Azoto: differenze tra le versioni

Versione delle 18:32, 21 mar 2025

Versione delle 12:51, 22 mar 2025

Riga 62:

|Numero = 7

}}

L''''azoto''' (è un [[elemento chimico]] della [[tavola periodica degli elementi]] con simbolo '''N''' la cui forma prevalente è l''''''azoto molecolare''''', detto anche ''azoto biatomico,'' ''azoto diatomico,'' ''diazoto'' o semplicemente ''azoto'', formato da due [[atomo|atomi]] di azoto (N₂).<ref name=":1">{{Cita libro|autore=James E. Brady|autore2=John R. Holum|titolo=Chimica|titolooriginale=Fundamentals of Chemistry 2nd ed.|edizione=9|annooriginale=1984|data=1996|editore=Zanichelli|città=Bologna|ISBN=88-08-20516-9}}</ref>

== Storia ==

Riga 643:

L'azoto è l'unico [[Gruppo dell'azoto|pnicogeno]] che normalmente forma legami multipli con sé stesso e con altri elementi del secondo periodo, utilizzando la [[Stato quantico|sovrapposizione π]] degli [[Orbitale molecolare|orbitali np]] adiacenti. Pertanto, il legame N≡N è più forte (DN≡N = 942 kJ/mol) rispetto ai legami N–N e N=N (DN–N = 167 kJ/mol; DN=N = 418 kJ/mol), dunque tutti i composti contenenti legami N–N e N=N sono [[termodinamica]]mente instabili rispetto alla formazione di N₂. In effetti, la formazione del legame N≡N è così favorita termodinamicamente che praticamente tutti i composti contenenti legami N–N sono potenzialmente [[Esplosivo|esplosivi]].<ref name=":24" />

==== Stereochimicaereochimica ====

{| class="wikitable"

|style="text-align:center; background:#BDBEB3"|'''[[Numero di coordinazione (chimica)|Numero di coordinazione]]'''

Riga 789:

=== Reazioni di clustering ===

L'azoto molecolare può dare vita alle seguenti [[Cluster (chimica)|reazioni di clustering]]:

L'azoto molecolare può dare vita alle seguenti [[Cluster (chimica)|reazioni di clustering]]:<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Kenzo|cognome=Hiraoka|data=1988-10|titolo=Determination of the stabilities of O3−(N2) , O3−(O2) , and O4−(N2) from measurements of the gas-phase ion equilibria|rivista=Chemical Physics|volume=125|numero=2-3|pp=439–444|lingua=en|accesso=2025-03-21|doi=10.1016/0301-0104(88)87096-4|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0301010488870964}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Lynmarie A.|cognome=Posey|nome2=Mark A.|cognome2=Johnson|data=1988-05-01|titolo=Pulsed photoelectron spectroscopy of negative cluster ions: Isolation of three distinguishable forms of N2O−2|rivista=The Journal of Chemical Physics|volume=88|numero=9|pp=5383–5395|lingua=en|accesso=2025-03-21|doi=10.1063/1.454576|url=https://pubs.aip.org/jcp/article/88/9/5383/94621/Pulsed-photoelectron-spectroscopy-of-negative}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Gerrit|cognome=Kroesen|data=2006-04-27|titolo=The 27th International Conference on Phenomena in Ionized Gases (ICPIG)|rivista=Plasma Sources Science and Technology|volume=15|numero=2|accesso=2025-03-21|doi=10.1088/0963-0252/15/2/e01|url=https://doi.org/10.1088/0963-0252/15/2/e01}}</ref>

<chem>N2 + Ar^+ -> (Ar^+*N2)</chem> [[Entalpia standard di reazione|ΔrH°]] = 164. kJ/mol<ref>{{Cita pubblicazione|nome=R. J.|cognome=Shul|nome2=R.|cognome2=Passarella|nome3=B. L.|cognome3=Upschulte|data=1987-04-15|titolo=Thermal energy reactions involving Ar+ monomer and dimer with N2, H2, Xe, and Kr|rivista=The Journal of Chemical Physics|volume=86|numero=8|pp=4446–4451|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1063/1.452718|url=https://pubs.aip.org/jcp/article/86/8/4446/218817/Thermal-energy-reactions-involving-Ar-monomer-and}}</ref>

<chem>N2 + Ar^+ -> (Ar^+*N2)</chem>

<chem>N2 + CF3^+ -> (CF3^+*N2)</chem> ΔrH° = 29. kJ/mol [[Entropia|ΔrS°]] = 100. J/mol*K<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Kenzo|cognome=Hiraoka|nome2=Masayuki|cognome2=Nasu|nome3=Susumu|cognome3=Fujimaki|data=1996-01-01|titolo=Gas-Phase Stability and Structure of the Cluster Ions CF 3 + (CO) n , CF 3 + (N 2 ) n , CF 3 + (CF 4 ) n , and CF 4 H + (CF 4 ) n|rivista=The Journal of Physical Chemistry|volume=100|numero=13|pp=5245–5251|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1021/jp9530010|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jp9530010}}</ref>

