Azoto: differenze tra le versioni

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== 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=2025-03-19}}</ref><ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://go.drugbank.com/drugs/DB09152|titolo=Nitrogen|sito=go.drugbank.com|accesso=2025-03-19}}</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=1922-02-01|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=2025-03-19|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=2007-03-20|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=2025-03-19|doi=10.1021/ja0769144|url=https://doi.org/10.1021/ja0769144}}</ref> e solubile in [[ammoniaca]].<ref name=":14" />

=== Strutturali ===

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== Proprietà chimiche ==

L'N₂ è la [[Acido coniugato|base coniugata]] del [[diazinio]]<ref name=":13" /> e si comporta come accettore di [[Legame a idrogeno|legami a idrogeno]].<ref name=":11" />

L'N₂ è la [[Acido coniugato|base coniugata]] del [[diazinio]]<ref name=":13" /> e il suo [[Coefficiente di ripartizione (chimica)|coefficiente di ripartizione]] [[1-ottanolo|ottanolo]]-[[acqua]] è pari a 0,1. L'azoto si comporta come accettore di [[Legame a idrogeno|legami a idrogeno]].<ref name=":11" /> La [[solubilità]] dell'azoto molecolare 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=1922-02-01|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=2025-03-19|doi=10.1021/ie50146a022|url=https://doi.org/10.1021/ie50146a022}}</ref> inoltre risulta: insolubile in [[etanolo]],<ref name=":16" /> lievemente solubile in [[Alcoli|alcol]]<ref>{{Cita pubblicazione|data=2007-03-20|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=2025-03-19|doi=10.1021/ja0769144|url=https://doi.org/10.1021/ja0769144}}</ref> e solubile in [[ammoniaca]].<ref name=":14" />

=== Reattività di N₂ ===

Presenta un'eccezionale [[Inerzia|inerzia chimica]], dovuta principalmente all'elevata [[energia di legame]], alla scarsa [[polarizzabilità]] e all'assenza di [[Dipolo elettrico|momento dipolare]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Núbia Maria|cognome=Nunes Rodrigues|nome2=Rodrigo A.|cognome2=Lemos Silva|nome3=Daniel F.|cognome3=Scalabrini Machado|titolo=Car-Parrinello Molecular Dynamics Elucidate Atomic Nitrogen Reactivity Under Nanoflask (C70) Confinement Conditions|rivista=ChemPhysChem|volume=n/a|numero=n/a|pp=e202400755|lingua=en|accesso=2025-03-20|doi=10.1002/cphc.202400755|url=https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cphc.202400755}}</ref> L'azoto è un tipico [[non metallo]] ed è uno dei pochi elementi per cui la [[regola dell'ottetto]] è valida con poche eccezioni. La sua chimica è quasi esclusivamente [[legame covalente|covalente]], l'[[anione]] N³⁻ è fortemente polarizzabile e può essere individuato come tale solo nei [[nitruri]] dei [[metalli alcalini]] e [[metalli alcalino terrosi|alcalino terrosi]].

Presenta un'eccezionale inerzia chimica, dovuta principalmente all'elevata energia di legame, alla scarsa polarizzabilità e all'assenza di momento dipolare.

==== Reazioni nell'atmosfera ====

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<math>[NO2\cdot] = -k8[NO][O][M] + k9[MO2][O]</math>

===== TroposferaFulmini =====

I [[Fulmine|fulmini]] facilitano la reazione tra l'azoto e l'ossigeno molecolare con formazione di [[Monossido di azoto|monossido d'azoto]] secondo la reazione:<ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Chemistry_of_the_Main_Group_Elements_(Barron)/08:_Group_15_-_The_Pnictogens/8.02:_Reaction_Chemistry_of_Nitrogen|titolo=8.2: Reaction Chemistry of Nitrogen|sito=Chemistry LibreTexts|data=2020-04-17|accesso=2025-03-20}}</ref>

Nella [[troposfera]] gli ossidi di azoto catalizzano la formazione di [[ozono]] O₃ secondo il seguente ciclo:<ref name=":18">{{Cita libro|autore=Colin Baird|traduttore=Eudes Lanciotti, Massimo Stefani|titolo=Chimica ambientale|titolooriginale=Environmental chemistry|dataoriginale=1995|anno=2001|editore=Zanichelli|città=Bologna|ISBN=88-08-08890-1}}</ref>

:NO₂(g) + ''hν''([[Lunghezza d'onda|λ]]&nbsp;<&nbsp;{{M|400|ul=nm}}) → O(g) + NO(g)

:O(g) + O₂(g) + M(g) → O₃(g) + M^*(g)

:2 NO(g) + O₂(g) → 2 NO₂(g)

