7 N Azoto 14.007
Não metal p-block Period 2 Group 15

Azoto

N · Element 7 · Pnictogens

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

ESTADO A 20°C Gás
MASSA ATÓMICA 14.007 u
ELECTRON CONFIGURATION [He] 2s² 2p³

Estrutura

O átomo de azoto

Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para girar. Azul e violeta marcam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.

Nuvem orbital

Valores medidos

Ficha de propriedades

Cada barra mostra onde azoto se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.

Física

Densidade 0.001 g/cm³ 3%
Ponto de Fusão 63.2 K 5%
Ponto de Ebulição 77.4 K 3%
calor específico 1.04 J/g·K
Condutividade Térmica 0.03 W/m·K 6%

Atômica

Raio Atômico 65 pm 4%
raio covalente 71 pm
raio de Van der Waals 155 pm

Eletrónica

Eletronegatividade 3.04 97%
energia de ionização 1401.9 kJ/mol 97%
Afinidade Eletrônica

Ocorrência

Abundância na crosta 19 mg/kg 71%

Identidade

SímboloN
Número atômico7
Massa atómica14.007 u
CategoriaNão metal
Blocop
Estrutura cristalinahexagonal
Estados de oxidação-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5
Descoberto1772
Descoberto porDaniel Rutherford

Fontes: massas atômicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, não medidos.

Tamanho, em escala

How big is an azoto atom?

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

Faixa térmica

Solid, liquid, gas — and when

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

Onde está

Posição na tabela

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

OTHER NÃO-METAIS

All não-metais

A história

O que é azoto e como o encontramos

O elemento essencial à vida

Azoto é o elemento mais abundante na atmosfera da Terra, constituindo aproximadamente 78% do ar que respiramos. Este gás incolor, inodoro e geralmente inerte é fundamental para todos os organismos vivos, formando a estrutura básica dos aminoácidos, proteínas e ácidos nucleicos, como o ADN e o ARN.

Apesar da sua abundância, o azoto na sua forma molecular (N₂) é notavelmente pouco reativo devido à ligação tripla extremamente forte entre os dois átomos de azoto. Esta inércia química torna o azoto útil como atmosfera inerte para processos industriais, mas também significa que a maioria dos organismos não consegue utilizar diretamente o azoto atmosférico em processos biológicos.

Curiosidade: O ciclo do azoto é um dos mais importantes ciclos biogeoquímicos da Terra, envolvendo a conversão do azoto entre as suas diversas formas químicas por meio de processos biológicos, químicos e físicos.

Os compostos de azoto são essenciais para a agricultura, sendo os fertilizantes à base de azoto cruciais para a produção moderna de alimentos. No entanto, o azoto também pode formar compostos perigosos — os óxidos de azoto contribuem para a poluição atmosférica e a chuva ácida, enquanto os explosivos que contêm azoto influenciaram a história militar.

Na indústria, o azoto líquido (a -196°C) serve como refrigerante ultrafrio, sendo utilizado em tudo, desde a conservação de alimentos até procedimentos médicos. A natureza dual do elemento — essencial à vida, mas potencialmente perigosa em certas formas — torna o azoto um dos elementos mais fascinantes da tabela periódica.

Aplicações

Para que azoto é usado

Aplicações industriais e fabricação

Processo Haber-Bosch e produção de fertilizantes

O maior uso industrial do azoto ocorre no processo Haber-Bosch, que converte o azoto atmosférico em amoníaco (NH₃). Este processo revolucionário, desenvolvido no início do século XX, envolve a reação do azoto com hidrogénio sob alta pressão (150-200 atm) e temperatura (400-500°C), utilizando um catalisador de ferro:

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Este processo produz mais de 150 milhões de toneladas de amoníaco anualmente, sendo aproximadamente 80% utilizados na fabricação de fertilizantes à base de azoto, incluindo:

  • Nitrato de amónio (NH₄NO₃) - Fertilizante com alto teor de azoto
  • Ureia (CO(NH₂)₂) - Fertilizante nitrogenado mais utilizado no mundo
  • Sulfato de amónio ((NH₄)₂SO₄) - Fornece azoto e enxofre
  • Fosfato de amónio - Combina azoto com fósforo

Fabricação e síntese química

O azoto serve como matéria-prima essencial para a produção de numerosos produtos químicos industriais:

