7 N Azoto 14,007
não metal bloco-p Período 2 Grupo 15

Azoto

N · Elemento 7 · Não metal

78% do ar que você está respirando agora, mantido unido por uma das ligações mais fortes da química.

Estado a 20°C gás
Massa atómica 14,007 u
Configuração eletrónica[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 rodar. O azul e o violeta indicam 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 0,0258 W/m·K 5%

Atômica

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

Eletrônica

Eletronegatividade 3,04 97%
Energia de ionização 1401,9 kJ/mol 97%
Afinidade eletrónica —

Ocorrência

Abundância na crosta 19 mg/kg 71%

Identidade

SímboloN
Número atómico7
Massa atómica14,007 u
Categorianão metal
Blocop
Estrutura cristalinahexagonal
Estados de oxidação-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5
Descoberto em1772
Descoberto porDaniel Rutherford

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

Tamanho, em escala

Qual é o tamanho do átomo de azoto?

Raio de 65 pm — isso corresponde a 0,065 nm, portanto cerca de 7,69 milhões deles lado a lado cobririam um milímetro.

Faixa térmica

Sólido, líquido, gás — e quando

Azoto permanece líquido em uma faixa de 14 K, de 63 K a 77 K.

Onde está localizado

Posição na tabela

Azoto está no período 2, grupo 15. Tudo no grupo 15 compartilha a mesma quantidade de eletrões na camada externa, por isso se comporta de maneira tão semelhante.

Outro Não metais

Todos os não metais

A história

O que azoto é 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 base dos aminoácidos, das proteínas e dos ácidos nucleicos, como o DNA e o RNA.

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 em 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 ciclos biogeoquímicos mais importantes da Terra, envolvendo a conversão do azoto entre as suas várias 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 marcaram a história militar.

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

Aplicações

Para que azoto é usado

Aplicações industriais e produção

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% utilizado 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 é uma matéria-prima fundamental para a produção de vários 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 náilon
  • Melamina - Utilizada na produção de resinas de melamina-formaldeído para laminados e adesivos
  • Acrilonitrilo - Bloco de construção para fibras sintéticas e plásticos

Aplicações criogénicas e de refrigeração

O azoto líquido a -196°C (-321°F) proporciona 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 testes de componentes eletrónicos
  • Investigação laboratorial - Criação de ambientes controlados de baixa temperatura
  • Transporte - Encaixe por contração de peças metálicas e manutenção de cadeias de frio de 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 filmes finos 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, legumes, carnes e produtos de panificação 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 fluxo de azoto mantêm a frescura ao eliminar o oxigénio
  • Culinária e serviços de alimentação - O azoto líquido cria efeitos impressionantes na gastronomia molecular
  • Sacos de batatas fritas - Embalagens preenchidas com 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 a pressão dos pneus estável por mais tempo do que o ar
  • Corridas de Fórmula 1 - Pneus preenchidos com 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 - Recipientes de Dewar com azoto líquido preservam amostras biológicas indefinidamente
  • Reações químicas - Atmosferas de azoto evitam reações de oxidação indesejadas
  • Química analítica - O azoto atua como gás de arraste na 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 da crosta terrestre · mais abundante do que 71% dos elementos

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 na forma de 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 pelas galáxias

No universo, o azoto é o 7.º elemento mais abundante, 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 meio de 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 normais
  • Nitratos e nitritos - Nutrientes essenciais para o fitoplâncton marinho
  • Azoto orgânico - Proteínas e ácidos nucleicos em 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
  • Escorrência 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 - Interrompe 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 levar à inconsciência e à morte em poucos segundos.

Riscos 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% 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

Riscos criogénicos (azoto líquido)

FRIO EXTREMO: O azoto líquido a -196°C pode causar queimaduras graves pelo frio e danos nos tecidos em poucos segundos de 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 em áreas onde o azoto é utilizado ou armazenado
  • Sistemas de ventilação - Uma circulação de ar adequada evita a diminuição 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 dos equipamentos 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 livre 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 de efeito de estufa
  • Escorrência 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 comuns

O que é Azoto?

Azoto (símbolo N) é o elemento 7 da tabela periódica, um não metal do período 2, grupo 15. 78% do ar que você está respirando agora, mantido unido por uma das ligações mais fortes da química. À temperatura ambiente, é um gás.

Qual é a configuração eletrónica de Azoto?

A configuração eletrónica do estado fundamental de Azoto é [He] 2s² 2p³, resultando em 2 camadas ocupadas com a distribuição 2, 5. Sua camada externa contém 5 eletrões, o que determina seu comportamento nas ligações.

Quais são os pontos de fusão e de ebulição de Azoto?

Azoto derrete a 63.2 K (-210 °C) e entra em ebulição a 77.4 K (-195.8 °C).

Qual é a massa atómica de Azoto?

A massa atómica padrão de Azoto é 14.007 u. Trata-se de uma média ponderada dos seus isótopos que ocorrem naturalmente, por isso raramente é um número inteiro.

Qual é a densidade de Azoto?

Azoto é um gás à temperatura ambiente; sua densidade é de aproximadamente 1.25 g/L a 0 °C e 1 atm — aproximadamente mais leve que o ar.

Qual é a eletronegatividade de Azoto?

Azoto tem eletronegatividade de Pauling igual a 3.04. A escala vai de 0,70 (frâncio, o menos ávido por eletrões) a 3,98 (flúor, o mais ávido). Um valor tão alto significa que ele tende a atrair eletrões de quase tudo com que se liga.

Quem descobriu Azoto e quando?

Azoto foi descoberto em 1772 por Daniel Rutherford. Recebe esse nome em homenagem a grego nitron + genes, "formador de salitre".

Quão comum é Azoto na Terra?

Azoto constitui sobre 19 mg/kg da crosta terrestre — é incomum, mas não raro.