What is Azoto?
Azoto (symbol N) is element 7 on the periodic table, a non metallo 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.
Struttura
Non è un diagramma di punti su anelli, ma un campionamento Monte Carlo della densità di probabilità effettiva |ψ|² per ogni sottolivello occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il viola indicano segni opposti della funzione d'onda, rendendo possibile il legame.
Valori misurati
Ogni barra mostra dove si colloca azoto tra tutti i 118 elementi per quella proprietà.
Fonti: masse atomiche standard IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. I valori contrassegnati da ~ sono predetti anziché misurati.
Dimensioni, in scala
Radius 65 pm — that is 0.065 nm, so about 7692 million of them side by side would span a millimetre.
Intervallo termico
Azoto is liquid over a 14 K window, from 63 K to 77 K.
La storia
L'azoto è l'elemento più abbondante nell'atmosfera terrestre e costituisce circa il 78% dell'aria che respiriamo. Questo gas incolore, inodore e generalmente inerte è fondamentale per tutti gli organismi viventi, poiché costituisce la struttura portante degli amminoacidi, delle proteine e degli acidi nucleici come il DNA e l'RNA.
Nonostante la sua abbondanza, l'azoto nella sua forma molecolare (N₂) è straordinariamente poco reattivo a causa del legame triplo estremamente forte tra i due atomi di azoto. Questa inerzia chimica rende l'azoto utile come atmosfera inerte per i processi industriali, ma significa anche che la maggior parte degli organismi non può utilizzare direttamente l'azoto atmosferico per i processi biologici.
Curiosità: Il ciclo dell'azoto è uno dei cicli biogeochimici più importanti sulla Terra e comporta la conversione dell'azoto tra le sue diverse forme chimiche attraverso processi biologici, chimici e fisici.I composti dell'azoto sono essenziali per l'agricoltura, poiché i fertilizzanti a base di azoto sono fondamentali per la produzione alimentare moderna. Tuttavia, l'azoto può anche formare composti pericolosi: gli ossidi di azoto contribuiscono all'inquinamento atmosferico e alle piogge acide, mentre gli esplosivi contenenti azoto hanno influenzato la storia militare.
Nell'industria, l'azoto liquido (a -196°C) funge da refrigerante a temperatura ultrabassa, utilizzato in applicazioni che vanno dalla conservazione degli alimenti alle procedure mediche. La doppia natura dell'elemento, essenziale per la vita ma potenzialmente pericolosa in determinate forme, rende l'azoto uno degli elementi più affascinanti della tavola periodica.
Applicazioni
Il principale uso industriale dell'azoto è nel processo Haber-Bosch, che converte l'azoto atmosferico in ammoniaca (NH₃). Questo processo rivoluzionario, sviluppato all'inizio del XX secolo, prevede la reazione dell'azoto con l'idrogeno ad alta pressione (150-200 atm) e temperatura (400-500°C), utilizzando un catalizzatore di ferro:
N₂ + 3H₂ → 2NH₃
Questo processo produce ogni anno oltre 150 milioni di tonnellate di ammoniaca, di cui circa l'80% viene utilizzato per fabbricare fertilizzanti a base di azoto, tra cui:
L'azoto è una materia prima fondamentale per la produzione di numerose sostanze chimiche industriali:
L'azoto liquido a -196°C (-321°F) fornisce raffreddamento a temperatura ultrabassa per:
L'azoto crea atmosfere inerti per prevenire l'ossidazione durante:
L'azoto ad alta purezza è essenziale per:
Da dove proviene
19 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 71% of elements
L'azoto domina l'atmosfera terrestre e costituisce circa il 78.08% dell'aria in volume. Questo enorme serbatoio contiene una quantità stimata di 3.9 × 10¹⁵ tonnellate di gas azoto (N₂), rendendolo l'elemento non combinato più abbondante accessibile alla vita sulla Terra.
L'azoto atmosferico è presente principalmente sotto forma di molecole biatomiche (N₂) tenute insieme da un legame triplo estremamente forte (941 kJ/mol), che lo rende una delle sostanze chimicamente più inerti in condizioni normali. Questa stabilità spiega perché l'azoto atmosferico si sia accumulato nel corso di miliardi di anni.
L'azoto si forma nei nuclei delle stelle massicce attraverso la nucleosintesi stellare mediante due processi principali:
Nell'universo, l'azoto è il 7º elemento più abbondante, con un'abbondanza cosmica stimata di circa 1 atomo ogni 1.000 atomi di idrogeno.
Nella crosta terrestre, l'azoto è relativamente raro e costituisce solo circa lo 0.002% in massa. I minerali naturali contenenti azoto includono:
Il ciclo dell'azoto rappresenta uno dei processi biogeochimici più importanti della Terra:
Batteri specializzati convertono l'N₂ atmosferico in forme biologicamente disponibili:
I batteri del suolo trasformano continuamente l'azoto tra diversi stati di ossidazione:
Gli oceani e le acque dolci contengono quantità significative di azoto disciolto:
Le attività umane hanno modificato profondamente il ciclo globale dell'azoto:
Manipolazione
Tossicità del gas azoto: Sebbene l'azoto non sia tossico, comporta gravi rischi di asfissia:
Misure di sicurezza criogenica:
Normative OSHA e limiti sul luogo di lavoro:
Procedure per una manipolazione sicura:
Procedure di intervento immediato:
Impatto ambientale e normative:
Risposte rapide
Azoto (symbol N) is element 7 on the periodic table, a non metallo 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.Azoto melts at 63.2 K (-210 °C) and boils at 77.4 K (-195.8 °C).
The standard atomic weight of Azoto is 14.007 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
Azoto is a gas at room temperature; its density is about 1.25 g/L at 0 °C and 1 atm — roughly lighter than air.
Azoto 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.
Azoto was discovered in 1772 by Daniel Rutherford. It is named after greek nitron + genes, "niter-forming".
Azoto makes up about 19 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.