7 N Azote 14.007
Non-métal p-block Period 2 Group 15

Azote

N · Element 7 · Pnictogens

78% of the air you are breathing right now, held together by one of the strongest bonds in chemistry.

ÉTAT À 20°C Gaz
MASSE ATOMIQUE 14.007 u
ELECTRON CONFIGURATION [He] 2s² 2p³
6C All 118 8O

Structure

L’atome de azote

Ce n’est pas un diagramme de points sur des anneaux — c’est un échantillon de Monte-Carlo de la masse volumique de probabilité réelle |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.

Nuage orbital

Valeurs mesurées

Fiche de propriétés

Chaque barre montre où se situe azote parmi les 118 éléments pour cette propriété.

Physique

Densité 0.001 g/cm³ 3%
Point de Fusion 63.2 K 5%
Point d'Ébullition 77.4 K 3%
Chaleur spécifique 1.04 J/g·K
Conductivité Thermique 0.03 W/m·K 6%

Atomique

Rayon Atomique 65 pm 4%
Rayon covalent 71 pm
Rayon de Van der Waals 155 pm

Électronique

Électronégativité 3.04 97%
Énergie d’ionisation 1401.9 kJ/mol 97%
Affinité Électronique —

Présence

Abondance dans la croûte 19 mg/kg 71%

Identité

SymboleN
Numéro atomique7
Masse atomique14.007 u
CatégorieNon-métal
Blocp
Structure cristallinehexagonal
États d’oxydation-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5
Découverte1772
Découvert parDaniel Rutherford

Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites et non mesurées.

Taille, à l’échelle

How big is an azote atom?

Radius 65 pm — that is 0.065 nm, so about 7692 million of them side by side would span a millimetre.

Plage thermique

Solid, liquid, gas — and when

Azote is liquid over a 14 K window, from 63 K to 77 K.

Où il se situe

Position dans le tableau

Azote sits in period 2, group 15. Everything in group 15 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER NON-MÉTAUX

1H 6C 8O 15P 16S 34Se
All non-métaux

L’histoire

Ce qu’est azote et comment nous l’avons découvert

L’élément essentiel à la vie

L’azote est l’élément le plus abondant dans l’atmosphère terrestre : il constitue environ 78 % de l’air que nous respirons. Ce gaz incolore, inodore et généralement inerte est fondamental pour tous les organismes vivants ; il forme la structure de base des acides aminés, des protéines et des acides nucléiques tels que l’ADN et l’ARN.

Malgré son abondance, l’azote sous sa forme moléculaire (N₂) est remarquablement peu réactif en raison de la liaison triple extrêmement forte entre les deux atomes d’azote. Cette inertie chimique rend l’azote utile comme atmosphère inerte pour les procédés industriels, mais signifie également que la plupart des organismes ne peuvent pas utiliser directement l’azote atmosphérique dans leurs processus biologiques.

Le saviez-vous ? Le cycle de l’azote est l’un des cycles biogéochimiques les plus importants sur Terre. Il implique la conversion de l’azote entre ses diverses formes chimiques par des processus biologiques, chimiques et physiques.

Les composés azotés sont essentiels à l’agriculture ; les engrais azotés sont indispensables à la production alimentaire moderne. Cependant, l’azote peut également former des composés dangereux : les oxydes d’azote contribuent à la pollution de l’air et aux pluies acides, tandis que les explosifs contenant de l’azote ont marqué l’histoire militaire.

Dans l’industrie, l’azote liquide (à -196 °C) sert de réfrigérant ultrafroid, utilisé dans des domaines allant de la conservation des aliments aux procédures médicales. La double nature de l’azote — essentiel à la vie, mais potentiellement dangereux sous certaines formes — en fait l’un des éléments les plus fascinants du tableau périodique.

Applications

À quoi sert azote

Applications industrielles et fabrication

Procédé Haber-Bosch et production d’engrais

La principale utilisation industrielle de l’azote est le procédé Haber-Bosch, qui transforme l’azote atmosphérique en ammoniac (NH₃). Mis au point au début du XXe siècle, ce procédé révolutionnaire consiste à faire réagir l’azote avec l’hydrogène sous haute pression (150-200 atm) et à haute température (400-500 °C), en utilisant un catalyseur à base de fer :

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Ce procédé produit chaque année plus de 150 millions de tonnes d’ammoniac, dont environ 80 % servent à fabriquer des engrais azotés, notamment :

  • Nitrate d’ammonium (NH₄NO₃) - Engrais à forte teneur en azote
  • Urée (CO(NH₂)₂) - Engrais azoté le plus utilisé au monde
  • Sulfate d’ammonium ((NH₄)₂SO₄) - Apporte à la fois de l’azote et du soufre
  • Phosphate d’ammonium - Associe l’azote au phosphore

