What is Nitrógeno?
Nitrógeno (symbol N) is element 7 on the periodic table, a no metal in period 2, group 15. 78% of the air you are breathing right now, held together by one of the strongest bonds in chemistry. At room temperature it is a gas.
Estructura
No es un diagrama de puntos sobre anillos, sino una muestra de Monte Carlo de la densidad de probabilidad real |ψ|² para cada subcapa ocupada. Arrastra para girar. El azul y el violeta indican signos opuestos de la función de onda, lo que hace posible el enlace químico.
Valores medidos
Cada barra muestra dónde se sitúa nitrógeno entre los 118 elementos para esa propiedad.
Fuentes: pesos atómicos estándar de la IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Los valores marcados con ~ son predichos y no medidos.
Tamaño, a escala
Radius 65 pm — that is 0.065 nm, so about 7692 million of them side by side would span a millimetre.
Intervalo térmico
Nitrógeno is liquid over a 14 K window, from 63 K to 77 K.
La historia
El nitrógeno es el elemento más abundante de la atmósfera terrestre y constituye aproximadamente el 78 % del aire que respiramos. Este gas incoloro, inodoro y generalmente inerte es fundamental para todos los organismos vivos, ya que forma la estructura básica de los aminoácidos, las proteínas y los ácidos nucleicos como el ADN y el ARN.
A pesar de su abundancia, el nitrógeno en su forma molecular (N₂) es extraordinariamente poco reactivo debido al triple enlace extremadamente fuerte entre los dos átomos de nitrógeno. Esta inercia química hace que el nitrógeno sea útil como atmósfera inerte para los procesos industriales, pero también significa que la mayoría de los organismos no pueden utilizar directamente el nitrógeno atmosférico en los procesos biológicos.
Dato curioso: El ciclo del nitrógeno es uno de los ciclos biogeoquímicos más importantes de la Tierra e implica la conversión del nitrógeno entre sus diversas formas químicas mediante procesos biológicos, químicos y físicos.Los compuestos de nitrógeno son esenciales para la agricultura, ya que los fertilizantes nitrogenados son fundamentales para la producción moderna de alimentos. Sin embargo, el nitrógeno también puede formar compuestos peligrosos: los óxidos de nitrógeno contribuyen a la contaminación atmosférica y a la lluvia ácida, mientras que los explosivos que contienen nitrógeno han marcado la historia militar.
En la industria, el nitrógeno líquido (a -196 °C) sirve como refrigerante ultrafrío y se utiliza en todo tipo de aplicaciones, desde la conservación de alimentos hasta procedimientos médicos. La naturaleza dual del elemento —esencial para la vida, pero potencialmente peligroso en ciertas formas— convierte al nitrógeno en uno de los elementos más fascinantes de la tabla periódica.
Aplicaciones
El mayor uso industrial del nitrógeno se encuentra en el proceso Haber-Bosch, que convierte el nitrógeno atmosférico en amoníaco (NH₃). Este proceso revolucionario, desarrollado a principios del siglo XX, consiste en hacer reaccionar nitrógeno con hidrógeno a alta presión (150-200 atm) y temperatura (400-500 °C), utilizando un catalizador de hierro:
N₂ + 3H₂ → 2NH₃
Este proceso produce más de 150 millones de toneladas de amoníaco al año, aproximadamente el 80 % de las cuales se utilizan para fabricar fertilizantes nitrogenados, entre ellos:
El nitrógeno es una materia prima fundamental para producir numerosos productos químicos industriales:
El nitrógeno líquido a -196 °C (-321 °F) proporciona refrigeración a temperaturas ultrabajas para:
El nitrógeno crea atmósferas inertes para evitar la oxidación durante:
El nitrógeno de alta pureza es esencial para:
De dónde procede
19 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 71% of elements
El nitrógeno domina la atmósfera terrestre y constituye aproximadamente el 78,08 % del aire en volumen. Este enorme depósito contiene una cantidad estimada de 3,9 × 10¹⁵ toneladas de gas nitrógeno (N₂), lo que lo convierte en el elemento no combinado más abundante accesible para la vida en la Tierra.
El nitrógeno atmosférico existe principalmente como moléculas diatómicas (N₂) unidas por un triple enlace extremadamente fuerte (941 kJ/mol), lo que lo convierte en una de las sustancias químicamente más inertes en condiciones normales. Esta estabilidad explica por qué el nitrógeno atmosférico se ha acumulado durante miles de millones de años.
El nitrógeno se forma en los núcleos de las estrellas masivas mediante la nucleosíntesis estelar a través de dos procesos principales:
En el universo, el nitrógeno ocupa el puesto del 7.º elemento más abundante, con una abundancia cósmica estimada de aproximadamente 1 parte por cada 1.000 átomos de hidrógeno.
En la corteza terrestre, el nitrógeno es relativamente escaso y constituye solo aproximadamente el 0,002 % en masa. Entre los minerales naturales que contienen nitrógeno se incluyen:
El ciclo del nitrógeno representa uno de los procesos biogeoquímicos más importantes de la Tierra:
Bacterias especializadas convierten el N₂ atmosférico en formas disponibles biológicamente:
Las bacterias del suelo transforman continuamente el nitrógeno entre diversos estados de oxidación:
Los sistemas oceánicos y de agua dulce contienen cantidades importantes de nitrógeno disuelto:
Las actividades humanas han alterado drásticamente el ciclo global del nitrógeno:
Manejo
Toxicidad del gas nitrógeno: Aunque el nitrógeno no es tóxico, presenta graves riesgos de asfixia:
Medidas de seguridad criogénica:
Regulaciones de OSHA y límites laborales:
Procedimientos de manipulación segura:
Procedimientos de respuesta inmediata:
Impacto ambiental y regulaciones:
Respuestas rápidas
Nitrógeno (symbol N) is element 7 on the periodic table, a no metal in period 2, group 15. 78% of the air you are breathing right now, held together by one of the strongest bonds in chemistry. At room temperature it is a gas.
[He] 2s² 2p³, giving 2 occupied shells holding 2, 5 electrons respectively. Its outer shell holds 5 electrons, which is what sets its bonding behaviour.Nitrógeno melts at 63.2 K (-210 °C) and boils at 77.4 K (-195.8 °C).
The standard atomic weight of Nitrógeno is 14.007 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
Nitrógeno is a gas at room temperature; its density is about 1.25 g/L at 0 °C and 1 atm — roughly lighter than air.
Nitrógeno has a Pauling electronegativity of 3.04. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this high means it tends to pull electrons away from almost anything it bonds with.
Nitrógeno was discovered in 1772 by Daniel Rutherford. It is named after greek nitron + genes, "niter-forming".
Nitrógeno makes up about 19 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.