Azoto: differenze tra le versioni

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|Didascalia = N₂ [[liquido]]

|Spettro = Nitrogen Spectra.jpg

|Peso_atomicoMassa_atomica = {{M|14,0067|ul=amu}}

|Raggio_atomico = {{M|65|ul=pm}}

|Raggio_covalente = 75 pm

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|Elettronegatività = 3,04 ([[scala di Pauling]])

|Calore_specifico = 1 040 J/(kg·K)

|Conducibilità_elettrica =14,534 μΩ/m

|Conducibilità_termica = 0,02598 W/(m·K)

|Energia_1a_ionizzazione = 1 402,3 kJ/mol

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|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 ==

{{Vedi anche|Daniel Rutherford|Henry Cavendish|Joseph Priestley}}

L'azoto, sottoformasotto forma di [[Cloruro d'ammonio|cloruro di ammonio]] (NH₄Cl) era conosciuto dagli [[Alchimia|alchimisti]] come "sal ammoniaco" ed era prodotto in [[Egitto]] riscaldando una [[miscela]] di [[Feci|sterco]], [[sale]] e [[urina]].<ref name=":28">{{Cita web|url=https://periodic-table.rsc.org/element/7/nitrogen|titolo=Nitrogen - Element information, properties and uses {{!}} Periodic Table|sito=periodic-table.rsc.org|accesso=21 marzo 2025}}</ref>

A partire dal [[1500]] gli [[Scienziato|scienziati]] iniziarono a proporre l'[[idea]] della presenza in un altro [[gas]] nell'[[atmosfera]] oltre all'[[ossigeno]] e all'[[anidride carbonica]], ma non furono in grado di provarlo fino al [[1700]].<ref name=":2">{{Cita web|lingua=en|url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Inorganic_Chemistry_(LibreTexts)/08:_Chemistry_of_the_Main_Group_Elements/8.09:_The_Nitrogen_Family/8.9.02:_Chemistry_of_Nitrogen_(Z7)|titolo=8.9.2: Chemistry of Nitrogen (Z=7)|sito=Chemistry LibreTexts|data=5 agosto 2022|accesso=18 marzo 2025}}</ref>

{{dx|[[File:Lavoisier decomposition air.png|thumbmin|leftsinistra|Attrezzatura utilizzata da Lavoisier per identificare l'azoto e l'ossigeno nell'aria.]]}}

Fu ottenuto negli [[anni 1760]] sia da [[Henry Cavendish]] che da [[Joseph Priestley]], rimuovendo l'[[ossigeno]] dall'[[aria]]. Notarono che l'azoto era in grado di spegnere una [[Candela (illuminazione)|candela]] accesa e che un [[Mus musculus|topo]] che respirava quel gas moriva rapidamente. Nessuno dei due, però, dedusse che fosse un elemento. La prima persona a suggerirlo fu un [[Giovinezza|giovane]] [[studente]], [[Daniel Rutherford]], nella sua [[tesi]] di [[Dottorato di ricerca|dottorato]] del [[settembre]] [[1772]] a [[Edimburgo]], in [[Scozia]].<ref name=":28" />

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''Escherichia coli''|rivista=Proceedings of the National Academy of Sciences|volume=44|numero=7|pp=671–682|accesso=20 marzo 2025|doi=10.1073/pnas.44.7.671|url=https://doi.org/10.1073/pnas.44.7.671}}</ref>

Secondo alcune fonti, il termine fu coniato nel [[1787]] dal chimico francese [[Louis-Bernard Guyton-Morveau]]. Il [[Parola|nome]] "''nitrogène''" fu invece suggerito dal [[chimico]] [[Lingua francese|francese]] [[Jean-Antoine Chaptal]] nel [[1790]],<ref name=":0">{{Cita web|lingua=it|url=https://www.treccani.it/vocabolario/azoto/|titolo=Ażòto - Significato ed etimologia - Vocabolario|sito=Treccani|accesso=18 marzo 2025}}</ref> quando si scoprì che l'azoto era presente nell'[[acido nitrico]] e nei [[Nitrato|nitrati]]. [[Antoine-Laurent de Lavoisier|Antoine Lavoisier]] propose invece il nome "''azote''", dal [[Lingua greca antica|greco antico]]: ἀζωτικός, che significa "senza vita". In [[Lingua inglese|inglese]] si è conservata la denominazione ''nitrogen'',<ref>{{Cita libro|titolo=Il Sansoni inglese. Dizionario English-Italian, italiano-inglese. Ediz. bilingue. Con CD-ROM|edizione=5|editore=Rizzoli Larousse|ISBN=8852501576}}</ref> mentre in [[Lingua tedesca|tedesco]] viene chiamato ''stickstoffStickstoff''.<ref>{{Cita libro|titolo=Tedesco-italiano, italiano-tedesco|collana=I Dizionari Sansoni|data=1989|editore=Sansoni|ISBN=978-88-383-0930-4}}</ref>

== Abbondanza e disponibilità ==

{{dx|[[File:Northern Lights 02.jpg|thumbmin|uprightverticale=1.4|leftsinistra|[[Aurora boreale]]: la colorazione blu è dovuta all'azoto, mentre la colorazione verde è dovuta all'ossigeno.]]}}

=== Abbondanza ===

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La componente primaria viene prodotta durante il terzo evento di [[Dragaggio (astronomia)|dragaggio]], che si verifica lungo la fase di [[ramo asintotico delle giganti]] (AGB), se la combustione nucleare alla base dell'involucro [[Convezione|convettivo]] è efficiente.<ref>{{Cita pubblicazione|autore=Renzini A.|autore2=Voli M.|anno=1981|titolo=A&A|volume=94|numero=175}}</ref> La componente di azoto secondario aumenta con la [[metallicità]]. Essendo un prodotto del [[ciclo del carbonio-azoto-ossigeno]], l'azoto si forma a spese del [[carbonio]] e dell'ossigeno presenti nella stella.<ref name=":3" />