<chem>N2 + O2 -> 2NO</chem>

===== Stratosfera =====

{{Vedi anche|Ozono|Buco nell'ozono}}

Nella [[stratosfera]] gli ossidi di azoto possono distruggere lo [[Ozonosfera|strato di ozono]] necessario per l'assorbimento della [[Radiazione ultravioletta|radiazione UV]] di alta frequenza:

:NO(g) + O₃(g) → NO₂(g) + O₂(g)

:NO₂(g) + O(g) → NO(g) + O₂(g)

L'apparente comportamento contraddittorio è determinato dal fatto che la concentrazione di [[ozono]] e ossigeno atomico nella stratosfera è molto superiore rispetto alla [[troposfera]].<ref name=":18" />

==== Reazioni a temperatura ambiente ====

Le uniche reazioni note di dell'N₂ a [[temperatura ambiente]] sono le seguenti.:

* l'''ossidazione del litio metallico'', una reazione molto lenta<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Suzanne Z.|cognome=Andersen|nome2=Viktor|cognome2=Čolić|nome3=Sungeun|cognome3=Yang|data=2019-05-22|titolo=A rigorous electrochemical ammonia synthesis protocol with quantitative isotope measurements|rivista=Nature|volume=570|numero=7762|pp=504–508|accesso=2025-03-20|doi=10.1038/s41586-019-1260-x|url=https://doi.org/10.1038/s41586-019-1260-x}}</ref>

<chem>N2(g) + 6Li(s) -> 2 Li3N (s)</chem>

;L'ossidazione del litio metallico

:N₂(g) + 6 Li(s) → 2 Li₃N(s)

:Si tratta però di una reazione lenta.

* la ''formazione di complessi con alcuni metalli di transizione''<ref>{{Cita libro|titolo=Transition metal-dinitrogen complexes: preparation and reactivity|accesso=2025-03-20|data=2019|editore=Wiley-VCH Verlag GmbH & Co|ISBN=978-3-527-34425-3}}</ref>

;La coordinazione di alcuni complessi metallici:

:[Ru(NH₃)₅(H₂O)]²⁺(aq) + N₂(g) → [Ru(NH₃)₅(N₂)]²⁺(aq) + H₂O

:WCl₄(PMe₂Ph)₂ + 2 N₂(g) + 2 PMe₂Ph + 4 Na(Hg) → W(PMe₂Ph)₄(N₂)₂ + 4 <nowiki>NaCl</nowiki>

:<nowiki>MoCl</nowiki>₅ + 4 PR₃ + 2 N₂(g) + 5 Na(Hg) → ''trans''-Mo(N₂)₂(PR₃)₄ + 5 <nowiki>NaCl</nowiki>

:Nel primo caso la molecola di azoto non viene particolarmente influenzata dalla coordinazione, mentre nei complessi con gli [[Elementi del gruppo 6|elementi del 6º gruppo]] viene attivata nei confronti di forti elettrofili e forti nucleofili.

;Fissazione biologica:

==== Reazioni a temperature elevate ====

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

Questa reazione è responsabile ogni anno della conversione di circa 30 milioni di tonnellate di azoto in monossido di azoto e biossido di azoto; 20 milioni di tonnellate sono prodotte nelle combustioni, soprattutto nei [[Motore ad accensione comandata|motori a scoppio]] delle [[Automobile|automobili]], mentre circa 10 milioni di tonnellate a causa dei [[fulmine|fulmini]].<br />

Questo fenomeno influisce notevolmente sulla [[chimica]] dell'[[Atmosfera terrestre|atmosfera]].

===== Piogge acide =====

{{vedi anche|Pioggia acida}}

Gli ossidi di azoto sono inoltre tra i maggiori responsabili dell'elevata [[Pioggia acida|acidità delle piogge]] in alcune aree particolarmente sottoposte a [[inquinamento]] atmosferico, poiché il biossido di azoto reagisce con l'acqua formando [[acido nitrico]]:

:3 NO₂(g) + H₂O(g) → 2 HNO₃(g) + NO(g)

Piogge troppo acide, oltre a rovinare i [[Monumento|monumenti]] costruiti con rocce calcaree, possono creare non pochi problemi alle [[piante]] aumentando l'acidità dei terreni e di conseguenza la solubilità di alcuni ioni metallici, per esempio Al³⁺, che se assimilati indeboliscono la pianta compromettendone la crescita e in alcuni casi la sopravvivenza.

=== Considerazioni generali sulla chimica dell'azoto ===

L'azoto è un tipico [[non metallo]]. È uno dei pochi elementi per cui la [[regola dell'ottetto]] è valida con poche eccezioni.

La sua chimica è quasi esclusivamente [[legame covalente|covalente]], l'[[anione]] N³⁻ è fortemente polarizzabile e può essere individuato come tale solo nei [[nitruri]] dei [[metalli alcalini]] e [[metalli alcalino terrosi|alcalino terrosi]].

==== Stereochimica ====