Azoto: differenze tra le versioni

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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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== Allotropi ==
L'unico [[allotropia (chimica)|allotropo]] rilevato in natura è la [[molecola]] diatomica o biatomica N<sub>2</sub>. Gli allotropi dell'azoto (N<sub>n</sub>) 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 N<sub>2</sub> 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]] (N<sub>4</sub>) 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 N<sub>6</sub> 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 ==
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| style="text-align:center" |<sup>4</sup>S<sup>o</sup><sub>3/2</sub>
|}
Mentre lo [[Spettroscopia Raman|spettro rotazionale Raman]] della molecola <sup>14</sup>N<sup>15</sup>N, di simmetria C<sub>∞v</sub>, presenta intensità concordi con quanto ci si aspetterebbe dalla distribuzione di [[Ludwig Boltzmann|Boltzmann]], la molecola <sup>14</sup>N<sub>2</sub>, di simmetria D<sub>∞h</sub>, mostra le tipiche alternanze (in questo caso I = 1 quindi J<sub>dispari</sub>: J<sub>pari</sub> = 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|thumb|Spettro UPS di N<sub>2</sub>]]
 
Il primo picco che si osserva nello [[spettroscopia fotoelettronica|spettro fotoelettronico]] UPS He I, quello a {{M|15,59|ul=eV}}, porta a N<sub>2</sub><sup>+</sup> (<sup>2</sup>Σ{{apici e pedici|b=g|p=+}}) strappando un elettrone dall'orbitale σ<sub>g</sub>2p. 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=+}}(<sup>2</sup>Σ{{apici e pedici|b=g|p=+}}) è 1906,87 N m<sup>−1</sup>. È un valore inferiore a quello di N<sub>2</sub> ma ancora elevato, sintomo del fatto che il contributo legante dell'orbitale σ<sub>g</sub>2p 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=+}} (<sup>2</sup>Π<sub>u</sub>), 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=+}} (<sup>2</sup>Π<sub>u</sub>) è sensibilmente superiore a quella di N<sub>2</sub> (<sup>1</sup>Σ{{apici e pedici|b=g|p=+}}). L'espulsione di un elettrone π<sub>u</sub>2p 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=+}} (<sup>2</sup>Π<sub>u</sub>) che è di circa 0,224&nbsp;eV, con una costante vibrazionale che questa volta diminuisce decisamente (1351,46&nbsp;N m<sup>−1</sup>).<ref name=":31" />
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=== Stato solido ===
{{Vedi anche|Karol Olszewski}}
L'azoto [[Solidificazione|solidifca]] a -209,8°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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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=CO<sub>2</sub>and O<sub>2</sub>clustering 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|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 CO<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>O, <nowiki>NaCl</nowiki> e appunto N<sub>2</sub>. Questa caratteristica dell'azoto è l'aspetto più evidente del diagramma. È però necessario osservare che la formazione di N<sub>2</sub> è [[Cinematica|cineticamente]] sfavorita, e quasi sempre la riduzione di nitrati e nitriti si ferma a NO<sub>2</sub> 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|miniatura|Azotofissazione nei cianobatteri]]
 
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=== 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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=== 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'O<sub>2</sub> viene eliminato per evitare l'[[irrancidimento]]. Viene inoltre utilizzato come [[propellente]] nelle [[Bomboletta spray|bombolette spray]] alimentari.<ref name=":13" />
 
L'azoto molecolare N<sub>2</sub> viene di norma impiegato nell'[[imbottigliamento]] dei [[Vino|vini]], per evitare che il vino venga a contatto con ossigeno molecolare O<sub>2</sub> 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 ===
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* 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>