L'azoto [[solido]] costituisce grande parte della superficie di [[Plutone (astronomia)|Plutone]], dove si mescola con [[monossido di carbonio]] solido e [[metano]], e della [[luna]] [[Nettuno (astronomia)|nettuniana]] [[Tritone (astronomia)|Tritone]]. Su Plutone è stato osservato direttamente per la prima volta nel [[luglio]] [[2015]] dalla [[sonda spaziale]] [[New Horizons]], mentre su Tritone è stato osservato direttamente dalla sonda spaziale [[Voyager 2]] nell'[[agosto]] [[1989]].<ref>{{Cita news|lingua=en|autore=NASA|titolo=Pluto's mysterious floating hills|pubblicazione=|data=4 febbraio 2016-02-04}}</ref><ref>"Flowing nitrogen ice glaciers seen on surface of Pluto after New Horizons flyby". ''ABC''. 25 July 2015.</ref><ref>{{Cita libro|titolo=Encyclopedia of the solar system|accesso=2025-03-21|edizione=Third edition|data=2014|editore=Elsevier|ISBN=978-0-12-416034-7}}</ref>

==== Atmosfera ====

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==== Biomassa ====

Nella [[biomassa]] il contenuto totale di azoto si attesta intorno a ∼9.,6 × 10¹⁴ kg.<ref name=":7" /> Circa il 96% è contenuto nella [[Composto organico|materia organica]] presente nel [[suolo]], mentre il restante 4% è contenuto negli [[Organismo vivente|organismi viventi]] di cui il 94-99% è contenuto nelle [[Plantae|piante]] e solo l'1-6% negli [[Animalia|animali]] e nei [[Microrganismo|microrganismi]], tuttavia questa proporzione dipende dello specifico [[ecosistema]].<ref name=":8">{{Cita pubblicazione|nome=P. B.|cognome=Leeds-Harrison|data=1989-01|titolo=The Ecology of the Nitrogen Cycle, By Janet I. Sprent. Cambridge University Press (1987), pp. 151, £22.50 (hardback), £8.95 (paperback).|rivista=Experimental Agriculture|volume=25|numero=1|pp=137–138|accesso=18 marzo 2025|doi=10.1017/s0014479700016586|url=https://doi.org/10.1017/s0014479700016586}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Bryan|cognome=Griffiths|data=1997-07|titolo=Soil Microbiology and Biochemistry, Second Edition. By E. A. Paul and F. E. Clark, San Diego: Academic Press (1996), pp. 340, £29.50. ISBN 0-12-546806.|rivista=Experimental Agriculture|volume=33|numero=3|pp=385–387|accesso=18 marzo 2025|doi=10.1017/s0014479797213128|url=https://doi.org/10.1017/s0014479797213128}}</ref>

Negli organismi viventi, l'azoto può essere trovato sotto forma di gas all'interno delle [[Cellula|cellule]] e/o in forma [[Ossido|ossidata]] o [[Riduzione (chimica)|ridotta]]. In forma ridotta è il componente principale delle più importanti [[Macromolecola|macromolecole]] biologiche: le [[proteine]]/[[Polipeptide|polipeptidi]], il [[DNA]]/[[RNA]] e nei [[Polimero|polimeri]] degli [[Aminozuccheri|amminozuccheri]]. Altre molecole contenenti azoto sono le [[Porfirina|porfirine]] e alcuni [[Metabolita|metaboliti]] secondari delle piante.<ref name=":8" />

Da notare il fatto che l'azoto viene prodotto naturalmente dall{{'}}''[[Escherichia coli|E. coli]]'' ceppo K12<ref>{{Cita web|url=https://ecmdb.ca/compounds/M2MDB000616|titolo=E. coli Metabolome Database (ECMDB)}}</ref> e dal [[Plantago rhodosperma|''P. rhodosperma'']]''.''<ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://www.wikidata.org/wiki/Q2370426|titolo=dinitrogen|accesso=19 marzo 2025}}</ref>

=== Disponibilità ===

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=== Reazioni nucleari ===

Nel [[1919]] [[Ernest Rutherford]] fece passare le [[Particella α|particelle alfa]] generate da un [[radionuclide]] naturale attraverso una camera contenente atomi di azoto e scoprì che veniva prodotta un'altra radiazione, più penetrante.<ref>{{Cita web|url=https://www.osti.gov/opennet/manhattan-project-history/Events/1890s-1939/exploring.htm#:~:text=In%201919,%20New%20Zealander%20Ernest%20Rutherford%20reported%20on,atom%22%20when%20bombarded%20with%20energetic%20%CE%B1%20(alpha)%20particles.|titolo=Manhattan Project: Exploring the Atom, 1919-1932|accesso=21 marzo 2025}}</ref> Dimostrò che questa nuova radiazione consisteva di [[protone|protoni]] di alta [[energia]] e concluse che questo era il risultato della conversione dei nuclei di azoto in nuclei di ossigeno. Rutherford ipotizzò che la cattura di una particella alfa da parte del nucleo dell'azoto produce un nucleo eccitato di fluoro-18, che a sua volta emette un protone formando nuclidi di ossigeno-17, un [[isotopo]] raro ma stabile:<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Douglas|cognome=McKIE|data=1935|titolo=Daniel Rutherford and the Discovery of Nitrogen|rivista=Science Progress (1933- )|volume=29|numero=116|pp=650–660|accesso=21 marzo 2025|url=http://www.jstor.org/stable/43420938}}</ref>

:α + ¹⁴N → ¹⁸F* → ¹⁷O + p

Nell'atmosfera, per effetto dei [[raggi cosmici]], avviene la seguente reazione:<ref>{{Cita web|lingua=EN|autore=zz_hugo|url=https://radioactivity.eu.com/articles/phenomenon/radiocarbon|titolo=Carbon-14|sito=radioactivity.eu.com|data=8 dicembre 2020|accesso=21 marzo 2025}}</ref>