  • Ácido nítrico (HNO₃) - Produzido pelo processo de Ostwald, utilizado em explosivos, fertilizantes e síntese química
  • Cianeto de hidrogénio (HCN) - Essencial para produzir adiponitrilo, que dá origem ao nylon
  • Melamina - Utilizada na produção de resinas melamina-formaldeído para laminados e adesivos
  • Acrilonitrilo - Matéria-prima para fibras sintéticas e plásticos

Aplicações criogénicas e de refrigeração

O azoto líquido a -196°C (-321°F) fornece refrigeração a temperaturas ultrabaixas para:

  • Processamento de alimentos - Congelamento rápido de alimentos para preservar textura e nutrientes
  • Aplicações médicas - Criocirurgia, crioterapia e preservação de amostras biológicas
  • Fabricação de eletrónicos - Refrigeração de supercondutores e teste de componentes eletrónicos
  • Investigação laboratorial - Criação de ambientes controlados de baixa temperatura
  • Transporte - Ajuste por contração de peças metálicas e manutenção de cadeias de frio para vacinas

Metalurgia e processamento de materiais

O azoto cria atmosferas inertes para evitar a oxidação durante:

  • Produção de aço - Prevenção da perda de carbono e controlo das propriedades do aço
  • Soldadura de alumínio - Proteção das soldaduras contra contaminação atmosférica
  • Tratamento térmico - Controlo da atmosfera durante o recozimento e o endurecimento
  • Metalurgia do pó - Prevenção da oxidação durante processos de sinterização

Indústria eletrónica e de semicondutores

O azoto de alta pureza é essencial para:

  • Processamento de wafers - Criação de ambientes limpos e sem oxigénio
  • Deposição química de vapor - Deposição de películas finas sem contaminação
  • Operações de soldadura - Prevenção da oxidação de componentes eletrónicos
  • Armazenamento e transporte - Manutenção de condições inertes para materiais sensíveis

Aplicações quotidianas e produtos de consumo

Indústria alimentar e conservação

  • Embalagem em atmosfera modificada (MAP) - Prolonga a vida útil de frutas e hortaliças frescas, carnes e produtos de padaria ao substituir o oxigénio por azoto
  • Produção de vinho e cerveja - O azoto evita a oxidação durante a fermentação, o armazenamento e o engarrafamento
  • Embalagem de café - Sacos de café submetidos a purga de azoto mantêm a frescura ao eliminar o oxigénio
  • Cozinha e serviço de alimentação - O azoto líquido cria efeitos dramáticos na gastronomia molecular
  • Embalagens de batatas fritas - Embalagens cheias de azoto evitam a rancificação e mantêm a crocância
  • Processamento de óleos e gorduras - A cobertura com azoto evita a oxidação durante a produção e o armazenamento

Automóveis e transporte

  • Enchimento de pneus - O azoto puro mantém uma pressão constante dos pneus durante mais tempo do que o ar
  • Corridas de Fórmula 1 - Pneus cheios de azoto proporcionam alterações de pressão mais previsíveis
  • Pneus de aeronaves - O azoto evita incêndios nos pneus e mantém a pressão em altitude
  • Inertização de tanques de combustível - Aeronaves militares e comerciais utilizam azoto para evitar explosões nos tanques de combustível

Aplicações médicas e de saúde

  • Dermatologia - O azoto líquido remove verrugas, acrocórdons e lesões pré-cancerosas
  • Crioterapia - Câmaras de crioterapia de corpo inteiro utilizam azoto para a recuperação atlética
  • Preservação de órgãos - O azoto líquido armazena órgãos, tecidos e amostras médicas
  • Fabricação farmacêutica - Atmosferas de azoto evitam a degradação durante a produção de medicamentos
  • Embalagem de dispositivos médicos - O azoto evita a corrosão de instrumentos cirúrgicos

Laboratório e investigação

  • Armazenamento de amostras - Dewars de azoto líquido preservam amostras biológicas indefinidamente
  • Reações químicas - Atmosferas de azoto evitam reações de oxidação indesejadas
  • Química analítica - O azoto serve como gás de arraste em cromatografia gasosa
  • Sistemas de vácuo - A purga com azoto remove gases residuais das câmaras de vácuo

