Azot

Po raz pierwszy wyizolował go brytyjski fizyk Daniel Rutherford w 1772 roku, a uznał za pierwiastek francuski chemik Antoine Laurent Lavoisier w 1776.

Nazwa łacińska tego pierwiastka pochodzi od greckich słów: nitron (naturalna soda) i genes (tworzyć). Polska nazwa wywodzi się z greckiego azotikos - nie podtrzymujący życia.

 Podstawowy składnik ziemskiej atmosfery. Azot jest bezbarwnym, bezwonnym i nietoksycznym gazem. Bezbarwny w płynnej postaci może być zestalony w również bezbarwną, krystaliczną fazę stałą. W naturze występuje jako dwa izotopy. Kilka innych zostało sztucznie wytworzonych. W warunkach normalnych tworzy dwuatomową cząsteczkę o bardzo silnym wiązaniu. Azot atomowy powstaje na skutek rozbicia tej cząsteczki podczas wyładowań atmosferycznych. W tej postaci jest bardzo reaktywny i po krótkim czasie ponownie tworzy cząsteczki, wydzielając nadmiar energii w postaci żółtawego świecenia. W temperaturze pokojowej jest słabo reaktywny i reaguje tylko z litem. Dopiero w wysokich temperaturach chętniej tworzy związki z innymi pierwiastkami. Z metalami azot tworzy azotki. W reakcjach z wodorem powstają trzy różne związki: amoniak (NH3), hydrazyna (N2H4) i azydek wodoru (HN3). Z tlenem tworzy tlenki: N2O; NO; N2O3; NO2, N2O5. Tworzy także kilka kwasów tlenowych: H2N2O2, HNO2, HNO3. Azot w związkach bierze udział w wielu ważnych reakcjach, tworzy wiele związków. Występuje w nich na różnych stopniach utlenienia (od -3 do +5). Pierwiastek ten nieustannie krąży pomiędzy biosferą i biotopem w tzw. obiegu azotu.

Obieg azotu:

W przyrodzie, atmosferyczny azot wiązany jest (do postaci tlenków) przez bakterie azotowe żyjące m.in. w korzeniach roślin motylkowych i podczas wyładowań atmosferycznych. Trafia potem do gleby, gdzie jako azotany wykorzystywany jest przez rośliny do tworzenia aminokwasów i białek będących podstawowym budulcem świata ożywionego. Obumarłe substancje organiczne rozkładając się wydzielają gazowy azot do atmosfery i jego związki do gleby. Azot - rozkładany w glebie przez niektóre bakterie - trafia ponownie do atmosfery.

W wyniku intensywnej gospodarki rolniczej następuje szybkie wyczerpanie zasobów azotu w glebie. Konieczne jest tzw. sztuczne nawożenie, czyli dostarczanie glebie sztucznie produkowanych azotanów. Dawniej nie potrafiono syntetyzować azotanów, jedynym ich źródłem były zasoby saletry, które traktowano jako minerał strategiczny. Dziś związki azotu produkuje się wykorzystując bezpośrednio azot atmosferyczny.

Występowanie: Azot jest podstawowym składnikiem powietrza (78,1% objętości i 75,5% masy). Jest ważnym składnikiem aminokwasów podstawowych budulców wszystkich organizmów żywych. Jako minerał występuje pod postacią azotanów będących m.in. produktem rozpadu związków organicznych. Duże ilości azotanu sodu znajdują się w Chile (saletra chilijska). Zawartość w skorupie ziemskiej 1×10-2% wagowego.

Otrzymywanie: Na skalę przemysłową otrzymuje się go z powietrza poprzez skroplenie i destylację frakcyjną lub poprzez związanie z tlenem atmosferycznym.

Zastosowanie: Podstawowym zastosowaniem azotu jest użycie jego związków do nawożenia. W laboratorium i w przemyśle, ze względu na obojętność chemiczną, pełni funkcje gazu osłonowego, nie dopuszczając reaktywnego tlenu do łatwo utleniających się substancji. W medycynie podtlenek azotu N2O (zwany gazem rozśmieszającym) stosowany jest w anestezjologii. Ciekły azot używany jest także wszędzie tam, gdzie potrzebne są niskie temperatury (kriogenika, nadprzewodnictwo). W nowoczesnej metalurgii stosuje się azot do pokrywania metali związkami azotu. Zwiększa się dzięki temu wielokrotnie ich trwałość.

 

Konfiguracja elektronowa He 2s2p3
Masa atomowa 14,01
Gęstość [kg/m3] 1.25 (273K)
Główny stopień utlenienia -3; -2; -1; 0; +1; +2, +3; +4; +5
Izotopy: masa - zawartość
14N
15N
14.003 - 99,63% - stabilny
15,000 - 0,37%
Temperatura topnienia 63,1K
Temperatura wrzenia 77,3K
Promień atomowy [pm] 71
Powinowactwo elektronowe [kJ×mol-1] -7
Energia jonizacji [kJ×mol-1] 1402,3 N -> N+ + e
2856,1 N+ -> N2+ + e
4578,0 N2+ -> N3+ + e
Elektroujemność 3,04 (Pauling); 7,30 eV (absolutna)
Energia wiązań kowalencyjnych [kJ×mol-1] N-H
N-N
N=N
N-Cl
390
160
415
193

Poprzednia Pierwiastki Następna