<chem>N2 + CF3^+ -> (CF3^+*N2)</chem>

<chem>CH2N^+ + N2 -> (CH2N^+*N2)</chem> ΔrH° = 32. kJ/mol ΔrS° = 92.9 J/mol*K<ref>{{Cita pubblicazione|nome=C. V.|cognome=Speller|nome2=M.|cognome2=Fitaire|nome3=A. M.|cognome3=Pointu|data=1982-12|titolo=H2CN+ · nN2 clustering formation and the atmosphere of Titan|rivista=Nature|volume=300|numero=5892|pp=507–509|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1038/300507a0|url=https://www.nature.com/articles/300507a0}}</ref>

<chem>CH2N^+ + N2 -> (CH2N^+*N2)</chem>

<chem>CH3^+ + N2 -> (CH3^+ * N2)</chem> ΔrH° = 203. kJ/mol<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Michael S.|cognome=Foster|nome2=Ashley D.|cognome2=Williamson|nome3=J.L.|cognome3=Beauchamp|data=1974-12|titolo=Photoionization mass spectrometry of trans-azometh́ane|rivista=International Journal of Mass Spectrometry and Ion Physics|volume=15|numero=4|pp=429–436|accesso=2025-03-22|doi=10.1016/0020-7381(74)80040-9|url=https://doi.org/10.1016/0020-7381(74)80040-9}}</ref>

<chem>CH3^+ + N2 = (CH3^+ * N2)</chem>

<chem>CH5^+ + N2 =-> (CH5+ * N2)</chem> ΔrH° = 28. kJ/mol ΔrS° = 82.4 J/mol*K<ref name=":32">Speller, C.V., '''Ph. D. Thesis, Universite de Paris Sud''', 1983.</ref>

<chem>C2H5^+ + N2 =-> (C2H5^+ * N2)</chem> ΔrH° = 29. kJ/mol ΔrS° = 76.1 J/mol*K<ref name=":32" />

<chem>N2 + Ca^+ -> (Ca^+ * N2)</chem> [[Energia libera|ΔrG°]] = 25 kJ/mol a 296K<ref>{{Cita pubblicazione|nome=K. G.|cognome=Spears|nome2=F. C.|cognome2=Fehsenfeld|data=1972-06-01|titolo=Termolecular Association Reactions of Mg, Ca, and Ba Ions|rivista=The Journal of Chemical Physics|volume=56|numero=11|pp=5698–5705|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1063/1.1677091|url=https://pubs.aip.org/jcp/article/56/11/5698/779211/Termolecular-Association-Reactions-of-Mg-Ca-and-Ba}}</ref>

<chem>Ca^+ + N2 = (Ca^+ * N2)</chem>

<chem>Cu+ + N2 -> (Cu+ * N2)</chem> ΔrH° = 26. kJ/mol ΔrS° = 67. J/mol*K ΔrG° = 5.9 kJ/mol<ref>{{Cita pubblicazione|nome=M. Samy|cognome=El-Shall|nome2=Kenneth E.|cognome2=Schriver|nome3=Robert L.|cognome3=Whetten|data=1989-11|titolo=Ion-molecule clustering thermochemistry by laser ionization high-pressure mass spectrometry|rivista=The Journal of Physical Chemistry|volume=93|numero=24|pp=7969–7973|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1021/j100361a002|url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/j100361a002}}</ref>

<chem>Cu+ + N2 = (Cu+ * N2)</chem>

<chem>Fe+ + N2 -> (Fe+ * N2)</chem> ΔrH° = 54.0 ± 5.9 kJ/mol<ref>{{Cita pubblicazione|nome=M. T.|cognome=Rodgers|nome2=P. B.|cognome2=Armentrout|data=2000|titolo=Noncovalent metal-ligand bond energies as studied by threshold collision-induced dissociation|rivista=Mass Spectrometry Reviews|volume=19|numero=4|pp=215–247|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1002/1098-2787(200007)19:4<215::AID-MAS2>3.0.CO;2-X|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/1098-2787(200007)19:43.0.CO;2-X}}</ref>