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== Allotropi ==

L'unico [[allotropia (chimica)|allotropo]] rilevato in natura è la [[molecola]] diatomica o biatomica N₂. Gli allotropi dell'azoto (N_n) oltre l'azoto molecolare sono considerati candidati promettenti per lo sviluppo di [[materiali ad alta densità energetica]] (HEDMs) perché rilasciano enormi quantità di energia durante la dissociazione in N₂ gassoso.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Peter|cognome=Schreiner|nome2=Weiyu|cognome2=Qian|nome3=Artur|cognome3=Mardyukov|data=2024-09-30 settembre 2024|titolo=Hexanitrogen (N6): A Synthetic Leap Towards Neutral Nitrogen Allotropes|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.21203/rs.3.rs-5112084/v1|url=https://www.researchsquare.com/article/rs-5112084/v1}}</ref> Tuttavia questi allotropi superiori sono considerati altamente instabili, specialmente quando sono [[Neutralizzazione (chimica)|neutri]] e possiedono un [[Numeri pari e dispari|numero pari]] di elettroni.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Oleg V.|cognome=Mikhailov|data=4 marzo 2022-03-04|titolo=Molecular and Electronic Structures of Neutral Polynitrogens: Review on the Theory and Experiment in 21st Century|rivista=International Journal of Molecular Sciences|volume=23|numero=5|pp=2841|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.3390/ijms23052841|url=https://doi.org/10.3390/ijms23052841}}</ref>

Di conseguenza, negli ultimi [[70 (numero)|70]] anni circa, sono stati rilevati sperimentalmente solo due esempi. Il [[Radicale libero|radicale]] azoturo (•N3), identificato per la prima volta nel [[1956]] come specie neutra libera in fase gassosa attraverso la [[spettroscopia rotazionale]], con una durata di vita di soli pochi [[Millisecondo|millisecondi]].<ref>{{Cita pubblicazione|data=1956-04-10 aprile 1956|titolo=The detection of free radicals in the high intensity photolysis of hydrogen azide|rivista=Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences|volume=235|numero=1200|pp=143–147|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1098/rspa.1956.0071|url=https://doi.org/10.1098/rspa.1956.0071}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=R. A.|cognome=Beaman|nome2=T.|cognome2=Nelson|nome3=D. S.|cognome3=Richards|data=1987-11|titolo=Observation of azido radical by laser-induced fluorescence|rivista=The Journal of Physical Chemistry|volume=91|numero=24|pp=6090–6092|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1021/j100308a006|url=https://doi.org/10.1021/j100308a006}}</ref>

Nel [[2002]], il [[tetranitrogeno]] (N₄) è stato identificato indirettamente tramite [[spettrometria di massa di neutralizzazione-ionizzazione]] (NRMS), con una durata di vita di pochi [[Microsecondo|microsecondi]] in fase gassosa a 298 K.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=F.|cognome=Cacace|nome2=G.|cognome2=de Petris|nome3=A.|cognome3=Troiani|data=2002-01-18 gennaio 2002|titolo=Experimental Detection of Tetranitrogen|rivista=Science|volume=295|numero=5554|pp=480–481|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1126/science.1067681|url=https://doi.org/10.1126/science.1067681}}</ref> L'intermediazione di una specie N₆ è stata ipotizzata nel [[1970]] nel decadimento dei radicali azoturo in soluzione acquosa, ma non sono state fornite prove spettroscopiche definitive.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Elie|cognome=Hayon|nome2=Miomir|cognome2=Simic|data=1970-12|titolo=Absorption spectra and kinetics of the intermediate produced from the decay of azide radicals|rivista=Journal of the American Chemical Society|volume=92|numero=25|pp=7486–7487|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1021/ja00728a049|url=https://doi.org/10.1021/ja00728a049}}</ref>

== Metodi di preparazione ==

Riga 394:

Un altro metodo è la [[decomposizione (chimica)|decomposizione]] termica di alcuni sali che contengono l'azoto, per esempio:<ref name=":30" />

:<chem>NH4NO2(aq) -> N2(g) + 2H2O</chem>

== Caratteristiche fisiche e chimico-fisiche ==

In [[condizioni standard]] e allo [[Stato quantico|stato puro]], l'azoto si presenta sotto forma di [[gas]] incolore, inodore, insapore e [[Inerte (chimica)|inerte]].<ref name=":11">{{Cita web|lingua=en|autore=PubChem|url=https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/nitrogen|titolo=Nitrogen|sito=pubchem.ncbi.nlm.nih.gov|accesso=19 marzo 2025}}</ref><ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://go.drugbank.com/drugs/DB09152|titolo=Nitrogen|sito=go.drugbank.com|accesso=19 marzo 2025}}</ref> Più leggero dell'acqua, l'azoto molecolare [[Principio di Archimede|galleggia]].<ref name=":12" /> Il suo [[Coefficiente di ripartizione (chimica)|coefficiente di ripartizione]] [[1-ottanolo|ottanolo]]-[[acqua]] è pari a 0,1,<ref name=":11" /> mentre la [[solubilità]] in acqua si attesta pari a 1,81 x 10⁺⁴ [[Grammo|mg]]/L a 21 [[Grado Celsius|°C]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=CHARLES S.|cognome=VENABLE|nome2=TYLER.|cognome2=FUWA|data=1º febbraio 1922|titolo=The Solubility of Gases in Rubber and Rubber Stock and Effect of Solubility on Penetrability|rivista=Journal of Industrial &amp; Engineering Chemistry|volume=14|numero=2|pp=139–142|accesso=19 marzo 2025|doi=10.1021/ie50146a022|url=https://doi.org/10.1021/ie50146a022}}</ref> L'azoto risulta inoltre: insolubile in [[etanolo]],<ref name=":16" /> lievemente solubile in [[Alcoli|alcol]]<ref>{{Cita pubblicazione|data=20 marzo 2007|titolo=Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 15th ed By Richard J. Lewis, Sr. John Wiley &amp; Sons, Inc.:  Hoboken, NJ. 2007. x + 1380 pp. $150.00. ISBN 978-0-471-76865-4.|rivista=Journal of the American Chemical Society|volume=129|numero=16|pp=5296–5296|accesso=19 marzo 2025|doi=10.1021/ja0769144|url=https://doi.org/10.1021/ja0769144}}</ref> e solubile in [[ammoniaca]].<ref name=":14" />

