Azoto: differenze tra le versioni

Versione delle 11:06, 21 mar 2025

Versione delle 16:13, 21 mar 2025

Riga 67:

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

L'azoto, sottoforma 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=2025-03-21 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>

Riga 73:

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" />

Nel [[1958]] l'isotopo ¹⁵N arricchito è stato utilizzato per dimostrare la [[Replicazione del DNA|replicazione semiconservativa del DNA]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Matthew|cognome=Meselson|nome2=Franklin W.|cognome2=Stahl|data=1958-07-15 luglio 1958|titolo=The replication of DNA in

<i>''Escherichia coli</i>''|rivista=Proceedings of the National Academy of Sciences|volume=44|numero=7|pp=671–682|accesso=2025-03-20 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 ''stickstoff''.<ref>{{Cita libro|titolo=Tedesco-italiano, italiano-tedesco|collana=I Dizionari Sansoni|data=1989|editore=Sansoni|ISBN=978-88-383-0930-4}}</ref>

Riga 118:

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|sito=www.wikidata.org|accesso=19 marzo 2025-03-19}}</ref>

=== Disponibilità ===

{{Vedi anche|Ciclo dell'azoto}}

[[File:Soil fertility - nitrogen fixation by root nodules on Wistaria roots, with hazelnut to show size.JPG|alt=Azotofissatori|destra|senza_cornice]]

Prima delle [[Antropizzazione|attività]] [[Antropizzazione|antropiche]], l'azoto disponibile per gli organismi derivava principalmente dall'[[azotofissazione]] e dai [[Fulmine|fulmini]].<ref>{{Cita libro|nome=William H.|cognome=Schlesinger|titolo=The Global Cycles of Nitrogen and Phosphorus|url=https://doi.org/10.1016/b978-0-12-625157-9.50017-4|accesso=2025-03-20 marzo 2025|data=1991|editore=Elsevier|pp=322–335|ISBN=978-0-12-625157-9}}</ref><ref name=":18">{{Cita pubblicazione|nome=S.|cognome=Cornell|nome2=A.|cognome2=Randell|nome3=T.|cognome3=Jickells|data=1995-07|titolo=Atmospheric inputs of dissolved organic nitrogen to the oceans|rivista=Nature|volume=376|numero=6537|pp=243–246|accesso=2025-03-20 marzo 2025|doi=10.1038/376243a0|url=https://doi.org/10.1038/376243a0}}</ref> Tuttavia la disponibilità è cambiata drasticamente a causa delle attività umane.<ref name=":18" /><ref name=":19">{{Cita pubblicazione|nome=Peter M.|cognome=Vitousek|data=1994-10|titolo=Beyond Global Warming: Ecology and Global Change|rivista=Ecology|volume=75|numero=7|pp=1861–1876|accesso=2025-03-20 marzo 2025|doi=10.2307/1941591|url=https://doi.org/10.2307/1941591}}</ref> Infatti, più azoto viene fissato [[Anno|annualmente]] a causa dell'impatto dell'uomo rispetto a quello fissato attraverso i processi naturali.<ref name=":19" />

I più importanti sono la fissazione [[Industria|industrialeindustria]]le e [[Agricoltura|agricola]] dell'azoto e la fissazione dell'azoto attraverso la [[combustione]] di [[Combustibile fossile|combustibili fossili]]. Inoltre, la combustione della [[biomassa]] e la conversione/[[Diboscamento|disboscamento]] dei suoli accelerano la mobilizzazione dell'azoto.<ref name=":19" /><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Peter M.|cognome=Vitousek|nome2=John D.|cognome2=Aber|nome3=Robert W.|cognome3=Howarth|data=1997-08|titolo=Technical Report: Human Alteration of the Global Nitrogen Cycle: Sources and Consequences|rivista=Ecological Applications|volume=7|numero=3|pp=737|accesso=2025-03-20 marzo 2025|doi=10.2307/2269431|url=https://doi.org/10.2307/2269431}}</ref>