<chem>Fe+ + N2 = (Fe+ * N2)</chem>

<chem>HN2+ + N2 -> (HN2+ * N2)</chem> ΔrH° = 66.9 kJ/mol ΔrS° = 100. J/mol*K<ref>{{Cita pubblicazione|nome=K.|cognome=Hiraoka|nome2=P. P. S.|cognome2=Saluja|nome3=P.|cognome3=Kebarle|data=1979-08-15|titolo=Stabilities of complexes (N 2 ) n H + , and (O 2 ) n H + for n = 1 to 7 based on gas phase ion-equilibria measurements|rivista=Canadian Journal of Chemistry|volume=57|numero=16|pp=2159–2166|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1139/v79-346|url=http://www.nrcresearchpress.com/doi/10.1139/v79-346}}</ref>

<chem>HN2+ + N2 = (HN2+ * N2)</chem>

<chem>(H3O+ * H2O) + N2 -> (H3O+ * N2 * H2O)</chem> ΔrH° = 22. kJ/mol ΔrS° = 58.2 J/mol*K<ref name=":33">{{Cita pubblicazione|nome=F.|cognome=Gheno|nome2=M.|cognome2=Fitaire|data=1987-07-15|titolo=Association of N2 with NH+4 and H3O+(H2O) n , n =1,2,3|rivista=The Journal of Chemical Physics|volume=87|numero=2|pp=953–958|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1063/1.453250|url=https://pubs.aip.org/jcp/article/87/2/953/657325/Association-of-N2-with-NH-4-and-H3O-H2O-n-n-1-2}}</ref>

<chem>(H3O+ * H2O) + N2 = (H3O+ * N2 * H2O)</chem>

<chem>H4N+ + N2 =-> (H4N+ * N2)</chem> ΔrH° = 50. ± 20. kJ/mol ΔrS° = 130. J/mol*K<ref name=":33" />

<chem>K+ + N2 -> (K+ * N2)</chem> ΔrG° 4.2 (kJ/mol) a 310K<ref>{{Cita pubblicazione|nome=G. E.|cognome=Keller|nome2=R. A.|cognome2=Beyer|data=1971-01-01|titolo=CO₂and O₂clustering to sodium ions|rivista=Journal of Geophysical Research|volume=76|numero=1|pp=289–290|accesso=2025-03-22|doi=10.1029/ja076i001p00289|url=https://doi.org/10.1029/ja076i001p00289}}</ref>

<chem>K+ + N2 = (K+ * N2)</chem>

<chem>Li+ + N2 -> (Li+ * N2)</chem> ΔrG° 23 (kJ/mol) a 318K<ref>{{Cita pubblicazione|nome=I. R.|cognome=Gatland|nome2=L. M.|cognome2=Colonna-Romano|nome3=G. E.|cognome3=Keller|data=1975-11-01|titolo=Single and double clustering of nitrogen to Li +|rivista=Physical Review A|volume=12|numero=5|pp=1885–1894|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1103/PhysRevA.12.1885|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.12.1885}}</ref>

<chem>Li+ + N2 = (Li+ * N2)</chem>

<chem>N+ + N2 -> (N+ * N2)</chem> ΔrH° = 249. kJ/mol<ref>National Bureau of Standards, US, ''Technical Note 270 - 3'' in '''The NBS Tables of Chemical Thermodynamic Properties''', 1968.</ref>

<chem>N+ + N2 = (N+ * N2)</chem>

<chem>NO- + N2 -> (NO- * N2)</chem> ΔrH° = 19. ± 1. kJ/mol ΔrS° = 71.1 J/mol*K<ref name=":34">{{Cita pubblicazione|nome=Kenzo|cognome=Hiraoka|nome2=Shinichi|cognome2=Yamabe|data=1989-03-15|titolo=How are nitrogen molecules bound to NO+2 and NO+?|rivista=The Journal of Chemical Physics|volume=90|numero=6|pp=3268–3273|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1063/1.455880|url=https://pubs.aip.org/jcp/article/90/6/3268/221119/How-are-nitrogen-molecules-bound-to-NO-2-and-NO-NO}}</ref> ΔrG° 2 kJ/mol a 200K<ref>{{Cita pubblicazione|nome=D. B.|cognome=Dunkin|nome2=F. C.|cognome2=Fehsenfeld|nome3=A. L.|cognome3=Schmeltekopf|data=1971-05-01|titolo=Three-Body Association Reactions of NO+ with O2, N2, and CO2|rivista=The Journal of Chemical Physics|volume=54|numero=9|pp=3817–3822|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1063/1.1675432|url=https://pubs.aip.org/jcp/article/54/9/3817/981263/Three-Body-Association-Reactions-of-NO-with-O2-N2}}</ref>

<chem>NO- + N2 = (NO- * N2)</chem>

<chem>NO2+ + N2 =-> (NO2+ * N2)</chem> ΔrH° = 19. ± 1. kJ/mol ΔrS° = 76.1 J/mol*K<ref name=":34" />