=== Strutturali ===

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| style="text-align:center" |⁴S^o_3/2

|}

Mentre lo [[Spettroscopia Raman|spettro rotazionale Raman]] della molecola ¹⁴N¹⁵N, di simmetria C_∞v, presenta intensità concordi con quanto ci si aspetterebbe dalla distribuzione di [[Ludwig Boltzmann|Boltzmann]], la molecola ¹⁴N₂, di simmetria D_∞h, mostra le tipiche alternanze (in questo caso I = 1 quindi J_dispari: J_pari = 1: 2) dovute alla [[statistica nucleare]] che possono essere interpretate solo alla luce del [[principio di Pauli]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=D. V.|cognome=Petrov|nome2=I. I.|cognome2=Matrosov|nome3=D. O.|cognome3=Sedinkin|data=1º gennaio 2018-01-01|titolo=Raman Spectra of Nitrogen, Carbon Dioxide, and Hydrogen in a Methane Environment|rivista=Optics and Spectroscopy|volume=124|numero=1|pp=8–12|lingua=en|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1134/S0030400X18010137|url=https://link.springer.com/article/10.1134/S0030400X18010137}}</ref>

==== Spettro UPS ====

[[File:UPS azoto mod.gif|thumbmin|Spettro UPS di N₂]]

Il primo picco che si osserva nello [[spettroscopia fotoelettronica|spettro fotoelettronico]] UPS He I, quello a {{M|15,59|ul=eV}}, porta a N₂⁺ (²Σ{{apici e pedici|b=g|p=+}}) strappando un elettrone dall'orbitale σ_g2p. Mostra una struttura vibrazionale molto modesta, vi è solo un debole picco secondario distanziato dal primo di circa 0,267&nbsp;eV, quindi la costante vibrazionale di N{{apici e pedici|b=2|p=+}}(²Σ{{apici e pedici|b=g|p=+}}) è 1906,87 N m⁻¹. È un valore inferiore a quello di N₂ ma ancora elevato, sintomo del fatto che il contributo legante dell'orbitale σ_g2p è scarso.<ref name=":31">{{Cita pubblicazione|nome=Alf|cognome=Lofthus|nome2=Paul H.|cognome2=Krupenie|data=1º gennaio 1977-01-01|titolo=The spectrum of molecular nitrogen|rivista=Journal of Physical and Chemical Reference Data|volume=6|numero=1|pp=113–307|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1063/1.555546|url=https://pubs.aip.org/aip/jpr/article-abstract/6/1/113/242180/The-spectrum-of-molecular-nitrogen?redirectedFrom=fulltext}}</ref>

Il secondo picco, che porta a N{{apici e pedici|b=2|p=+}} (²Π_u), presenta invece una struttura vibrazionale molto marcata. Si può notare che il picco più intenso della serie è quello del primo stato vibrazionale eccitato, il che significa che la distanza di legame in N{{apici e pedici|b=2|p=+}} (²Π_u) è sensibilmente superiore a quella di N₂ (¹Σ{{apici e pedici|b=g|p=+}}). L'espulsione di un elettrone π_u2p comporta quindi un importante indebolimento del legame, come si può anche dedurre dalla separazione dei livelli vibrazionali di N{{apici e pedici|b=2|p=+}} (²Π_u) che è di circa 0,224&nbsp;eV, con una costante vibrazionale che questa volta diminuisce decisamente (1351,46&nbsp;N m⁻¹).<ref name=":31" />

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=== Termodinamiche ===

[[File:P-v-Diagramm N2.jpg|thumbmin|uprightverticale=1.6|[[Diagramma p-V]] dell'azoto]]

{| class="wikitable"

| colspan=2 style="background:#BDBEB3; text-align:center"|'''Caratteristiche termodinamiche di N₂'''<ref>{{Cita web|url=https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7727379&Mask=1E9F#Thermo-Gas|titolo=NIST Chemistry WebBook, SRD 69 - Nitrogen|accesso=20 marzo 2025}}</ref>

Riga 531 ⟶ 532:

|-

| rowspan="6" |[[Pressione di vapore]] (Pa)<ref name=":16">{{Cita pubblicazione|nome=Rosa|cognome=Sierra-Amor|data=1º novembre 2001|titolo=CRC Handbook of Laboratory Safety, 5th ed. A. Keith Furr, ed. Boca Raton, FL: CRC Press LCC, 2000, 774 pp., $149.99. ISBN 0-8493-2523-4.|rivista=Clinical Chemistry|volume=47|numero=11|pp=2075–2075|accesso=19 marzo 2025|doi=10.1093/clinchem/47.11.2075a|url=https://doi.org/10.1093/clinchem/47.11.2075a}}</ref>

| -236&nbsp;°C

|1 (solido)

|-

| -232&nbsp;°C

|10 (solido)

|-

| -226,8&nbsp;°C

|100 (solido)

|-

| -220,2 &nbsp;°C

|1.000 (solido)

|-

| -221,1 &nbsp;°C

|10.000 (solido)

|-

| -159,9 &nbsp;°C

|100.000 (gassoso)

|-

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=== Stato solido ===

{{Vedi anche|Karol Olszewski}}

L'azoto [[Solidificazione|solidifca]] a -209,8&nbsp;°C.<ref name=":1" /> [[Karol Olszewski]] osservò per la prima volta l'azoto solido nel [[1884]], liquefacendo l'idrogeno con l'azoto liquido in evaporazione e permettendo poi all'idrogeno liquido di congelare l'azoto.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=R.|cognome=Benoît|data=1878|titolo=RAOUL PICTET. — Mémoire sur la liquéfaction de l'oxygène, la liquéfaction et la solidification de l'hydrogène et sur les théories des changements d'état des corps; Archives des Sciences physiques et naturelles de Genève, t. LXI, p. 160, et Comptes rendus des séances de l'Académie des Sciences, t. LXXXV, p. 1214, et t. LXXXVI, p. 106|rivista=Journal de Physique Théorique et Appliquée|volume=7|numero=1|pp=92–97|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1051/jphystap:01878007009201|url=https://doi.org/10.1051/jphystap:01878007009201}}</ref> Facendo evaporare l'azoto solido, Olszewski generò anche una temperatura estremamente bassa (48 K), che all'epoca rappresentava un record mondiale.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=R. D.|cognome=Kleeman|data=1927-04-29 aprile 1927|titolo=Properties of Substances in the Condensed State at the Absolute Zero of Temperature|rivista=Science|volume=65|numero=1687|pp=426–427|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1126/science.65.1687.426|url=https://doi.org/10.1126/science.65.1687.426}}</ref>