Sebbene la maggior parte dell'azoto non atmosferico sia accumulata in [[Roccia|rocce]], [[Sedimento|sedimenti]] e depositi organici, la sua disponibilità è severamente limitata.<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=2025-03-20 marzo 2025|doi=10.1017/s0014479797213128|url=https://doi.org/10.1017/s0014479797213128}}</ref><ref name=":20">{{Cita pubblicazione|nome=H. G.|cognome=Miller|nome2=B.|cognome2=Bolin|nome3=R. B.|cognome3=Cook|data=1985-04|titolo=The Major Biogeochemical Cycles and Their Interactions.|rivista=The Journal of Applied Ecology|volume=22|numero=1|pp=289|accesso=2025-03-20 marzo 2025|doi=10.2307/2403348|url=https://doi.org/10.2307/2403348}}</ref> Questa carenza complessiva, non solo dalla litosfera, rende l'azoto uno dei nutrienti più importanti e limitanti.<ref name=":20" />

== Chimica nucleare ==

Riga 269:

|n.m.

|}

Sono noti due [[isotopo|isotopi]] stabili - ¹⁴N (99,63%) e ¹⁵N (0,37%)<ref name=":9">{{Cita libro|nome=Nathaniel E.|cognome=Ostrom|nome2=Peggy H.|cognome2=Ostrom|titolo=Nitrogen nitrogenisotopesisotopes|url=https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007/1-4020-4496-8_215|accesso=18 marzo 2025|data=1998|editore=Springer Netherlands|lingua=en|pp=431–434|ISBN=978-1-4020-4496-0|doi=10.1007/1-4020-4496-8_215}}</ref> - e numerosi [[Radionuclide|radionuclidi]] con [[Emivita (fisica)|tempo di dimezzamento]] brevissimo.<ref>{{Cita web|url=https://physics.nist.gov/cgi-bin/Compositions/stand_alone.pl?ele=7&isotype=all|titolo=Atomic Weights and Isotopic Compositions for Nitrogen|sito=physics.nist.gov|accesso=18 marzo 2025}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://www.nndc.bnl.gov//walletcards/search.html|titolo=Nuclear Wallet Cards Search|accesso=18 marzo 2025}}</ref> Il più comune degli isotopi stabili dell'azoto è il ¹⁴N, nell'atmosfera infatti il rapporto ¹⁵N:¹⁴N è pari a 0,3663 e di cui lo 0,73% è dato dall'[[Isotopomeri|isotopomero]] ¹⁴N¹⁵N, mentre il resto è ¹⁴N₂.<ref name=":9" /> Questi due isotopi stabili partecipano a diversi processi chimici che vanno dai meccanismi di reazione enzimatica al [[ciclo biogeochimico]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Marion H.|cognome=O'Leary|data=1981-01|titolo=Carbon isotope fractionation in plants|rivista=Phytochemistry|volume=20|numero=4|pp=553–567|accesso=2025-03-20 marzo 2025|doi=10.1016/0031-9422(81)85134-5|url=https://doi.org/10.1016/0031-9422(81)85134-5}}</ref><ref>{{Cita libro|nome=D.M.|cognome=Sigman|nome2=F.|cognome2=Fripiat|titolo=Nitrogen Isotopes in the Ocean|url=https://doi.org/10.1016/b978-0-12-409548-9.11605-7|accesso=2025-03-20 marzo 2025|data=2019|editore=Elsevier|pp=263–278|ISBN=978-0-12-813082-7}}</ref> Le differenze nel rapporto tra i due isotopi di azoto nei vari composti sono principalmente una conseguenza della tendenza dell'isotopo leggero dell'azoto a reagire a una velocità maggiore rispetto all'isotopo pesante.<ref name=":9" /> Quattordici isotopi radioattivi sono stati identificati, ma hanno tempi di decadimento troppo brevi per essere utili in [[geochimica]]. Le variazioni degli isotopi stabili dell'azoto terrestre hanno origine da effetti [[Vibrazione|vibrazionali]] e sono quindi piuttosto limitate.<ref name=":25">{{Cita pubblicazione|nome=Yan-Kun|cognome=Xiang|nome2=Xu|cognome2=Dao|nome3=Meng|cognome3=Gao|data=2022-01-15 gennaio 2022|titolo=Nitrogen isotope characteristics and source apportionment of atmospheric ammonium in urban cities during a haze event in Northern China Plain|rivista=Atmospheric Environment|volume=269|pp=118800|accesso=2025-03-20 marzo 2025|doi=10.1016/j.atmosenv.2021.118800|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1352231021006221}}</ref>