<chem>N2+ + N2 -> (N2+ * N2)</chem> ΔrH° = 102. kJ/mol ΔrS° = 87.9 J/mol*K<ref name=":35">{{Cita pubblicazione|nome=Kenzo|cognome=Hiraoka|nome2=Genei|cognome2=Nakajima|data=1988-06-15|titolo=A determination of the stabilities of N+2(N2) n and O+2(N2) n with n =1–11 from measurements of the gas-phase ion equilibria|rivista=The Journal of Chemical Physics|volume=88|numero=12|pp=7709–7714|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1063/1.454285|url=https://pubs.aip.org/jcp/article/88/12/7709/94461/A-determination-of-the-stabilities-of-N-2-N2-n-and}}</ref>

<chem>N2+ + N2 = (N2+ * N2)</chem>

<chem>N3+ + N2 =-> (N3+ * N2)</chem> ΔrH° = 19. ± 1. kJ/mol ΔrS° = 83.7 J/Hiraokamol*K<ref andname=":34" Yamabe, 1989, 2/>

<chem>Na+ + N2 =-> (Na+ * N2)</chem> ΔrH° = 33 kJ/mol ΔrS° = 77.8 J/mol*K ΔrG° = 9.2 kJ/mol<ref>{{Cita pubblicazione|nome=R. A.|cognome=Perry,|nome2=B. R.|cognome2=Rowe, et al|nome3=A., A.|cognome3=Viggiano|data=1980-09|titolo=Laboratory measurements of stratospheric sodium ion reactions|rivista=Geophysical Research Letters|volume=7|numero=9|pp=693–696|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1029/GL007i009p00693|url=https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/GL007i009p00693}}</ref>

<chem>Ni+ + N2 -> (Ni^+ * N2)</chem> ΔrH° = 111. (+10.,-0.) kJ/mol<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Farooq A.|cognome=Khan|nome2=Dale L.|cognome2=Steele|nome3=P. B.|cognome3=Armentrout|data=1995-05|titolo=Ligand Effects in Organometallic Thermochemistry: The Sequential Bond Energies of Ni(CO)x+ and Ni(N2)x+ (x = 1-4) and Ni(NO)x+ (x = 1-3)|rivista=The Journal of Physical Chemistry|volume=99|numero=19|pp=7819–7828|accesso=2025-03-22|doi=10.1021/j100019a072|url=https://doi.org/10.1021/j100019a072}}</ref>

<chem>Ni+ + N2 = (Ni+ * N2)</chem> ΔrH° = 111. (+10.,-0.) kJ/mol Khan, Steele, et al., 1995

<chem>O2+ + N2 =-> (O2+ * N2)</chem> ΔrH° = 22 kJ/mol ΔrS° = 66.1 J/mol*K<ref name=":35" />

<chem>(O2+ * N2 * O2) + N2 -> (O2+ * 2N2 * O2)</chem> ΔrG° = 2 kJ/mol<ref name=":36">{{Cita pubblicazione|nome=C. V.|cognome=Speller|nome2=M.|cognome2=Fitaire|nome3=A. M.|cognome3=Pointu|data=1983-09-01|titolo=Three-body association reactions of NO+ and O+2 with N2|rivista=The Journal of Chemical Physics|volume=79|numero=5|pp=2190–2199|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1063/1.446067|url=https://pubs.aip.org/jcp/article/79/5/2190/457579/Three-body-association-reactions-of-NO-and-O-2}}</ref>

<chem>(O2+ * N2 * O2) + N2 = (O2+ * 2N2 * O2)</chem> ΔrG° = 2 kJ/mol

<chem>(O2+ * O2) + N2 =-> (O2+ * N2 * O2)</chem> ΔrH° = 12 kJ/mol ΔrS° = 42.3 J/mol*K<ref name=":36" />

<chem>O2- + N2 -> (O2- * N2)</chem> ΔrH° = 25. ± 4.2 kJ/mol<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Lynmarie A.|cognome=Posey|nome2=Mark A.|cognome2=Johnson|data=1988-05-01|titolo=Pulsed photoelectron spectroscopy of negative cluster ions: Isolation of three distinguishable forms of N2O−2|rivista=The Journal of Chemical Physics|volume=88|numero=9|pp=5383–5395|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1063/1.454576|url=https://pubs.aip.org/jcp/article/88/9/5383/94621/Pulsed-photoelectron-spectroscopy-of-negative}}</ref>

<chem>O2- + N2 = (O2- * N2)</chem> ΔrH° = 25. ± 4.2 kJ/mol

<chem>O3- + N2 =-> (O3- * N2)</chem> ΔrH° = 11.3 ± 0.84 kJ/mol ΔrS° = 77 J/mol*K e ΔrG° = -11.7 ± 2.1 kJ/mol<ref name=":37">{{Cita pubblicazione|nome=Kenzo|cognome=Hiraoka|data=1988-10|titolo=Determination of the stabilities of O3−(N2) , O3−(O2) , and O4−(N2) from measurements of the gas-phase ion equilibria|rivista=Chemical Physics|volume=125|numero=2-3|pp=439–444|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1016/0301-0104(88)87096-4|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0301010488870964}}</ref>

