotu. W centralnej górnej części planszy znajduje się zielona elipsa z napisem Zastosowanie azotu. Odchodzą od niej w dół trzy zielone strzałki prowadzące do kolejnych elips. Licząc od lewej są to: niebieska elipsa z napisem sprężony azot. Odchodzą od niej dwie kolejne niebieskie strzałki do dwóch jasnoniebieskich pól z ilustracjami podpisanych jako: wytwarzanie obojętnej atmosfery podczas lutowania i spawania w przemyśle oraz wydobywanie ropy z podziemnych złóż. Druga zielona strzałka prowadzi do pomarańczowej elipsy z napisem azot w związkach chemicznych. Odchodzą od niej cztery kolejne pomarańczowe strzałki do żółtych pól z ilustracjami podpisanych jako: poduszka powietrzna wypełniająca się gazem, produkcja nawozów sztucznych, materiały wybuchowe służące do wyburzania budynków oraz leki nasercowe. Trzecia zielona strzałka prowadzi do fioletowej elipsy z napisem ciekły azot. Odchodzą od niej dwie kolejne fioletowe strzałki do dwóch różowych pól z ilustracjami podpisanych jako: najszybszy i skuteczny środek pozwalający na chłodzenie np. gotowych dań, owoców i warzyw, a także próbek biologicznych oraz w medycynie krioterapia, miejscowe znieczulenie, zabiegi rehabilitacyjne.

KrioNgine – pojazd zbudowany na Politechnice Wrocławskiej
Członkowie Koła Naukowego „Skrzyneczka” z Wydziału Mechaniczno‑Energetycznego Politechniki Wrocławskiej skonstruowali na bazie samochodu typu Fiata 126 p pojazd napędzany ciekłym azotem. Nie wydziela on żadnych spalin i może osiągać prędkość 27 km/h. Wynalazek był nominowany w marcu 2013 r. do finału programu „Polski wynalazek roku”.

R8F8wOSmbtv8d1

Zdjęcie przedstawia pojazd zbudowany na bazie szkieletu Fiata 126 p ze skomplikowanym układem białych rurek na dachu. Gruby przewód od tych rurek biegnie do układu znajdującego się gdzieś pod srebrną częścią obudowy z ocynkowanej stali lub aluminum. Pojazd ma dwa miejsca siedzące, jest pozbawiony szyb i drzwi. Stoi na betonowej płycie przed oszklonym budynkiem uczelni.

Azot jest składnikiem mieszanin wypełniających m.in. butle nurków. Mieszanki gazowe mogą mieć różny skład, np.:

• Nitrox: azot i tlen,

• Trimix: hel, azot i tlen (mieszanka stosowana podczas nurkowania poniżej 50 m).

  R692Z829WkPVo1

  Ilustracja stanowi rysunek przedstawiających od tyłu dwoje nurków stojących nad brzegiem morza. Oboje ubrani są w stroje do nurkowania i mają na plecach aparaty, a na twarzach maski do nurkowania, których paski widać z tyłu głów. Po lewej stronie wyższy chłopak lub młody mężczyzna ma na plecach zielono srebrną butlę z napisem NITROX. Po prawej stronie niższa rudowłosa dziewczyna ma na plecach żółtą butlę z napisem TRIMIX.

  

Do gazów szlachetnych możemy prawdopodobnie zaliczyć także syntetyczny pierwiastek ununoctium o liczbie atomowej $Z=118$. Odkrycie zawdzięczamy doświadczeniom przeprowadzonym w Laboratorium Reakcji Jądrowych Flerova (Dubna w Federacji Rosyjskiej) przez zespół naukowców ze Zjednoczonego Instytutu Badań Jądrowych w Federacji Rosyjskiej oraz Narodowego Laboratorium Lawrence Livermore (czyt. lorenc lewermore) w USA. Jeden atom ununoctium uzyskano latem 2002 r., a dwa kolejne – w 2005 roku.