=== 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|sito=www.osti.gov|accesso=21 marzo 2025-03-21}}</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=2025-03-21 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 2020-12-08|accesso=2025-03-21 marzo 2025}}</ref>

:¹⁴N + n → ¹⁴C + p ΔE = {{M|−1,14|ul=MeV}}

Se i neutroni hanno energia molto elevata la reazione può decorrere in modo differente dando luogo a [[trizio]]:<ref>{{Cita pubblicazione|autore=U.S. Department of Energy’|anno=1999|titolo=ATTACHMENT A - PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF TRITIUM|rivista=DOE|lingua=en|url=https://www.nrc.gov/docs/ML2034/ML20343A210.pdf}}</ref>

:¹⁴N + n → ¹²C + ³H ΔE = 4,015 MeV

Impiegando [[neutrone|neutroni]] termici e quindi di minor energia rispetto a quelli dei raggi cosmici si ha invece:<ref>{{Cita pubblicazione|nome=S. M.|cognome=Naudé|data=1º dicembre 1929-12-01|titolo=An Isotope of Nitrogen, Mass 15|rivista=Physical Review|volume=34|numero=11|pp=1498–1499|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1103/PhysRev.34.1498|url=https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.34.1498}}</ref>

:¹⁴N + n → ¹⁵N* → ¹⁵N + γ ΔE = −10,83 MeV

I [[Raggi gamma|raggi γ]] emessi hanno una frequenza caratteristica (intorno a ΔE/h) e, poiché la maggioranza degli esplosivi di largo impiego contiene quantità importanti di azoto ([[Trinitrotoluene|tritolo]] 18,5%, [[nitroglicerina]] 18,5%, [[Ciclotrimetilentrinitroammina|ciclonite]] o T4 37,8%, [[Tetranitrato di pentaeritrite|PETN]] 17,7%, [[tetryl]] 24,4%), questo fatto permette di sfruttare tale reazione nei rilevatori di esplosivi negli [[Aeroporto|aeroporti]].<ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://www.militaryaerospace.com/communications/article/16705950/airport-security-sensors-capitalize-on-new-technologies|titolo=Airport security sensors capitalize on new technologies|sito=Military Aerospace|data=1º luglio 1999-07-01|accesso=2025-03-21 marzo 2025}}</ref>

=== Separazione isotopica ===

L'arricchimento isotopico di ¹⁵N viene solitamente eseguito per scambio chimico, anche se sono stati messi a punto promettenti metodi cromatografici che sfruttano [[polimero|polimeri]] [[Criptando|criptanti]]. Il sistema più efficiente e dunque più usato si basa sul seguente equilibrio [[Sistema bifase (termodinamica)|bifasico]]:<ref>{{Cita pubblicazione|nome=C. Y.|cognome=Aguilera|nome2=Consuegra ,S. R.|nome3=Abreú ,D. A.|data=2002-01-11 gennaio 2002|titolo=Separation of Stable Nitrogen Isotopes by Ion Exchange Chromatography|rivista=Solvent Extraction and Ion Exchange|volume=20|numero=6|pp=777–791|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1081/SEI-120016079|url=https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1081/SEI-120016079}}</ref>