Fabrication et synthèse chimiques

L’azote sert de matière première essentielle à la production de nombreux produits chimiques industriels :

  • Acide nitrique (HNO₃) - Produit par le procédé d’Ostwald, utilisé dans les explosifs, les engrais et la synthèse chimique
  • Cyanure d’hydrogène (HCN) - central à la production de l’adiponitrile, qui sert ensuite à fabriquer le nylon
  • Mélamine - Utilisée pour produire des résines mélamine-formaldéhyde destinées aux stratifiés et aux adhésifs
  • Acrylonitrile - Élément de base des fibres synthétiques et des plastiques

Applications cryogéniques et de refroidissement

L’azote liquide à -196 °C (-321 °F) fournit un refroidissement à très basse température pour :

  • Transformation alimentaire - Congélation rapide des aliments pour préserver leur texture et leurs nutriments
  • Applications médicales - Cryochirurgie, cryothérapie et conservation d’échantillons biologiques
  • Fabrication électronique - Refroidissement des supraconducteurs et test des composants électroniques
  • Recherche en laboratoire - Création d’environnements contrôlés à basse température
  • Transport - Montage fretté de pièces métalliques et maintien de la chaîne du froid des vaccins

Métallurgie et traitement des matériaux

L’azote crée des atmosphères inertes afin d’empêcher l’oxydation lors de :

  • Production d’acier - Prévention de la perte de carbone et contrôle des propriétés de l’acier
  • Soudage de l’aluminium - Protection des soudures contre la contamination atmosphérique
  • Traitement thermique - Contrôle de l’atmosphère pendant le recuit et la trempe
  • Métallurgie des poudres - Prévention de l’oxydation pendant les procédés de frittage

Industrie électronique et des semi-conducteurs

L’azote de haute pureté est essentiel pour :

  • Traitement des tranches - Création d’environnements propres et exempts d’oxygène
  • Dépôt chimique en phase vapeur - Dépôt de films minces sans contamination
  • Opérations de soudage - Prévention de l’oxydation des composants électroniques
  • Stockage et transport - Maintien de conditions inertes pour les matériaux sensibles

Applications quotidiennes et produits de consommation

Industrie alimentaire et conservation

  • Conditionnement sous atmosphère modifiée (MAP) - Prolonge la durée de conservation des produits frais, des viandes et des produits de boulangerie en remplaçant l’oxygène par de l’azote
  • Production de vin et de bière - L’azote empêche l’oxydation pendant la fermentation, le stockage et la mise en bouteille
  • Conditionnement du café - Les sachets de café rincés à l’azote préservent la fraîcheur en éliminant l’oxygène
  • Cuisine et restauration - L’azote liquide crée des effets spectaculaires en gastronomie moléculaire
  • Sachets de chips - Les emballages remplis d’azote empêchent le rancissement et préservent le croustillant
  • Traitement des huiles et des graisses - L’inertage à l’azote empêche l’oxydation pendant la production et le stockage

Automobile et transport

  • Gonflage des pneus - L’azote pur maintient une pression constante plus longtemps que l’air
  • Courses de Formule 1 - Les pneus remplis d’azote offrent des variations de pression plus prévisibles
  • Pneus d’avion - L’azote empêche les incendies de pneus et maintient la pression en altitude
  • Inertage des réservoirs de carburant - Les avions militaires et commerciaux utilisent l’azote pour prévenir les explosions de réservoirs

Applications médicales et de santé

  • Dermatologie - L’azote liquide élimine les verrues, les acrochordons et les lésions précancéreuses
  • Cryothérapie - Les chambres de cryothérapie corps entier utilisent l’azote pour la récupération sportive
  • Conservation des organes - L’azote liquide conserve les organes, les tissus et les échantillons médicaux
  • Fabrication pharmaceutique - Les atmosphères d’azote empêchent la dégradation pendant la production des médicaments
  • Conditionnement des dispositifs médicaux - L’azote empêche la corrosion des instruments chirurgicaux

Laboratoire et recherche

  • Stockage des échantillons - Les récipients Dewar d’azote liquide conservent indéfiniment les échantillons biologiques
  • Réactions chimiques - Les atmosphères d’azote empêchent les réactions d’oxydation indésirables
  • Chimie analytique - L’azote sert de gaz vecteur en chromatographie en phase gazeuse
  • Systèmes sous vide - La purge à l’azote élimine les gaz résiduels des chambres à vide