<chem>O4- + N2 + O2 -> N2O4-</chem> ΔrH° = 12.1 ± 0.84 kJ/mol ΔrG° = -8.8 ± 2.1 kJ/mol<ref name=":37" />

=== Processo di Haber-Bosch ===

{{Vedi anche|Processo Haber-Bosch}}

La reazione che più è stata studiata per via dell'enorme interesse pratico è la sintesi dell'[[ammoniaca]] secondo il [[processo Haber-Bosch]]:

:N₂(g) + 3 H₂(g) ⇄ 2 NH₃(g)

Si esegue a temperature comprese tra 450 e {{M|500|ul=°C}}, a pressioni comprese tra 200 e 1000 [[Atmosfera (unità di misura)|atm]], in presenza di un catalizzatore, l'[[ossido ferroso-ferrico]] (Fe₃O₄), e tracce di [[Ossido di alluminio|Al₂O₃]].<ref name=":23" /> Prima della messa a punto del processo Haber uno dei metodi utilizzati per la fissazione dell'azoto era la reazione di azoto con carburo di calcio per dare [[Calciocianammide|calcio cianammide]]:

:N₂(g) + <nowiki>CaC</nowiki>₂(s) → <nowiki>CaNCN</nowiki>(s)

La reazione avviene intorno ai 1000&nbsp;°C.

Ma il primo metodo industriale per la fissazione dell'azoto, proposto dall'inglese [[William Crookes]] e poi migliorato dai norvegesi [[Kristian Birkeland|Birkeland]] ed [[Samuel Eyde|Eyde]], era basato sull'ossidazione da parte di O₂:

:N₂(g) + O₂(g) → 2 NO(g) &nbsp; Δ_rHº(298 K) = 90,29 kJ mol⁻¹

Data l'elevata [[Processo endotermico|endotermicità]] della reazione, nel [[processo Birkeland-Eyde]] si operava ad elevata temperatura insufflando aria su un arco elettrico di forma circolare.

=== Legami a idrogeno ===

{{Vedi anche|Legame a idrogeno}}

L'azoto è tra gli atomi più [[elettronegatività|elettronegativi]] e quindi, così come l'ossigeno e il fluoro, è in grado di partecipare alla formazione di legami a idrogeno agendo sia da donatore di protoni che come [[accettore]].

L'azoto è tra gli atomi più [[elettronegatività|elettronegativi]] e quindi, così come l'ossigeno e il fluoro, è in grado di partecipare alla formazione di legami a idrogeno agendo sia da donatore di protoni che come [[accettore]].<ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_Chemistry/Introductory_Chemistry_(CK-12)/09:_Covalent_Bonding/9.19:_Hydrogen_Bonding|titolo=9.19: Hydrogen Bonding|sito=Chemistry LibreTexts|data=2016-06-27|accesso=2025-03-22}}</ref> La lunghezza tipica dei legami a idrogeno N-H··N si aggira intorno ai {{M|3,0|ul=Å}}. Legami di questo tipo sono responsabili dell'elevato punto di [[ebollizione]] dell'ammoniaca se paragonato a quello degli altri [[idruro|idruri]] degli elementi del [[Gruppo dell'azoto|15º gruppo della tavola periodica]]. Questo costituisce un esempio classico degli effetti del [[legame a idrogeno]]. Legami a idrogeno in cui sono coinvolti atomi di azoto giocano un ruolo fondamentale nell'accoppiamento dei nucleotidi nella struttura del [[DNA]], tenendo "incollati" i due filamenti che formano la [[doppia elica]]. Anche la struttura delle proteine è fortemente influenzata da legami a idrogeno che coinvolgono atomi di azoto.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=J. A.|cognome=DiVerdi|nome2=S. J.|cognome2=Opella|data=1982-03-01|titolo=Nitrogen-hydrogen bond lengths in DNA|rivista=Journal of the American Chemical Society|volume=104|numero=6|pp=1761–1762|accesso=2025-03-22|doi=10.1021/ja00370a063|url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00370a063}}</ref>

La lunghezza tipica dei legami a idrogeno N-H··N si aggira intorno ai {{M|3,0|ul=Å}}. Legami di questo tipo sono responsabili dell'elevato punto di [[ebollizione]] dell'ammoniaca se paragonato a quello degli altri [[idruro|idruri]] degli elementi del [[Gruppo dell'azoto|15º gruppo della tavola periodica]]. Questo costituisce un esempio classico degli effetti del [[legame a idrogeno]].