Aplicações ambientais e de segurança

  • Supressão de incêndios - Sistemas de supressão de incêndios à base de azoto protegem centros de dados e museus
  • Limpeza de tanques - A inertização com azoto evita explosões durante a manutenção de tanques de combustível
  • Purga de tubagens - O azoto remove gases inflamáveis antes dos trabalhos de manutenção
  • Resposta a derrames de petróleo - O azoto evita a ignição durante as operações de limpeza

De onde vem

Ocorrência natural

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

Abundância e fontes naturais

Abundância atmosférica

O azoto domina a atmosfera da Terra, constituindo aproximadamente 78,08% do ar em volume. Este enorme reservatório contém cerca de 3,9 × 10¹⁵ toneladas de gás azoto (N₂), tornando-o o elemento não combinado mais abundante acessível à vida na Terra.

O azoto atmosférico existe principalmente como moléculas diatómicas (N₂), unidas por uma ligação tripla extremamente forte (941 kJ/mol), o que o torna uma das substâncias quimicamente mais inertes em condições normais. Esta estabilidade explica por que o azoto atmosférico se acumulou ao longo de milhares de milhões de anos.

Nucleossíntese estelar e origem cósmica

O azoto forma-se nos núcleos de estrelas massivas por meio da nucleossíntese estelar, através de dois processos principais:

  • Ciclo CNO - Ciclo de fusão carbono-azoto-oxigénio que alimenta estrelas mais massivas do que o nosso Sol
  • Processamento pelo vento estelar - Processos secundários em estrelas evoluídas que enriquecem o meio interestelar
  • Nucleossíntese de supernovas - A morte explosiva de estrelas cria e distribui azoto por todas as galáxias

No universo, o azoto ocupa o 7.º lugar entre os elementos mais abundantes, com uma abundância cósmica estimada em cerca de 1 átomo para cada 1.000 átomos de hidrogénio.

Ocorrência geológica e abundância na crosta

Na crosta terrestre, o azoto é relativamente raro, constituindo apenas cerca de 0,002% em massa. Entre os minerais naturais que contêm azoto estão:

  • Salitre (nitrato de potássio, KNO₃) - Forma-se em regiões áridas por processos bacterianos
  • Salitre do Chile (nitrato de sódio, NaNO₃) - Grandes depósitos no deserto do Atacama
  • Nitro (nitrato de potássio) - Encontrado em cavernas e solos de regiões calcárias
  • Depósitos orgânicos - Carvão, petróleo e gás natural contêm compostos de azoto

Ciclo biológico do azoto

O ciclo do azoto representa um dos processos biogeoquímicos mais importantes da Terra:

Fixação do azoto

Bactérias especiais convertem o N₂ atmosférico em formas biologicamente disponíveis:

  • Bactérias Rhizobium - Relação simbiótica com as raízes de plantas leguminosas
  • Azotobacter - Bactérias do solo de vida livre
  • Cianobactérias - Algas verde-azuladas em ambientes aquáticos
  • Relâmpagos - Descargas elétricas naturais criam óxidos de azoto

Nitrificação e desnitrificação

As bactérias do solo transformam continuamente o azoto entre vários estados de oxidação:

  • Amonificação - A decomposição liberta amoníaco da matéria orgânica
  • Nitrificação - Conversão do amoníaco em nitritos e depois em nitratos
  • Desnitrificação - Retorno dos nitratos ao azoto atmosférico

Sistemas marinhos e aquáticos

Os sistemas oceânicos e de água doce contêm quantidades significativas de azoto dissolvido:

  • N₂ dissolvido - Aproximadamente 15 mg/L na água do mar em condições padrão
  • Nitratos e nitritos - Nutrientes essenciais para o fitoplâncton marinho
  • Azoto orgânico - Proteínas e ácidos nucleicos nos organismos marinhos
  • Fontes hidrotermais - Bactérias especializadas fixam azoto em ambientes oceânicos profundos

Impacto humano no ciclo do azoto

As atividades humanas alteraram drasticamente o ciclo global do azoto:

  • Fixação industrial do azoto - O processo Haber-Bosch duplica a fixação natural do azoto
  • Escoamento agrícola - O excesso de fertilizantes causa eutrofização em corpos de água
  • Combustão de combustíveis fósseis - Liberta óxidos de azoto que contribuem para a poluição atmosférica
  • Desflorestação - Perturba o ciclo natural do azoto nos ecossistemas florestais

Manuseio

Segurança

Informações de segurança e precauções de manuseamento

PERIGO: O gás azoto pode causar asfixia rápida sem aviso. Em espaços confinados, o azoto desloca o oxigénio e pode provocar inconsciência e morte em segundos.