¹⁵NO(g) + ¹⁴NO{{apici e pedici|b=3|p=−}}(aq) ⇄ ¹⁴NO(g) + ¹⁵NO{{apici e pedici|b=3|p=−}}(aq) ([[Costante di equilibrio|K]] = 1,055)

Riga 294:

¹⁵NO(g) + ¹⁴NO₂(g) ⇄ ¹⁴NO(g) + ¹⁵NO₂(g)

La [[distillazione frazionata]] di NO è un altro buon metodo per l'arricchimento dell'[[isotopo]] ¹⁵N. Il prodotto finale conterrà anche una significativa concentrazione dell'[[Isotopologhi|isotopologo]] ¹⁵N¹⁸O, fonte utile del più pesante isotopo stabile dell'ossigeno.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Juergen|cognome=Voit|data=2000-09-28 settembre 2000|titolo=Fractionated distillation of air to oxygen and nitrogen uses little energy and facilitates the production of oxygen of any purity level|numero=DE19954593A1|lingua=en|accesso=2025-03-21 marzo 2025|url=https://patents.google.com/patent/DE19954593A1/en}}</ref>

=== Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare ===

Entrambi gli isotopi stabili dell'azoto (¹⁴N e ¹⁵N) hanno [[spin]] nucleare e possono dunque essere sfruttati nelle tecniche di [[spettroscopia di risonanza magnetica nucleare|spettroscopia NMR]]. La sensibilità con cui può essere rivelato ¹⁴N è di circa un millesimo rispetto a quella di ¹H, ma superiore di circa 5 volte rispetto a quella di ¹³C. Per ¹⁵N è notevolmente inferiore sia a ¹H che a ¹³C.<ref name=":26">{{Cita pubblicazione|data=1º dicembre 2005-12-01|titolo=Encyclopedia of Analytical Science (2nd edition)|rivista=Reference Reviews|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1108/09504120510632723|url=https://doi.org/10.1108/09504120510632723}}</ref>

La spettroscopia NMR del ¹⁴N soffre del fatto che ¹⁴N è un nucleo [[Sviluppo in multipoli|quadrupolare]] (I=1). Nonostante il [[momento quadrupolare]] relativamente piccolo (Q=0.0017×10⁻²⁸ m²), i segnali NMR del ¹⁴N sono comunemente larghi (w1/2 variano da decine a migliaia di [[Hertz|Hz]]), eccetto in ambienti altamente [[Simmetria (fisica)|simmetrici]] (es. NR₄⁺, NO₃⁻, ecc.) e in alcuni casi particolari (es. [[isocianati]] R-NC) in cui i segnali sono ragionevolmente stretti.<ref name=":26" />

Gli studi NMR dei nuclidi di azoto hanno ormai acquisito notevole importanza e versatilità: l'impiego spazia dall'[[Investigazione|indagine]] strutturale a quella sui meccanismi di reazione, dal riconoscimento di nuove specie allo studio della natura dei legami di specie contenenti azoto.<ref>{{Cita libro|nome=Diksha|cognome=Sharma|nome2=V. P.|cognome2=Singh|nome3=Rajesh Kumar|cognome3=Singh|titolo=4 - Isolation and characterization of bioactive compounds from natural resources: Metabolomics and molecular approaches|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/B9780128217108000047|accesso=2025-03-21 marzo 2025|data=1º gennaio 2021-01-01|editore=Academic Press|pp=77–101|ISBN=978-0-12-821710-8|DOIdoi=10.1016/b978-0-12-821710-8.00004-7}}</ref>