Legami a idrogeno in cui sono coinvolti atomi di azoto giocano un ruolo fondamentale nell'accoppiamento dei nucleotidi nella struttura del [[DNA]], tenendo "incollati" i due filamenti che formano la [[doppia elica]]. Anche la struttura delle proteine è fortemente influenzata da legami a idrogeno che coinvolgono atomi di azoto.

=== Chimica redox in soluzione acquosa ===

Nonostante non abbiano significato fisico, i [[Stato di ossidazione|numeri di ossidazione]] sono spesso impiegati, soprattutto in ambito didattico, per razionalizzare la chimica degli elementi e per bilanciare le reazioni di [[ossidoriduzione]]. L'azoto in questo senso è uno degli elementi che presenta la maggior varietà, adottando tutti i valori da −3 a +5.<ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://www.britannica.com/science/nitrogen-group-element/Variations-in-bonding-capacity|titolo=Nitrogen group element - Bonding Capacity, Variations, Properties {{!}} Britannica|sito=www.britannica.com|accesso=2025-03-22}}</ref> Uno strumento efficace per visualizzare le stabilità [[termodinamica|termodinamiche]] relative dei diversi stati di ossidazione in [[soluzione acquosa]] può essere fornita da un [[diagramma di Frost]]:<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Andrea|cognome=Pasquale|nome2=Maria Assunta|cognome2=Chiacchio|nome3=Federico|cognome3=Acciaretti|data=2024-03|titolo=The oxidation of d ‐galactose into mucic acid (galactaric acid): experimental and computational insights towards a bio‐based platform chemical|rivista=Asian Journal of Organic Chemistry|volume=13|numero=3|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1002/ajoc.202300649|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ajoc.202300649}}</ref>

[[File:Frost azoto smallsize.gif|center|500px]]

Specie chimiche che hanno elevata stabilità termodinamica rispetto a numerose reazioni (che dunque spesso possono favorire le reazioni che le vedono come prodotti), vengono talvolta chiamate [[pozzi termodinamici]]. Fra queste si possono annoverare CO₂, H₂O, <nowiki>NaCl</nowiki> e appunto N₂. Questa caratteristica dell'azoto è l'aspetto più evidente del diagramma. È però necessario osservare che la formazione di N₂ è [[Cinematica|cineticamente]] sfavorita, e quasi sempre la riduzione di nitrati e nitriti si ferma a NO₂ o NO, talvolta anche procedere fino a NH{{apici e pedici|b=4|p=+}}.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Richard T.|cognome=Jacobsen|nome2=Richard B.|cognome2=Stewart|data=1973-10-01|titolo=Thermodynamic Properties of Nitrogen Including Liquid and Vapor Phases from 63 K to 2000 K with Pressures to 10,000 Bar|rivista=Journal of Physical and Chemical Reference Data|volume=2|numero=4|pp=757–922|accesso=2025-03-22|doi=10.1063/1.3253132|url=https://pubs.aip.org/aip/jpr/article-abstract/2/4/757/241463/Thermodynamic-Properties-of-Nitrogen-Including?redirectedFrom=fulltext}}</ref><br />Si può notare che la chimica redox dei composti dell'azoto è significativamente influenzata dal [[pH]], in particolare nitrati e nitriti, che a pH bassi sono forti ossidanti, perdono quasi totalmente il loro potere ossidante in ambiente alcalino.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Denis|cognome=Johnson|nome2=Abdoulaye|cognome2=Djire|data=2023|titolo=Effect of pH on the Electrochemical Behavior and Nitrogen Reduction Reaction Activity of Ti2N Nitride MXene|rivista=Advanced Materials Interfaces|volume=10|numero=10|pp=2202147|lingua=en|accesso=2025-03-22|doi=10.1002/admi.202202147|url=https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admi.202202147}}</ref>

È però necessario osservare che la formazione di N₂ è cineticamente sfavorita, e quasi sempre la riduzione di nitrati e nitriti si ferma a NO₂ o NO, talvolta anche procedere fino a NH{{apici e pedici|b=4|p=+}}.<br />

Si può notare che la chimica redox dei composti dell'azoto è significativamente influenzata dal [[pH]], in particolare nitrati e nitriti, che a pH bassi sono forti ossidanti, perdono quasi totalmente il loro potere ossidante in ambiente alcalino.

Viene di seguito riportata una tabella che raccoglie i [[potenziale standard di riduzione|potenziali standard]] per alcune [[semireazione|semireazioni]] in cui compaiono specie chimiche contenenti azoto.

