Typpi onalkuaine, joka esiintyy luonnossa kaksiatomisena typpikaasuna, N2. Typenjärjestysluku on 7,kemiallinen merkkiN (lat. nitrogenium) jaIUPACin standardin mukainenatomimassa on [14,00643;14,00728][1]. Typpi on osana monissa elämälle välttämättömissä yhdisteissä.Ilmasta noin 78 % on typpeä.
Suomenkielinen nimityppi on johdettu murteellisesta sanastatypehtyä (’tukehtua’, ’sammua’), koska typpi on palamaton ja tukehduttaa palamisen. Sanaa käytti ensimmäisenäJulius Krohn vuonna 1862 teoksessaanKemiallisia tiedesanoja. 1800-luvulla käytettiin myös nimitystätuko, joka oli johdettu vastaavalla logiikalla sanastatukahtua.[4]
Typpi onepämetalli, jolla on viisielektronia uloimmalla elektronikuorella. Typpi on hajutonta, mautonta ja väritöntä. Alkuaineena se esiintyy tavallisesti kaksiatomisena molekyylinä (N2), joka on normaaliolosuhteissa kaasua.
Heksatyppeä (N6) on valmistettu laboratoriossa 2025. Tutkijaryhmän tuotos on -196 asteessa stabiilia kiinteää ainetta ja huoneenlämmössä keskimääräinen elinaika on 36 millisekuntia. Rakenteeltaan se on lineaarinen; se koostuu kahdesta kolmen typen osiosta.[5]
Nitraatti-ioni (NO3-) on moniatominen typpeä ja happea sisältäväanioni, joka voi muodostaaioniyhdisteitä muun muassa monien metallikationien kanssa.Ammoniumioni (NH4+) on puolestaan typen ja vedyn muodostama moniatominenkationi, joka voi muodostaa yhdisteitä monien eri anionien kanssa. Myösammoniumnitraatti (NH4NO3) tunnetaan.
Nitriitti-ioni (NO2-) on nitraatinkaltainen typpeä ja happea sisältävä anioni, mutta siinä on yksi happiatomi vähemmän kuin nitraatti-ionissa.Nitridi-ioni (N3-) on puolestaan vain yhdestä typpiatomista muodostunut anioni, joka voi muodostaa yhdisteitä eri metallien taipuolimetallien kanssa.
Syanidi-ioni (CN-) on typen ja hiilen muodostama anioni, joka voi muodostaa ioniyhdisteitä monien metallien kanssa.Syanaatti-ionissa on niin ikään typpeä ja hiiltä sekä niiden lisäksi happea jatiosyanaatti-ionissa hapen tilalla rikkiä. Molemmat voivat muodostaa yhdisteitä erilaisten kationien, usein metallikationien, kanssa.
Typpeä sisältäviäorgaanisia yhdisteitä on lukuisia, ja niitä ovat muun muassaamiinit,amidit,pyridiinit sekä isommat ja monimutkaisemmat yhdisteet, kutenaminohapot,peptidit japroteiinit. Monet typpeä sisältävät orgaaniset yhdisteet ovat elävien organismien tärkeitä rakenneosia sekä aineenvaihdunnan yhdisteitä (mm.urea).
Typellä on kaksi pysyvääisotooppia, jotka ovat14N ja15N. Luonnossa olevasta typestä 99,64 % on isotooppia14N ja 0,36 % isotooppia15N. Typestä tunnetaan yli kymmenenradioaktiivista isotooppia. Niistä pitkäikäisin on13N, jonka puoliintumisaika on 9,965 minuuttia.[6]
Typpi on luonnossa hyvin yleinen alkuaine. Vapaana alkuaineena sitä on runsaastiMaanilmakehässä, jossa on 78 % typpeä.[2] Maaperässä ja vesistöissä sitä esiintyy erilaisina yhdisteinä, kutennitraatteina jaammoniumsuoloina. Typpiyhdisteitä on myös kaikissaeliöissä maapallolla. Tärkeitä typpipitoisia orgaanisia yhdisteitä ovat ennen kaikkea aminohapot ja niistä muodostuneet proteiinit.