== Caratteristiche atomiche ==

È il primo elemento del [[Gruppo della tavola periodica|gruppo]] 15 del sistema periodico, facente parte del [[Blocco della tavola periodica|blocco]] ''p.''<ref name=":1" /> Nella [[lingua inglese]] viene anche classificato come elemento [[pictogeno]], termine poco usato nella [[lingua italiana]]. Nell'N₂ i due atomi di azoto sono legati tra di loro attraverso un [[triplo legame]].<ref name=":13">{{Cita web|url=https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=CHEBI:17997|titolo=dinitrogen (CHEBI:17997)|sito=www.ebi.ac.uk|accesso=19 marzo 2025-03-19}}</ref>

{| class="wikitable"

! colspan=2 | Caratteristiche atomiche<ref>{{Cita web|lingua=en-US|url=https://physics.nist.gov/cgi-bin/ASD/ie.pl?spectra=N&submit=Retrieve+Data&units=1&format=0&order=0&at_num_out=on&sp_name_out=on&ion_charge_out=on&el_name_out=on&seq_out=on&shells_out=on&level_out=on&ion_conf_out=on&e_out=0&unc_out=on&biblio=on|titolo=NIST Atomic Ionization Energies Output|sito=physics.nist.gov|accesso=2025-03-21 marzo 2025}}</ref>

|-

|[[Configurazione elettronica|Configurazione elettronica fondamentale]]

Riga 361:

=== Valenza ===

L'azoto è uno degli atomi più importanti nella [[chimica organica]], [[Chimica inorganica|inorganica]] e [[biochimica]] grazie alla sua presenza in una varietà di stati di [[Valenza (chimica)|valenza]], con diversi tipi di [[Legame chimico|legami]] e [[stereochimica]].<ref>{{Cita libro|nome=G. A.|cognome=Webb|titolo=NMR Spectroscopy, 14N and 15N|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/B9780128032244002193|accesso=2025-03-20 marzo 2025|data=1º gennaio 2017-01-01|editore=Academic Press|pp=274–283|ISBN=978-0-12-803224-4|DOIdoi=10.1016/b978-0-12-803224-4.00219-3}}</ref>

L'atomo di azoto può avere 3 o 5 [[Elettrone|elettroni]] nel guscio di valenza<ref name=":2" /> e il suo stato elettronico fondamentale è ⁴s. L'[[energia]] di 1ª ionizzazione ha un valore particolarmente elevato.<ref name=":27">{{Cita web|lingua=en|url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Atomic_Theory/Ionization_Energies_of_Diatomic_Molecule|titolo=Ionization Energies of Diatomic Molecule|sito=Chemistry LibreTexts|data=2014-04-26 aprile 2014|accesso=2025-03-21 marzo 2025}}</ref> Contrariamente a quanto si potrebbe prevedere dall'andamento periodico, è maggiore di quello dell'ossigeno.<ref name=":27" /> Anche l'affinità elettronica assume un valore che devia, in questo caso in maniera molto più marcata, dalla periodicità della proprietà, presentando addirittura valore negativo.<ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map:_Chemistry_-_The_Central_Science_(Brown_et_al.)/07:_Periodic_Properties_of_the_Elements/7.05:_Electron_Affinities|titolo=7.5: Electron Affinities|sito=Chemistry LibreTexts|data=2014-11-18 novembre 2014|accesso=2025-03-21 marzo 2025}}</ref>

