Dusík je nejrozšířenějším prvkem dostupným v přírodě v elementární formě. Jeho objev je připisován D. Rutherfordovi (1772, elementární povaha dusíku byla zpochybňována ještě v roce 1840). Dávno předtím byly známy a využívány některé sloučeniny dusíku (chlorid amonný, kyselina dusičná). Oxidy dusný, dusnatý a dusičitý patřily k prvním izolovaným a identifikovaným plynným sloučeninám a sehrály významnou roli při ověřování Daltonova zákona násobných poměrů slučovacích (1804).
Dusík je biogenním prvkem, představuje nezbytnou složkou bílkovin, které ho obsahují ≈ 15 %. Převážná část dusíku se na Zemi nachází v atmosféře (obsah didusíku 75,5 %) v elementární formě, jako dusičnan sodný je obsažen v chilském ledku. Biosféra je kumulátorem dusíku, do půdy je doplňován ve formě přírodních nebo průmyslových hnojiv. Jiné látky s významným obsahem dusíku jsou v zemské kůře řídké.
Dusík (b. t. -210 °C, b. v. -195,8 °C) má dva stabilní izotopy 14N (99,63 %) a 15N (0,37 %) oba s jaderným spinem (pro NMR spektroskopii je vhodný izotop 15N s jaderným spinem ½). Ve vodě je dusík méně rozpustný než kyslík (23 cm3 N2 v 1 litru vody při 0 °C).
Ve všech skupenstvích tvoří dusík biatomické molekuly N2. Je třetím nejelektronegativnějším prvkem po fluoru a kyslíku (přibližně stejnou elektronegativitu má chlor), oxidační stupně se mohou pohybovat v intervalu -III až+V (kladné hodnoty jen vůči fluoru a kyslíku). Energie trojné vazby v molekule |N≡N| je 946,2 kJ.mol-1, energie jednoduché vazby N-N jen 159,1 kJ.mol-1. Trojná vazba N≡N je tedy 6× pevnější než jednoduchá, zatímco u uhlíku jen 2,5×. Anionty N3− ve sloučeninách neexistují (v Mg3N2 je efektivní náboj na dusíku jen -0,9). S výjimkou některých amidů a imidů mají jeho vazby výraznou převahu kovalence. Volný elektronový pár na atomu |NIII se uplatňuje při tvorbě koordinačních vazeb v DA-komplexech pyridinu, trimethylaminu a dalších organických dusíkatých bází. Poměrně vysoká elektronegativita umožňuje dusíku vytvářet vodíkové můstky. Je schopen vytvořit nejvýše čtyři σ-vazby (NR, N = H, alkyl, aryl), vazebný řád může dosáhnout nejvýše hodnoty tři a π-vazby jsou nejčastěji delokalizované. Koordinační čísla se mohou pohybovat v rozsahu od nuly do osmi, některé sloučeniny dusíku mají charakter radikálů (·NO, ·NO2). Je známa řada organických a komplexních sloučenin se skupinou NO2, které podle způsobu vazby označujeme jako nitrosloučeniny M-NVO2 (obvykle stabilnější) nebo nitritosloučeniny M-ONIIIO.
Dusík tvoří sloučeniny se všemi prvky s výjimkou lehčích vzácných plynů. Reakce didusíku vyžadují obvykle vysokou teplotu (do 3000 °C je disociace molekul N2 zanedbatelná), tlak a přítomnost katalyzátoru. Výjimkou jsou reakce s lithiem, hořčíkem a vápníkem probíhající za mírných podmínek. Mechanismus, kterým některé bakterie vážou didusík ze vzduchu a za normální teploty a tlaku ho přeměňují na amoniak, patří k dosud neuspokojivě vysvětleným problémům chemie tohoto prvku. Atomární dusík vzniká v elektrickém výboji a je vysoce reaktivní. Jeho tvorba je spojena s emisí žlutého záření, jehož dosvit přetrvává až několik minut po přerušení výboje. Pro pokrok v chemii komplexů obsahujících didusík jako ligand bylo výrazným impulsem zjištění, že je lze připravit i ve vodných roztocích (z chloridu ruthenitého a N2H4.H2O vzniká [Ru(NH3)5(N2)]2+). Molekula N2 se v nich může vázat čtyřmi různými způsoby (mono- a bidentátní σ- nebo π-ligand).
Dusík se laboratorně připravuje termickým rozkladem dusitanů nebo azidů
NH4NO2 → N2 + 2 H2O
2 NaN3 → 2 Na + 3 N2
Obrázek 9.2. Příprava dusíku tepelným rozkladem dusitanu amonného
Příprava dusíku tepelným rozkladem dusitanu amonnéhoPrůmyslově se vyrábí frakční destilací kapalného vzduchu. Jeho čištění obvykle znamená odstraňování kyslíku propíráním technického plynu v roztoku alkalického dithioničitanu (Na2S2O4) nebo vedením přes zahřátou měď. Používá se při výrobě amoniaku, kyseliny dusičné, dusíkatých hnojiv a jako ochranný plyn. Pět jeho sloučenin patří mezi prvních patnáct chemických produktů průmyslově vyráběných v největších objemech.