Typpi on elintärkeää kaikelle elämälle, sillä sitä tarvitaanaminohappojen sekänukleiinihappojen muodostamisessa. Vaikka suurin osa ilmakehästä onkin typpeä,kasvit eivät voi ottaa sitä suoraan ilmasta, vaan ainoastaan maaperässä olevista typen yhdisteistä, joita ovatnitraatit jaammoniumsuolat. Näin ollen kasveilla voi olla typestä puutettakin, mikä näkyy kasvun vähenemisenä jaklorofyllin hajoamisesta johtuvana lehtien kellastumisena. Myösantosyaanivärejä saattaa alkaa kertyä lehtiin. Tämän vuoksi typpiyhdisteitä tarvitaan runsaastilannoitteisiin. Muun muassahernekasvienjuurinystyröissä elää kuitenkin typensitojabakteereja, jotka sitovat ilmasta typpeä ja luovuttavat sitä kasvillekin, jonka kanssa ne näin elävät mutualistisessa suhteessa. Myös maan kalkituksella voidaan lisätä typen saantia maasta. Jos typpiyhdisteitä joutuu runsaasti vesistöön, ne aiheuttavatrehevöitymistä.
Eläimet eivät voi sitoa typpeä itse lainkaan, vaan saavat tarvitsemansa typen syödessään kasveja tai muita eläimiä.
Nestemäinen typpi soveltuu matalan kiehumispisteensä ansiosta mm. jäähdytykseen. Tämän lisäksi typen passiivisuus mahdollistaa sen käytönsuojakaasuna. Teollisuudessa typpeä käytetäänammoniakin,lannoitteiden sekä perinteistenräjähdysaineiden raaka-aineena.[2]Typpihapon jasuolahapon seos,kuningasvesi on yksi harvoja aineita, joka voi liuottaakultaa. Typpeä käytetään myös elintarvikkeiden suojakaasuna. Tässä tarkoituksessa senE-koodi on E 941.
Typpiyhdisteiden hinta maailmanmarkkinoilla johtuumaakaasun hinnoista, jotka puolestaan seurailevatöljynhintoja. Maailman yleisintyppilannoite onurea, jota käytetään Suomessa vain vähän. Urean tuotantokustannuksista 80 % riippuuammoniakin hinnasta.[7]
Maailman viiden johtavan lannoitevalmistajan, joiden yhteinen markkinaosuus koko maailman lannoitemarkkinoista on noin kolmasosa, on suurin typpilannoitteiden valmistaja norjalainenYara International, jolle Suomen valtio myiKemiran lannoitetuotannon,Kemira GrowHow:n.[8] Yara International myi 2008 typpilannoitteita 21 400 000 tonnia. Yara International tuottaa ammoniakkia enemmän kuin toiseksi ja kolmanneksi suurin tuottaja yhteensä.
Laitesukelluksessa käytetyssä paineilmassa oleva typpi voi aiheuttaasukeltajantaudin, jos syvältä noustaan liian nopeasti pintaan. Sukellettaessa paineilmalaitteilla syvälle (yli 30 metrin syvyyteen) vaarana on myöstyppinarkoosi elisyvyyshumala. Riittävän korkeassa paineessa hengityskaasun typpi alkaa vaikuttaa alkoholin tavoin hermostoon.[9] Syvyyshumala muistuttaa humalatilaa, eikä se ole sukeltajalle sinällään vaarallista, mutta se aiheuttaa sukeltajassa vastuuntunnon menettämistä sekä välinpitämättömyyttä, jolloin sukeltaja saattaa olla vaaraksi itselleen sekä jopa muille sukeltajille.[10]
Koska typpikaasu on hajuton, mauton ja näkymätön kaasu, se on aiheuttanut useita kuolemaan johtaneita onnettomuuksia.[11] Nestemäinen typpi kaasuuntuu välittömästi, jolloin suljetussa tilassa hapen suhteellinen määrä laskee nopeasti normaalista 21 %:sta. Typen hengittäminen aiheuttaa tajuttomuuden 15 sekunnissa ja kuoleman alle minuutissa. Uhrille ei tule sitä tukehtumisen tunnetta, joka yleensä tulee, kunhiilidioksidin taso veressä nousee. Typpeä hengitettäessä se korvaa hapen ja jokaisella uloshengityksellä hiilidioksidi poistuu normaalisti. Noin kolmannella sisäänhengityksellä verenhappipitoisuus on pudonnut niin alas, että henkilö menettää tajuntansa. Usein uhriksi joutuu myös auttamaan rientänyt henkilö, joka ei tiedosta vaaraa.[12][13] Tätä ominaisuutta käytetään teurastamoissa tajuttomuuden ja kuoleman aikaansaamiseksi teuraseläimille.[14]
↑Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen: Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry, 2011, 83. vsk, nro 2. IUPAC.Artikkelin verkkoversio. Viitattu 15.6.2011. (englanniksi)