Applications environnementales et de sécurité

  • Extinction des incendies - Les systèmes d’extinction à base d’azote protègent les centres de données et les musées
  • Nettoyage des réservoirs - L’inertage à l’azote empêche les explosions pendant l’entretien des réservoirs de carburant
  • Purge des pipelines - L’azote élimine les gaz inflammables avant les travaux d’entretien
  • Intervention en cas de déversement d’hydrocarbures - L’azote empêche l’inflammation pendant les opérations de nettoyage

D’où il vient

Présence naturelle

19 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 71% of elements

Abondance et sources naturelles

Abondance atmosphérique

L’azote domine l’atmosphère terrestre : il constitue environ 78.08 % de l’air en volume. Ce réservoir immense contient environ 3.9 × 10¹⁵ tonnes d’azote gazeux (N₂), ce qui en fait l’élément non combiné le plus abondant accessible à la vie sur Terre.

L’azote atmosphérique existe principalement sous forme de molécules diatomiques (N₂) liées par une liaison triple extrêmement forte (941 kJ/mol), ce qui en fait l’une des substances les plus inertes chimiquement dans des conditions normales. Cette stabilité explique pourquoi l’azote atmosphérique s’est accumulé au cours de milliards d’années.

Nucléosynthèse stellaire et origine cosmique

L’azote se forme dans le cœur des étoiles massives par nucléosynthèse stellaire, selon deux processus principaux :

  • Cycle CNO - Cycle de fusion carbone-azote-oxygène qui alimente les étoiles plus massives que notre Soleil
  • Processus liés aux vents stellaires - Processus secondaires dans les étoiles évoluées qui enrichissent le milieu interstellaire
  • Nucléosynthèse des supernovas - La mort explosive des étoiles crée et distribue l’azote dans les galaxies

Dans l’Univers, l’azote est le 7e élément le plus abondant, avec une abondance cosmique estimée à environ 1 atome pour 1 000 atomes d’hydrogène.

Présence géologique et abondance dans la croûte terrestre

Dans la croûte terrestre, l’azote est relativement rare : il ne représente qu’environ 0.002 % de la masse. Les minéraux naturels contenant de l’azote comprennent :

  • Salpêtre (nitrate de potassium, KNO₃) - Se forme dans les régions arides sous l’action de processus bactériens
  • Salpêtre du Chili (nitrate de sodium, NaNO₃) - Grands gisements dans le désert d’Atacama
  • Nitre (nitrate de potassium) - Présent dans les grottes et les sols des régions calcaires
  • Gisements organiques - Le charbon, le pétrole et le gaz naturel contiennent des composés azotés

Cycle biologique de l’azote

Le cycle de l’azote représente l’un des processus biogéochimiques les plus importants de la Terre :

Fixation de l’azote

Des bactéries particulières transforment l’azote atmosphérique N₂ en formes biologiquement disponibles :

  • Bactéries Rhizobium - Relation symbiotique avec les racines des plantes légumineuses
  • Azotobacter - Bactéries du sol vivant librement
  • Cyanobactéries - Algues bleu-vert des milieux aquatiques
  • Foudre - Les décharges électriques naturelles créent des oxydes d’azote

Nitrification et dénitrification

Les bactéries du sol transforment continuellement l’azote entre différents états d’oxydation :

  • Ammonification - La décomposition libère de l’ammoniac à partir de la matière organique
  • Nitrification - Conversion de l’ammoniac en nitrites puis en nitrates
  • Dénitrification - Retour des nitrates vers l’azote atmosphérique

Systèmes marins et aquatiques

Les océans et les eaux douces contiennent d’importantes quantités d’azote dissous :

  • N₂ dissous - Environ 15 mg/L dans l’eau de mer, dans des conditions normales
  • Nitrates et nitrites - Nutriments essentiels pour le phytoplancton marin
  • Azote organique - Protéines et acides nucléiques des organismes marins
  • Sources hydrothermales - Des bactéries spécialisées fixent l’azote dans les environnements des grands fonds

Impact humain sur le cycle de l’azote

Les activités humaines ont profondément modifié le cycle mondial de l’azote :

  • Fixation industrielle de l’azote - Le procédé Haber-Bosch double la fixation naturelle de l’azote
  • Ruissellement agricole - L’excès d’engrais provoque l’eutrophisation des plans d’eau
  • Combustion des combustibles fossiles - Libère des oxydes d’azote qui contribuent à la pollution de l’air
  • Déforestation - Perturbe le cycle naturel de l’azote dans les écosystèmes forestiers

Manipulation

Sécurité

Informations de sécurité et précautions de manipulation

DANGER : Le gaz azote peut provoquer une asphyxie rapide sans avertissement. Dans les espaces confinés, l’azote déplace l’oxygène et peut entraîner une perte de connaissance et la mort en quelques secondes.