Sono state osservate sei fasi solide dell'azoto, denominate [[alfa (lettera)|α]], [[beta (lettera)|β]], [[gamma (lettera)|γ]], [[delta (lettera)|δ]], [[epsilon (lettera)|ε]] e [[zeta (lettera greca)|ζ]], ma a [[pressione|pressioni]] inferiori a {{M|3500|ul=bar}} esistono solo le fasi [[Alfa (lettera)|alfa]] e [[Beta (lettera)|beta]]. La temperatura di [[Transizione di fase|transizione]] tra le due fasi alla pressione di 1&nbsp;bar è {{M|36,61|ul=K}}. La fase alfa, quella che esiste alla temperatura più bassa, ha un [[reticolo cubico a facce centrate]] {{M|p=(a &#61;|5660|ul=Å}}), mentre la fase beta un [[Sistema esagonale|reticolo esagonale]] ({{Val|p=a &#61;| 4036|u=Å}} e {{Val|p=c &#61;|6630|u=Å}}). La fase gamma ha un [[reticolo tetragonale a corpo centrato]]. Le altre fasi sono stabili solo a pressioni superiori a {{M|20000|u=bar}}.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=N.|cognome=Fray|nome2=B.|cognome2=Schmitt|data=2009-12|titolo=Sublimation of ices of astrophysical interest: A bibliographic review|rivista=Planetary and Space Science|volume=57|numero=14-15|pp=2053–2080|lingua=en|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1016/j.pss.2009.09.011|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0032063309002736}}</ref>

=== Proprietà di trasporto ===

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=== Reazioni nell'atmosfera ===

==== Chemosfera ====

Nella parte alta della [[chemosfera]], tra i [[65 (numero)|65]] e i [[120 (numero)|120]] [[Chilometro|km]], l'attività chimica principale riguarda le reazioni delle [[Specie chimica|specie]] atomiche, incluso l'azoto. Gli atomi coinvolti sono quelli che si producono per [[fotolisi]] dei gas atmosferici molecolari che reagiscono tra di loro e con le altre molecole presenti. Le reazioni predominanti che avvengono tra l'azoto e l'ossigeno sono:<ref name=":17">{{Cita pubblicazione|autore=Joseph Kaplan|autore2=William J. Schade|autore3=Charle A. Barth|coautori=Alvin F. Hildebarndt, Institute of Geophysics, University of California, Los Angeles, California, and the Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California|anno=1960|mese=Settembre|titolo=ATOMIC REACTIONS IN THE UPPER ATMOSPHERE|rivista=Symposium on the Fundamental Aspects of Atomic Rearcions held at McGill University, Montreal, Que.|url=https://cdnsciencepub.com/doi/pdf/10.1139/v60-234}}</ref>

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

<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 aprile 1987|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 marzo 2025|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 + 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=1º gennaio 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 marzo 2025|doi=10.1021/jp9530010|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jp9530010}}</ref>

<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 marzo 2025|doi=10.1038/300507a0|url=https://www.nature.com/articles/300507a0}}</ref>

<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 marzo 2025|doi=10.1016/0020-7381(74)80040-9|url=https://doi.org/10.1016/0020-7381(74)80040-9}}</ref>

<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>

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<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=1º giugno 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 marzo 2025|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>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 marzo 2025|doi=10.1021/j100361a002|url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/j100361a002}}</ref>

<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 marzo 2025|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>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 agosto 1979|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 marzo 2025|doi=10.1139/v79-346|url=http://www.nrcresearchpress.com/doi/10.1139/v79-346}}</ref>

<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 luglio 1987|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 marzo 2025|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>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=1º gennaio 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 marzo 2025|doi=10.1029/ja076i001p00289|url=https://doi.org/10.1029/ja076i001p00289}}</ref>

<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=1º novembre 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 marzo 2025|doi=10.1103/PhysRevA.12.1885|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.12.1885}}</ref>

<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>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 marzo 1989|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 marzo 2025|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=1º maggio 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 marzo 2025|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>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 giugno 1988|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 marzo 2025|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>N3+ + N2 -> (N3+ * N2)</chem> ΔrH° = 19. ± 1. kJ/mol ΔrS° = 83.7 J/mol*K<ref name=":34" />

<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|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 marzo 2025|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 marzo 2025|doi=10.1021/j100019a072|url=https://doi.org/10.1021/j100019a072}}</ref>

<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=1º settembre 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 marzo 2025|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+ * 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=1º maggio 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 marzo 2025|doi=10.1063/1.454576|url=https://pubs.aip.org/jcp/article/88/9/5383/94621/Pulsed-photoelectron-spectroscopy-of-negative}}</ref>

<chem>O3- + N2 -> (O3- * N2)</chem> ΔrH° = 11.3 ± 0.84 kJ/mol ΔrS° = 77 J/mol*K 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 marzo 2025|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" />

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=== 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]].<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 giugno 2016|accesso=2025-03-22 marzo 2025}}</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=1º marzo 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 marzo 2025|doi=10.1021/ja00370a063|url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00370a063}}</ref>

=== 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=22 marzo 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=22 marzo 2025-03-22|doi=10.1002/ajoc.202300649|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ajoc.202300649}}</ref>

[[File:Frost azoto smallsize.gif|centercentro|500pxmin|verticale=2]]

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=1º ottobre 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 marzo 2025|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 marzo 2025|doi=10.1002/admi.202202147|url=https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admi.202202147}}</ref>

[[File:Nitrogen-fixing cyanobacteria.png|miniaturamin|Azotofissazione nei cianobatteri]]

=== Azotofissazione ===

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== Composti dell'azoto ==

{{vedi anche|composti dell'azoto}}

== 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|miniaturamin|Fertilizzante al nitrato d'ammonio]]

=== Fertilizzanti ===

{{Vedi anche|Fertilizzante}}

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 marzo 2025|data=1º gennaio 2021-01-01|editore=Academic Press|pp=195–229|ISBN=978-0-12-819555-0|DOIdoi=10.1016/b978-0-12-819555-0.00012-1}}</ref>