{| class="wikitable"

|style="text-align:center; background:#BDBEB3"| '''Semireazione di riduzione'''

| style="text-align:center; background:#BDBEB3" width="25%"|Eº&nbsp;([[Volt|V]])

|- style="text-align:left"

| H₂N₂O₂ + 2 H⁺ + 2 e⁻ → N₂ + 2 H₂O

| style="text-align:center"|+2,65

|- style="text-align:left"

| HN₃ + 3 H⁺ + 2 e⁻ → NH{{apici e pedici|b=4|p=+}} + N₂

| style="text-align:center"|+1,96

|- style="text-align:left"

| N₂O + 2 H⁺ + 2 e⁻ → N₂ + H₂O

| style="text-align:center"|+1,77

|- style="text-align:left"

| NO⁺ + e⁻ → NO

| style="text-align:center"|+1,46

|- style="text-align:left"

| 2 NH₃OH⁺ + H⁺ + 2 e⁻ → 2 N₂H{{apici e pedici|b=5|p=+}} + 2 H₂O

| style="text-align:center"|+1,42

|- style="text-align:left"

| NH₃OH⁺ + 2 H⁺ + 2 e⁻ → NH{{apici e pedici|b=4|p=+}} + H₂O

| style="text-align:center"|+1,35

|- style="text-align:left"

| HNO₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻ → N₂O + 3 H₂O

| style="text-align:center"|+1,29

|- style="text-align:left"

| N₂H{{apici e pedici|b=5|p=+}} + 3 H⁺ + 2 e⁻ → 2 NH{{apici e pedici|b=4|p=+}}

| style="text-align:center"|+1,275

|- style="text-align:left"

| N₂O₄ + 2 H⁺ + 2 e⁻ → 2 HNO₂

| style="text-align:center"|+1,065

|- style="text-align:left"

| N₂O₄ + 4 H⁺ + 2 e⁻ → 2 NO + 2 H₂O

| style="text-align:center"|+1,035

|- style="text-align:left"

| HNO₂ + H⁺ + e⁻ → NO + H₂O

| style="text-align:center"|+0,983

|- style="text-align:left"

| NO{{apici e pedici|b=3|p=−}} + 4 H⁺ + 3 e⁻ → NO + 2 H₂O

| style="text-align:center"|+0,957

|- style="text-align:left"

| NO{{apici e pedici|b=3|p=−}} + 3 H⁺ + 2 e⁻ → HNO₂ + H₂O

| style="text-align:center"|+0,94

|- style="text-align:left"

| 2 HNO₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻ → H₂N₂O₂ + 2 H₂O

| style="text-align:center"|+0,86

|- style="text-align:left"

| 2 NO{{apici e pedici|b=3|p=−}} + 4 H⁺ + 2 e⁻ → N₂O₄ + 2 H₂O

| style="text-align:center"|+0,803

|- style="text-align:left"

| 2 NO + 2 H⁺ + 2 e⁻ → H₂N₂O₂

| style="text-align:center"|+0,712

|- style="text-align:left"

| HN₃ + 11 H⁺ + 8 e⁻ → 3 NH{{apici e pedici|b=4|p=+}}

| style="text-align:center"|+0,695

|- style="text-align:left"

| H₂N₂O₂ + 6 H⁺ + 4 e⁻ → 2 NH₃OH⁺

| style="text-align:center"|+0,387

|- style="text-align:left"

| N₂ + 5 H⁺ + 4 e⁻ → N₂H{{apici e pedici|b=5|p=+}}

| style="text-align:center"|-0,23

|- style="text-align:left"

| 3/2 N₂ + H⁺ + e⁻ → HN₃

| style="text-align:center"|-3,09

|}

=== Azotofissazione ===

Riga 947 ⟶ 867:

== Applicazioni ==

Circa il 90% dell'azoto prodotto oggi viene utilizzato per fornire un'atmosfera inerte per processi o reazioni sensibili all'ossigeno, come la produzione dell'[[acciaio]], la [[Raffineria di petrolio|raffinazione del petrolio]] e il [[Confezionamento degli alimenti|confezionamento di alimenti]] e [[Farmaco|prodotti farmaceutici]].<ref name=":24" />

[[File:Ammonium nitrate 33,5 EC-fertilizer by Borealis.jpg|alt=Fertilizzante al nitrato d'ammonio|sinistra|miniatura|Fertilizzante al nitrato d'ammonio]]

=== Fertilizzanti ===

{{Vedi anche|Fertilizzante}}

[[File:Strawberry-Mint Liquid Nitrogen Shake at HBurger in Denver.jpg|thumb|Frappé ottenuto con azoto liquido.]]