=== Altre caratteristiche ===

Per quanto riguarda l'[[elettronegatività]] (3,04)<ref>{{Cita web|url=https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/periodic-table/pdf/Periodic_Table_of_Elements_w_Electronegativity_PubChem.pdf|titolo=PERIODIC TABLE OF ELEMENTS - Electronegativity|accesso=21 marzo 2025}}</ref> e il [[raggio atomico]], i valori rispettano bene la regolarità dell'andamento periodico.<ref name=":1" /> L'energia di dissociazione dell'N2 è pari 225,1 [[Caloria|kcal]]/mole.<ref name=":14">{{Cita pubblicazione|nome=Michael|cognome=Williams|data=3 luglio 2013-07-03|titolo=The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals, 15th Edition Edited by M.J.O'Neil, Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK ISBN 9781849736701; 2708 pages. April 2013, $150 with 1‐year free access to The Merck Index Online.|rivista=Drug Development Research|volume=74|numero=5|pp=339–339|accesso=2025-03-19 marzo 2025|doi=10.1002/ddr.21085|url=https://doi.org/10.1002/ddr.21085}}</ref> Ha un tempo di vita relativamente lungo perché la ricombinazione ha ordine di reazione 3:<ref name=":29">{{Cita pubblicazione|nome=I. M.|cognome=Campbell|nome2=Brian Arthur - Na4471|cognome2=Thrush|nome3=John Wilfrid|cognome3=Linnett|data=1997-01|titolo=The recombination of nitrogen atoms and the nitrogen afterglow|rivista=Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences|volume=296|numero=1445|pp=201–221|accesso=2025-03-21 marzo 2025|doi=10.1098/rspa.1967.0014|url=https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.1967.0014}}</ref>

:N(g) + N(g) + M(g) → N₂(g) + M^*(g)

dove M può essere sia l'azoto atomico N che l'azoto molecolare N₂. La costante di velocità a {{M|298|ul=K}} è {{Val|1,25e-32|u=cm⁶molecole⁻²s⁻¹}}La ricombinazione deve essere necessariamente del 3º ordine per via dell'elevata [[Processo esotermico|esotermicità]] della reazione, è indispensabile che una terza specie chimica assorba l'energia sviluppata, altrimenti il sistema dissocerebbe nuovamente.<ref name=":29" />

Riga 379:

== Metodi di preparazione ==

La [[distillazione]] dell'[[Liquefazione dell'aria|aria liquida]] produce azoto con una [[Purezza (gas)|purezza]] superiore al 99,99%, ma piccole quantità di azoto molto puro possono essere ottenute dalla [[Termolisi|decomposizione termica]] dell'[[azoturo di sodio]]:<ref name=":24">{{Cita web|lingua=en|url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map:_Chemistry_(Zumdahl_and_Decoste)/18:_The_Representative_Elements/18.08:_The_Chemistry_of_Nitrogen|titolo=18.8: The Chemistry of Nitrogen|sito=Chemistry LibreTexts|data=2 luglio 2014-07-02|accesso=2025-03-20 marzo 2025}}</ref>

<chem>2 NaN3(s) -> 2Na(l) + 3N2(g)</chem>

Riga 397:

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

=== Strutturali ===

Riga 509:

|style="text-align:center"|5,586

|-

|style="text-align:left"|[[Entropia molare standard]] a 298 K (J/K*mol)<ref>{{Cita pubblicazione|nome=M. W.|cognome=Chase|data=1º marzo 1996-03-01|titolo=NIST-JANAF Thermochemical Tables for Oxygen Fluorides|rivista=Journal of Physical and Chemical Reference Data|volume=25|numero=2|pp=551–603|accesso=2025-03-20 marzo 2025|doi=10.1063/1.555992|url=https://doi.org/10.1063/1.555992}}</ref>

|style="text-align:center"|191,61

|-

Riga 535:

|style="text-align:center" colspan=2|126,3 K

|-

| rowspan="6" |[[Pressione di vapore]] (Pa)<ref name=":16">{{Cita pubblicazione|nome=Rosa|cognome=Sierra-Amor|data=1º novembre 2001-11-01|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=2025-03-19 marzo 2025|doi=10.1093/clinchem/47.11.2075a|url=https://doi.org/10.1093/clinchem/47.11.2075a}}</ref>

| -236°C

|1 (solido)

Riga 649:

=== Considerazioni generali ===

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 name=":21">{{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 marzo 2025|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]]. È Importante notare che mentre lo stato fondamentale N(⁴s) non reagisce con H₂, lo stato eccitato N(²D) forma NH₂.<ref name=":21" />