* azoto [[Ammoniaca|ammoniacaleammoniaca]]le, 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)

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* 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|miniaturamin|Applicazioni dell'azoto liquido nella ristorazione]]

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

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=== Produzione della plastica ===

Nella lavorazione delle [[materie plastiche]] si usa l'azoto per la produzione di [[polimero espanso|polimeri espansi]]<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Peter W.|cognome=Seavill|data=2024-10|titolo=Nitrogenated products from polyolefins|rivista=Nature Synthesis|volume=3|numero=10|pp=1185–1185|lingua=en|accesso=2025-03-22 marzo 2025|doi=10.1038/s44160-024-00667-6|url=https://www.nature.com/articles/s44160-024-00667-6}}</ref> e nello [[stampaggio ad iniezione assistito da gas]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Yousuf Pasha|cognome=Shaik|nome2=Jens|cognome2=Schuster|nome3=Naresh Kumar|cognome3=Naidu|data=2023-04-10 aprile 2023|titolo=High-Pressure FDM 3D Printing in Nitrogen [Inert Gas] and Improved Mechanical Performance of Printed Components|rivista=Journal of Composites Science|volume=7|numero=4|pp=153|lingua=en|accesso=2025-03-22 marzo 2025|doi=10.3390/jcs7040153|url=https://www.mdpi.com/2504-477X/7/4/153}}</ref>

=== Metallurgia ===

In numerosi processi [[metallurgia|metallurgici]] è indispensabile un'atmosfera priva di ossigeno per evitare la formazione di ossidi, l'azoto non è indicato come materiale inerte per tutti i trattamenti, poiché ad alta temperatura reagisce con alcuni metalli, in alcuni trattamenti termico-metallurgici l'interazione è voluta:

* nella [[ricottura]] (''annealing'', in inglese) di [[acciaio|acciai]], [[rame]], [[alluminio]] e altri metalli e leghe; in alcuni processi è necessaria una diluizione con argon (decisamente migliore) per mantenere l'inerzia dell'azoto<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Satyam S.|cognome=Sahay|data=1º agosto 2013-08-01|titolo=Annealing of Steel|lingua=en|accesso=2025-03-22 marzo 2025|doi=10.31399/asm.hb.v04a.a0005787|url=https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/18/chapter-abstract/277094/Annealing-of-Steel-1?redirectedFrom=fulltext}}</ref>

* bella [[sinterizzazione]] di acciaio<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Hongren|cognome=Shen|nome2=Jianpeng|cognome2=Zou|nome3=Yimin|cognome3=Li|data=5 giugno 2023-06-05|titolo=Effects of nitrogen on predominant sintering mechanism during the initial stage of high nitrogen nickel-free stainless steel powder|rivista=Journal of Alloys and Compounds|volume=945|pp=169230|accesso=2025-03-22 marzo 2025|doi=10.1016/j.jallcom.2023.169230|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0925838823005339}}</ref> e alluminio<ref>{{Cita pubblicazione|nome=G. B.|cognome=Schaffer|nome2=B. J.|cognome2=Hall|nome3=S. J.|cognome3=Bonner|data=1º gennaio 2006-01-01|titolo=The effect of the atmosphere and the role of pore filling on the sintering of aluminium|rivista=Acta Materialia|volume=54|numero=1|pp=131–138|accesso=2025-03-22 marzo 2025|doi=10.1016/j.actamat.2005.08.032|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1359645405005069}}</ref>

* come costituente delle miscele nella [[carbocementazione]] in fase gassosa degli acciai<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Xiaolan|cognome=Wang|nome2=Zbigniew|cognome2=Zurecki|nome3=Richard D.|cognome3=Sisson|data=1º luglio 2013-07-01|titolo=Development of Nitrogen-Hydrocarbon Atmospheric Carburizing and Process Control Methods|rivista=Journal of Materials Engineering and Performance|volume=22|numero=7|pp=1879–1885|lingua=en|accesso=2025-03-22 marzo 2025|doi=10.1007/s11665-012-0294-0|url=https://link.springer.com/article/10.1007/s11665-012-0294-0}}</ref>

* nella protezione durante la [[brasatura]],<ref>{{Cita pubblicazione|nome=V|cognome=Fedorov|nome2=T|cognome2=Uhlig|nome3=G|cognome3=Wagner|data=5 marzo 2019-03-05|titolo=Influence of nitrogen in brazing atmospheres on the hardness of the microstructural constituents of brazed stainless steel joints|rivista=IOP Conference Series: Materials Science and Engineering|volume=480|pp=012034|accesso=2025-03-22 marzo 2025|doi=10.1088/1757-899x/480/1/012034|url=https://doi.org/10.1088/1757-899x/480/1/012034}}</ref> il taglio e la [[saldatura]]<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Zhongtao|cognome=Zhang|nome2=Zhihong|cognome2=Liu|nome3=Jiefeng|cognome3=Wu|data=1º gennaio 2025-01-01|titolo=The influence of nitrogen in shielding gas on the 316LN austenitic stainless steel welded joints|rivista=Fusion Engineering and Design|volume=210|pp=114699|accesso=2025-03-22 marzo 2025|doi=10.1016/j.fusengdes.2024.114699|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0920379624005490}}</ref>

* nella tempra di acciai in [[forno|forni]] sottovuoto<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Dong Wook|cognome=Kim|nome2=Dong Young|cognome2=Kwon|nome3=Jee-Hyun|cognome3=Kang|data=1º marzo 2024-03-01|titolo=Strengthening of high nitrogen austenitic stainless steel by Nb addition|rivista=Materials Characterization|volume=209|pp=113776|accesso=2025-03-22 marzo 2025|doi=10.1016/j.matchar.2024.113776|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1044580324001578}}</ref>

* 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<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Marcel A.J.|cognome=Somers|nome2=Thomas L.|cognome2=Christiansen|data=2022|titolo=Nitriding of Steels|rivista=Encyclopedia of Materials: Metals and Alloys|editore=Elsevier|curatore=Francisca G. Caballero|pp=173–189|accesso=2025-03-22 marzo 2025|url=https://orbit.dtu.dk/en/publications/nitriding-of-steels}}</ref>