Gazy szlachetne ze względu na swoją budowę są bierne chemicznie. Jednak chemicy próbują połączyć je z innymi substancjami. Już w latach 60. otrzymano związki zawierające ksenon, krypton i radon. Niedawno doniesiono, że i argon – najbardziej rozpowszechniony gaz szlachetny – może trwale połączyć się z fluorem i wodorem. Do dziś nie udało się otrzymać żadnego połączenia helu ani neonu.

RvuksBu142K741

Aplikacja interaktywna prezentuje zastosowanie gazów szlachetnych, takich jak Hel, Neon czy Argon. W centralnej części okna aplikacji znajduje się niebieskie koło z białym napisem Zastosowanie gazów szlachetnych od którego odchodzi sześć koncentrycznych linii wiodących do niebieskich prostokątów zawierających symbole pierwiastków oraz zdjęcia lub ilustracje. Kliknięcie na każdy z tych prostokątów powoduje jego powiększenie na całe okno. Licząc od góry w kierunku ruchu wskazówek zegara są to: Hel do wypełniania balonów i sond meteo, neon do lamp przeciwmgielnych w samochodach, hel i neon w stanie ciekłym do chłodzenia urządzeń pracujących w bardzo niskich temperaturach, ksenon i neon w ekranach telewizorów plazmowych, neon i inne gazy szlachetne jako wypełnienie w lampach jarzeniowych oraz krypton wykorzystywany w lampach montowanych na pasach startowych.

Aplikacja interaktywna prezentuje zastosowanie gazów szlachetnych, takich jak Hel, Neon czy Argon. W centralnej części okna aplikacji znajduje się niebieskie koło z białym napisem Zastosowanie gazów szlachetnych od którego odchodzi sześć koncentrycznych linii wiodących do niebieskich prostokątów zawierających symbole pierwiastków oraz zdjęcia lub ilustracje. Kliknięcie na każdy z tych prostokątów powoduje jego powiększenie na całe okno. Licząc od góry w kierunku ruchu wskazówek zegara są to: Hel do wypełniania balonów i sond meteo, neon do lamp przeciwmgielnych w samochodach, hel i neon w stanie ciekłym do chłodzenia urządzeń pracujących w bardzo niskich temperaturach, ksenon i neon w ekranach telewizorów plazmowych, neon i inne gazy szlachetne jako wypełnienie w lampach jarzeniowych oraz krypton wykorzystywany w lampach montowanych na pasach startowych.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D11e5ZM4Q

Prawdziwym bogactwem niemal pozbawionego atmosfery Księżyca jest hel‑3, wysokoenergetyczny izotop helu, wędrujący ze Słońca w postaci wiatru słonecznego. Gaz jest zatrzymywany przez naszą atmosferę, dlatego prawie nie występuje na Ziemi. Jego zasoby szacuje się na tysiące ton na Księżycu i około 10 kg na Ziemi.

Wstępnie obliczono, że do zasilania Warszawy w energię elektryczną przez cały rok wystarczyłoby 100 kg helu‑3.

RvXSqEn0eFbK81

Ilustracja przedstawia dwa zdjęcia Księżyca. Fotografia po lewej stronie prezentuje krater Dedal po niewidocznej stronie Księżyca uwieczniony pod niewielkim kątem do powierzchni przez załogę misji Apollo 11. Zdjęcie po prawej stronie przedstawia niewidoczną z Ziemi stronę Księżyca oświetlonego niemal całego przez Słońce obserwowanego z dalszej orbity.

Jedna z firm ogłosiła plany produkcji twardych dysków o pojemności 6 TB (1 terabajt jest równy 1000 GB).
Zwiększenie pojemności dysku można osiągnąć, wypełniając jego wnętrze helem, którego gęstość jest równa 1/7 gęstości powietrza. Powoduje to zmniejszenie oporu obracających się wewnątrz talerzy i umożliwia miniaturyzację. Dzięki temu jest możliwa produkcja cieńszych dysków i zmniejszenie masy o około 30% oraz zużycia energii o 23% – na 1 TB pojemności.