Perigos de asfixia

Toxicidade do gás azoto: Embora o azoto em si não seja tóxico, apresenta graves riscos de asfixia:

  • Deslocamento de oxigénio - O azoto reduz a concentração de oxigénio abaixo dos níveis seguros (16% no mínimo)
  • Ausência de sinais de aviso - As vítimas podem perder a consciência sem sentir dificuldade em respirar
  • Início rápido - A inconsciência pode ocorrer em 1-2 respirações em ambientes de alta concentração
  • Assassino silencioso - O gás incolor e inodoro não fornece qualquer aviso sensorial

Perigos criogénicos (azoto líquido)

FRIO EXTREMO: O azoto líquido a -196°C pode causar queimaduras graves pelo frio e danos nos tecidos em segundos após o contacto.

Medidas de segurança criogénica:

  • Equipamento de proteção individual - São necessárias luvas isolantes, óculos de segurança e calças compridas
  • Contacto com a pele - Pode causar queimaduras instantâneas pelo frio e danos permanentes nos tecidos
  • Proteção ocular - A proteção contra salpicos é essencial para evitar o congelamento da córnea
  • Expansão do vapor - Um litro de azoto líquido expande-se para 694 litros de gás
  • Acumulação de pressão - Recipientes fechados podem explodir devido à rápida expansão

Normas de segurança industrial

Regulamentos da OSHA e limites no local de trabalho:

  • Monitorização do oxigénio - Obrigatória nas áreas onde o azoto é utilizado ou armazenado
  • Sistemas de ventilação - A circulação adequada do ar evita a redução do oxigénio
  • Procedimentos de emergência - Protocolos de resgate para incidentes relacionados com azoto
  • Requisitos de formação - Os trabalhadores devem compreender os riscos de asfixia
  • Testes atmosféricos - Monitorização contínua em espaços confinados

Armazenamento e transporte

Procedimentos de manuseamento seguro:

  • Armazenamento de cilindros - Armazenamento vertical seguro, afastado de fontes de calor
  • Alívio de pressão - Os recipientes devem ter sistemas adequados de libertação de pressão
  • Regulamentos de transporte - Regulamentos do DOT para o transporte de azoto comprimido e criogénico
  • Deteção de fugas - Inspeção regular do equipamento de armazenamento e transferência
  • Resposta a emergências - Procedimentos adequados para fugas ou exposições ao azoto

Primeiros socorros e resposta a emergências

Procedimentos de resposta imediata:

  • Asfixia - Levar imediatamente a vítima para o ar fresco e fornecer respiração artificial, se necessário
  • Queimaduras criogénicas - Afastar da fonte de frio e aquecer gradualmente a área afetada com água morna
  • Contacto com os olhos - Lavar com água morna durante 15 minutos e procurar assistência médica imediata
  • Contactos de emergência - Centro de Informação Antivenenos: 1-800-222-1222, Serviços de emergência: 911

Considerações ambientais

Impacto ambiental e regulamentos:

  • Óxidos de azoto - Contribuem para a chuva ácida e a formação de ozono
  • Eutrofização - O excesso de azoto causa proliferação de algas e perturbação dos ecossistemas aquáticos
  • Efeitos de estufa - O óxido nitroso (N₂O) é um potente gás com efeito de estufa
  • Escoamento agrícola - Os fertilizantes nitrogenados contribuem para a poluição da água
  • Eliminação de resíduos - Métodos adequados de eliminação de compostos que contêm azoto

Respostas rápidas

Azoto: perguntas frequentes

What is Azoto?

Azoto (symbol N) is element 7 on the periodic table, a não 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.

What is the electron configuration of Azoto?

Azoto'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 Azoto?

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

What is the atomic mass of Azoto?

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.

How dense is Azoto?

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.

What is the electronegativity of Azoto?

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.

Who discovered Azoto, and when?

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

How common is Azoto on Earth?

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