=== Industria alimentare ===

[[File:Parma Ham Prosciutto 02.jpg|senza_cornice|sinistra]]L'azoto è largamente impiegato, puro o in [[miscela]], nella conservazione in atmosfera protettiva di prodotti alimentari industriali.<ref name=":12">{{Cita web|url=https://cameochemicals.noaa.gov/chemical/8898|titolo=NITROGEN {{!}} CAMEO Chemicals {{!}} NOAA|sito=cameochemicals.noaa.gov|accesso=19 marzo 2025}}</ref> Miscele particolarmente ricche di azoto sono usate nella protezione di alimenti che contengono quantità significative di [[Acidi grassi monoinsaturi|grassi insaturi]]: in questi casi l'O₂ viene eliminato per evitare l'[[irrancidimento]]. Viene inoltre utilizzato come [[propellente]] nelle [[Bomboletta spray|bombolette spray]] alimentari.<ref name=":13" />

L'azoto molecolare N₂ viene di norma impiegato nell'[[imbottigliamento]] dei [[Vino|vini]], per evitare che il vino venga a contatto con ossigeno molecolare O₂ e per controllare la [[fermentazione]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Joséphine|cognome=Godillot|nome2=Isabelle|cognome2=Sanchez|nome3=Marc|cognome3=Perez|data=2022-02-22 febbraio 2022|titolo=The Timing of Nitrogen Addition Impacts Yeast Genes Expression and the Production of Aroma Compounds During Wine Fermentation|rivista=Frontiers in Microbiology|volume=13|accesso=2025-03-22 marzo 2025|doi=10.3389/fmicb.2022.829786|url=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2022.829786/full}}</ref>

=== Elettronica ===

[[File:Transistors.agr.jpg|alt=Transistor|miniaturamin|Transistor]]

Nella produzione di componenti elettronici come [[transistor]], [[diodo|diodi]] e [[circuito integrato|circuiti integrati]] si usa l'azoto sia come gas vettore dei gas di processo, sia per la creazione di atmosfere inerti durante i trattamenti termici. Il [[grafene]] drogato con azoto ha un'eccezionale [[conduttività elettrica]] ed è un materiale altamente [[Rigidezza|flessibile]], qualità che lo rendono il materiale ideale per i [[Elettronica|dispositivi elettronici]] flessibili e indossabili del futuro.<ref name=":39">{{Cita libro|titolo=Nitrogen: From Discovery to Modern Energy Applications.|url=https://www.google.it/books/edition/Nitrogen/3OcfEQAAQBAJ?hl=it&gbpv=0|anno=2024|editore=SolveForce|città=Sudafrica}}</ref>

I [[transistor a effetto di campo]] realizzati con [[nanomateriali]] al carbonio drogato con azoto mostrano un'elevata [[mobilità elettrica]] ed elevate capacità di variazione della [[velocità]]; vengono utilizzati nei [[Conduttore elettrico|conduttori]] [[Trasparenza e traslucenza|trasparenti]] dei [[Monitor (computer)|monitor]] e dei [[touch screen]]. Al contempo i materiali nanocompositi potenziati all'azoto sono allo studio per essere applicati nell'[[elettronica stampata]] e nei [[transistor a film sottile]].<ref name=":39" />

[[File:Solar cell.png|alt=Cella fotovoltaica|sinistra|miniaturamin|Cella fotovoltaica]]

=== Fotonica ===

Nella [[fotonica]] i nanomateriali drogati con l'azoto si dimostrano efficaci nell'aumentare l'assorbimento luminoso e le emissioni luminose dei materiali utilizzati nelle [[Pannello fotovoltaico|celle fotovoltaiche]], nei [[LED]] e nei [[laser]]. I punti quantici drogati con l'azoto hanno un'elevata fotoluminescenza e trovano applicazione nei monitor, nei [[Biosensore|biosensori]] e nelle [[Diagnostica per immagini|tecnologie di imaging]] biomedico.<ref name=":39" />

=== '''Condizionamento''' ===

L'azoto viene utilizzato negli [[Refrigerazione|impianti frigoriferi]] e [[Condizionatore d'aria|condizionatori]] per la prova di tenuta di tubazioni e saldature sotto pressione, prima di effettuare la carica di [[gas refrigerante]] con il quale funzioneranno gli impianti. Durante le operazioni di riparazione viene inoltre utilizzato per pulire la parte interna dei tubi dalle impurità e i residui che si vengono a creare durante le saldature sul rame.<ref>{{Cita web|url=https://aircondlounge.com/why-nitrogen-is-preferred-to-use-for-flush-leak-test-ac/|titolo=Why Nitrogen is Preferred to Use for Flush & Leak Test AC?|autore=Yu Chang Zhen|sito=aircondlounge|data=19 luglio 2021|lingua=en|accesso=15 marzo 2022}}</ref>

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=== Medicina e industria farmaceutica ===

[[File:CryoTherapy chamberr.jpg|miniaturamin|Camera crioterapica]]

Le applicazioni dell'azoto nell'industria farmaceutica sono molteplici e varie, ad esempio viene usato:<ref>{{Cita libro|autore=Fabris, L.|autore2=Rigamonti, A.|titolo=La fabbricazione industriale dei medicinali.|url=https://www.google.it/books/edition/La_fabbricazione_industriale_dei_medicin/q-INEAAAQBAJ?hl=it&gbpv=0|anno=2019|editore=Società Editrice Esculapio|città=Italia}}</ref>

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* come gas di protezione delle [[Confezionamento sottovuoto|confezioni]] di materiali ossidabili

* per [[Centrifuga (tecnologie chimiche)|centrifugare]] in presenza di [[Solvente|solventi]]

* nelle fasi di [[essicamentoessiccamento]]

In ambito medico l'azoto viene utilizzato nel processo di impiantazione ionica di metalli (es. nichel e molibdeno) nelle leghe di alluminio utilizzate nelle protesi.<ref>Manuale di Trattamenti e Finiture. Italia: Tecniche Nuove, 2003.</ref>