Risques d’asphyxie

Toxicité du gaz azote : Bien que l’azote lui-même soit non toxique, il présente de graves risques d’asphyxie :

  • Déplacement de l’oxygène - L’azote réduit la concentration en oxygène sous les niveaux de sécurité (16 % minimum)
  • Absence de signes précurseurs - Les victimes peuvent perdre connaissance sans éprouver de difficulté à respirer
  • Apparition rapide - La perte de connaissance peut survenir en 1-2 respirations dans des environnements fortement concentrés
  • Tueur silencieux - Ce gaz incolore et inodore ne fournit aucun avertissement sensoriel

Risques cryogéniques (azote liquide)

FROID EXTRÊME : L’azote liquide à -196 °C peut provoquer de graves gelures et des lésions tissulaires en quelques secondes de contact.

Mesures de sécurité cryogénique :

  • Équipement de protection individuelle - Gants isolants, lunettes de sécurité et pantalons longs obligatoires
  • Contact avec la peau - Peut provoquer des gelures instantanées et des lésions tissulaires permanentes
  • Protection des yeux - Une protection contre les éclaboussures est essentielle pour prévenir le gel de la cornée
  • Dilatation des vapeurs - Un litre d’azote liquide se dilate en 694 litres de gaz
  • Accumulation de pression - Les récipients fermés peuvent exploser en raison de la dilatation rapide

Normes de sécurité industrielle

Réglementations OSHA et limites sur le lieu de travail :

  • Surveillance de l’oxygène - Obligatoire dans les zones où l’azote est utilisé ou stocké
  • Systèmes de ventilation - Une circulation d’air suffisante empêche l’appauvrissement en oxygène
  • Procédures d’urgence - Protocoles de sauvetage pour les incidents liés à l’azote
  • Exigences de formation - Les travailleurs doivent comprendre les risques d’asphyxie
  • Analyse de l’atmosphère - Surveillance continue dans les espaces confinés

Stockage et transport

Procédures de manipulation sûre :

  • Stockage des bouteilles - Stockage vertical sécurisé, à l’écart des sources de chaleur
  • Décompression - Les récipients doivent être équipés de systèmes appropriés de décharge de pression
  • Réglementations sur le transport - Réglementations DOT pour l’expédition d’azote comprimé et cryogénique
  • Détection des fuites - Inspection régulière des équipements de stockage et de transfert
  • Intervention d’urgence - Procédures appropriées en cas de fuite ou d’exposition à l’azote

Premiers secours et intervention d’urgence

Procédures d’intervention immédiate :

  • Asphyxie - Transporter immédiatement la victime à l’air libre et pratiquer la respiration artificielle si nécessaire
  • Brûlures cryogéniques - Éloigner la victime de la source froide et réchauffer progressivement la zone touchée avec de l’eau tiède
  • Contact avec les yeux - Rincer à l’eau tiède pendant 15 minutes et consulter immédiatement un médecin
  • Contacts d’urgence - Centre antipoison : 1-800-222-1222, services d’urgence : 911

Considérations environnementales

Impact environnemental et réglementations :

  • Oxydes d’azote - Contribuent aux pluies acides et à la formation d’ozone
  • Eutrophisation - L’excès d’azote provoque des proliférations d’algues et perturbe les écosystèmes aquatiques
  • Effet de serre - Le protoxyde d’azote (N₂O) est un puissant gaz à effet de serre
  • Ruissellement agricole - Les engrais azotés contribuent à la pollution de l’eau
  • Élimination des déchets - Méthodes appropriées d’élimination des composés contenant de l’azote

Réponses rapides

Azote : questions fréquentes

What is Azote?

Azote (symbol N) is element 7 on the periodic table, a non-métal 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.

What is the electron configuration of Azote?

Azote's ground-state electron configuration is [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.

What are the melting and boiling points of Azote?

Azote melts at 63.2 K (-210 °C) and boils at 77.4 K (-195.8 °C).

What is the atomic mass of Azote?

The standard atomic weight of Azote is 14.007 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is Azote?

Azote is a gas at room temperature; its density is about 1.25 g/L at 0 °C and 1 atm — roughly lighter than air.

What is the electronegativity of Azote?

Azote 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.

Who discovered Azote, and when?

Azote was discovered in 1772 by Daniel Rutherford. It is named after greek nitron + genes, "niter-forming".

How common is Azote on Earth?

Azote makes up about 19 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.

← Précédent C Carbon Element 6 · Nonmetal Suivant → O Oxygen Element 8 · Nonmetal