Nei [[fertilizzanti]] azotati, l'azoto è presente come:<ref name=":38">{{Cita libro|nome=Stalin|cognome=Nadarajan|nome2=Surya|cognome2=Sukumaran|titolo=Chapter 12 - Chemistry and toxicology behind chemical fertilizers|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/B9780128195550000121|accesso=2025-03-22|data=2021-01-01|editore=Academic Press|pp=195–229|ISBN=978-0-12-819555-0|DOI=10.1016/b978-0-12-819555-0.00012-1}}</ref>

* azoto [[Ammoniaca|ammoniacale]], come il [[Cloruro d'ammonio|cloruro di ammonio]] e il [[Solfato d'ammonio|solfato di ammonio]]

* azoto nitrico, come il [[nitrato di calcio]] e [[ammonio]], in cui sono presenti sia azoto ammoniacale che nitrico

* [[urea]] (azoto amidico)

I fertilizzanti azotati più importanti e comunemente utilizzati sono l'urea e il solfato di ammonio. I fertilizzanti azotati possono essere classificati in quattro classi basate sulle forme di azoto (N) presenti nei fertilizzanti azotati semplici:<ref name=":38" />

* fertilizzanti contenenti azoto nitrico (NO₃-N): [[Nitrato di sodio|NaNO₃]] (16% N), [[Nitrato di calcio|Ca(NO₃)₂]] (15.5% N)

* fertilizzanti azotati contenenti ammonio (NH4-N): [[Solfato d'ammonio|(NH₄)₂SO]]₄ (20% N), [[Cloruro d'ammonio|NH₄Cl]] (24-26% N), ammoniaca anidra (82% N)

* fertilizzanti azotati contenenti sia NH4 che NO3-N: [[Nitrato d'ammonio|NH₄NO₃]] (33-34% N), nitrato di calcio e ammonio (20% N)

* fertilizzanti amidici che sono la forma organica di fertilizzanti contenenti azoto (N)[[File:Fistful of liquid nitrogen Nathan Myhrvold magical science dinner (26516294393).jpg|miniatura|Applicazioni dell'azoto liquido nella ristorazione]]

=== Applicazioni criogeniche dell'azoto liquido ===

{{vedi anche|Azoto liquido#Applicazioni criogeniche}}

L'azoto liquido, o meglio N₂ liquido, avendo il punto di ebollizione a −195,82&nbsp;°C e un costo di produzione ragionevole, è molto utilizzato per il raffreddamento di apparecchiature scientifiche, la [[crioconservazione]] di campioni biologici e vari altri processi nei quali è necessario ottenere o conservare temperature estremamente basse.

=== Applicazioni per atmosfere inerti ===

L'azoto molecolare N₂ è particolarmente indicato per la creazione di atmosfere inerti in diversi ambiti industriali e tecnologici in virtù della sua scarsa reattività, dell'abbondanza e del basso costo. Viene dunque preferito all'[[argon]] Ar, gas che offre in assoluto le prestazioni migliori, in quasi tutte le applicazioni a temperatura ambiente, talvolta anche alle alte temperature.

Riga 972 ⟶ 904:

* Nella tempra di acciai in [[forno|forni]] sottovuoto.

* Come elemento di apporto nella [[nitrurazione]] ad alta temperatura degli [[acciaio|acciai]], dove la formazione di [[nitruri]] conferisce durezza e resistenza alla usura al metallo negli strati superficiali, conservando per contro [[resilienza (ingegneria)|resilienza]] agli strati profondi.

[[File:Parma Ham Prosciutto 02.jpg|destra|senza_cornice]]

==== Industria alimentare ====

Riga 1 034 ⟶ 967:

== Voci correlate ==

* [[Alcaloidi]]

* [[Ammidi]]

* [[Ammine]]

* [[Amminoacido|Amminoacidi]]

* [[Azotemia]]

* [[Azoto liquido]]

* [[Azoto ureico]]

* [[Azoturia]]

* [[Azoturo|Azoturi]]

* [[Bilancio dell'azoto]]

* [[Buco nell'ozono|Buco dell'ozono]]

* [[Carbammati]]

* [[Carbodiimmidi]]

* [[Cianidrine]]

* [[Ciclo dell'azoto]]

* [[Ciclo del carbonio-azoto]]

* [[Composti dell'azoto]]

* [[Economia ad azoto liquido]]

* [[Fosfazeni]]

* [[Idrazoni]]

* [[Immidi]]

* [[Isocianati]]

* [[Lattami]]

* [[Narcosi da azoto]]

* [[Nitrato|Nitrati]]

* [[Nitrito|Nitriti]]

* [[Nitrone|Nitroni]]

* [[N-nitrosammine|Nitrosammine]]

* [[Nitruri]]

* [[Nitroderivati]]

* [[Ossima|Ossime]]

* [[Peptide|Peptidi]]

* [[Pioggia acida]]

* [[Politiazile]]

* [[Buco nell'ozono|Buco dell'ozono]]

== Altri progetti ==