=== Altre applicazioni dell'azoto molecolare ===

[[File:Oil platform P-51 (Brazil).jpg|alt=Piattaforma petrolifera|sinistra|miniaturamin|Piattaforma petrolifera]]

Viene anche usato per:

* gonfiare gli [[pneumatico|pneumatici]] delle [[Automobile|automobili]] e degli [[Aeroplano|aerei]],<ref name=":12" />

* spurgare l'interno di [[Binocolo|binocoli]], [[Impianto di raffreddamento|impianti di raffreddamento]] e [[Condizionatore d'aria|condizionamento]]<ref name=":12" />

* insieme al monossido d'azoto, è utilizzato come [[gas medicinale]]<ref>{{Cita pubblicazione|data=20-2-2017|titolo=FARMACOPEA EUROPEA|rivista=GAZZETTA UFFICIALE - Serie generale - n. 42 - Supplemento ordinario n. 11|accesso=22 marzo 2025}}</ref>

* [[flussaggio]] dei [[Serbatoio|serbatoi]]<ref>{{Cita libro|autore=Marigo, Marzio|titolo=Rischio atmosfere esplosive Atex.|url=https://www.google.it/books/edition/Rischio_atmosfere_esplosive_Atex/M_pMEAAAQBAJ?hl=it&gbpv=0|anno=2021|editore=Wolters Kluwer Italia|città=Italia}}</ref>

* nell'[[Estrazione (chimica)|estrazione]] di [[petrolio]]<ref>{{Cita libro|nome=Mohammed Ismail|cognome=Iqbal|titolo=Coil tubing unit for oil production and remedial measures|url=https://doi.org/10.1201/9781003337614|accesso=2025-03-22 marzo 2025|data=1º settembre 2022-09-01|editore=River Publishers|ISBN=978-1-003-33761-4}}</ref> e [[gas naturale]]<ref>Lyons, William C., et al. Standard Handbook of Petroleum and Natural Gas Engineering. Paesi Bassi, Elsevier Science, 2011.</ref>

* nel [[Lista di tipi di laser|laser ad azoto]]<ref>{{Cita web|url=http://goldbook.iupac.org/N04160.html|titolo=IUPAC Gold Book, "nitrogen laser"|lingua=en}}</ref>

* in laboratorio per alcune determinazioni [[Chimica analitica|analitiche]] (es. [[determinazione della vitamina A]])<ref>Gazzetta ufficiale della Repubblica italiana. Parte prima, serie generale. Italia: Istituto poligrafico e zecca dello Stato, 2000.</ref>

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=== Applicazioni degli isotopi dell'azoto ===

[[File:PET-MIPS-anim.gif|alt=PET|miniaturamin|PET]]

Gli isotopi dell'azoto vengono principalmente utilizzati nei campi degli studi ambientali e [[Paleoambiente|paleoambientali]], della [[diagenesi]] dei sedimenti, della formazione ed evoluzione del suolo, negli studi [[Archeologia|archeologici]] e sulla [[dieta paleolitica]].<ref>{{Cita libro|nome=Pierre|cognome=Cartigny|nome2=Vincent|cognome2=Busigny|titolo=Nitrogen Isotopes|url=https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007/978-3-319-39312-4_197|accesso=20 marzo 2025|data=2018|editore=Springer International Publishing|lingua=en|pp=991–1003|ISBN=978-3-319-39312-4|doi=10.1007/978-3-319-39312-4_197}}</ref>

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== Normativa ==

* [https://eur-lex.europa.eu/legal-content/IT/TXT/?uri=CELEX%3A32024R1290&qid=1742656674314 Regolamento delegato (UE) 2024/1290 della Commissione, del 29 febbraio 2024, che modifica il regolamento (UE) n. 528/2012 del Parlamento europeo e del Consiglio al fine di iscrivere l’azoto generato dall’aria ambiente come principio attivo nell’allegato I del regolamento]

* [https://eur-lex.europa.eu/legal-content/it/TXT/?uri=CELEX%3A32008R1272 Regolamento (CE) n. 1272/2008 del Parlamento europeo e del Consiglio, del 16 dicembre 2008 , relativo alla classificazione, all'etichettatura e all'imballaggio delle sostanze e delle miscele che modifica e abroga le direttive 67/548/CEE e 1999/45/CE e che reca modifica al regolamento (CE) n. 1907/2006]

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* {{cita libro | nome= Francesco | cognome= Borgese | titolo= Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico | editore= CISU | città= Roma | anno= 1993 | isbn= 88-7975-077-1 | url= http://books.google.it/books?id=9uNyAAAACAAJ}}

* {{cita libro | autore= R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto | titolo= Tavola periodica e proprietà degli elementi | editore= Edizioni V. Morelli | città= Firenze | anno= 1998 | cid= Tavola periodica e proprietà degli elementi | url= http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html | urlmorto= sì | urlarchivio= https://web.archive.org/web/20101022060832/http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html }}

* F. A. Cotton G. Wilkinson, ''Chimica Inorganica'', Milano, Casa Editrice Ambrosiana, 3ª Edizione, 1984

* N. N. Greenwood A. Earnshaw, ''Chemistry of the Elements'', Butterworth Heinemann, 2ª Edizione, 1997.

* D. F. Shriver P. W. Atkins, ''Inorganic Chemistry'', Oxford University Press, 3ª Edizione, 1999

* L.Lamberto Malatesta, ''Compendio di Chimicachimica Inorganicainorganica'', Milano, Casa Editrice Ambrosiana, 4ª Edizione, 1999, ISBN 978-8840810072.

* L.Lamberto Berti, M.Mariano Calatozzolo R.e Rocco di Bartolo, ''L'industria dell'azoto'', Firenze, Casa Editrice G.D'Anna, 1994.

* A.Aaron J. Ihde, ''The Development of Modern Chemistry'', Garden City, Dover Publications, 2ª Edizione, 1984.

* C. E. Wayne R. P. Wayne, ''Photochemistry'', Oxford Chemistry Primers, 1999.

* [[P. W. Atkins]], ''Physical Chemistry'', [[Oxford University Press]], 6ª Edizione, 1998.

== Voci correlate ==