Come il carbonio, l'azoto ha [[4 (numero)|quattro]] [[Orbitale di valenza|orbitali di valenza]] (uno 2s e tre 2p), quindi può partecipare al massimo a quattro legami di coppia usando [[Ibridizzazione|orbitali ibridi]] sp3. Tuttavia, a differenza del carbonio, l'azoto non forma lunghe catene a causa delle [[Interazione|interazioni]] repulsive tra coppie solitarie di elettroni su atomi adiacenti. Queste interazioni diventano significative alle distanze internucleari più corte incontrate con i piccoli elementi del secondo periodo dei gruppi 15, 16 e 17. I [[Composto chimico|composti]] stabili con legami N–N sono limitati a catene di non più di tre atomi di azoto, come lo [[Azoturo|ione azide]] (N₃⁻).<ref name=":24" />

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

==== Stereochimica ====

Riga 732:

==== Fulmini ====

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 name=":23">{{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 aprile 2020|accesso=2025-03-20 marzo 2025}}</ref>

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

Riga 739:

Le uniche reazioni note dell'N₂ a [[temperatura ambiente]] sono:

* 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 maggio 2019|titolo=A rigorous electrochemical ammonia synthesis protocol with quantitative isotope measurements|rivista=Nature|volume=570|numero=7762|pp=504–508|accesso=2025-03-20 marzo 2025|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>

* 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>

:[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>

Riga 894:

==== Industria alimentare ====

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=2025-03-19 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 vini, per evitare che il [[vino]] venga a contatto con ossigeno molecolare O₂.

Riga 920:

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

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=2025-03-20 marzo 2025|data=2018|editore=Springer International Publishing|lingua=en|pp=991–1003|ISBN=978-3-319-39312-4|DOIdoi=10.1007/978-3-319-39312-4_197}}</ref>

Il rapporto isotopico δ¹⁵N dei [[Cloruro d'ammonio|sali di ammonio]] atmosferici può essere misurato per rintracciarne l'origine rappresentando un valido elemento per il tracciamento delle fonti [[Inquinante|inquinanti]], poiché i valori di δ¹⁵N dell'NH₃ emesso da fonti diverse sono differenti.<ref name=":25" />

Composti arricchiti artificialmente con ¹⁵N sono comunemente usati negli studi di [[fisiologia vegetale]] e agricoltura per stabilire meccanismi biochimici dettagliati (es. identificare e quantificare i percorsi biologici e chimici tra questi pool di azoto).<ref>{{Cita libro|nome=Pierre|cognome=Cartigny|nome2=Vincent|cognome2=Busigny|titolo=Nitrogen Isotopes|url=https://doi.org/10.1007/978-3-319-39193-9_197-1|accesso=2025-03-20 marzo 2025|data=2017-11-27 novembre 2017|editore=Springer International Publishing|pp=1–13|ISBN=978-3-319-12127-7}}</ref>

Il ¹³N viene utilizzato negli studi medici per la [[tomografia a emissione di positroni]] (PET). È necessario che il ¹³N venga prodotto in loco in un [[ciclotrone]], con la sintesi di ¹³NH₃, che viene poi iniettato nel paziente per l'imaging PET. Questo consente di dedurre un gran numero di [[Parametri vitali|parametri]] [[Cuore|cardiaci]] ([[Sangue|flusso sanguigno]], volume dei [[Ventricolo cardiaco|ventricoli]]) e, se presenti, eventuali anomalie cardiache.<ref name=":25" />

Riga 931:

L'azoto molecolare è un composto [[Veleno|atossico]] e non [[combustibile]] che da solo non è in grado di supportare la vita. Se i [[Contenitore|contenitori]] contenenti azoto sono sottoposti a [[calore]] prolungato possono [[Esplosione|esplodere]] violentemente a causa dell'aumento di [[pressione]] all'interno degli stessi.<ref name=":12" />

Viene [[Assorbimento (chimica)|assorbito]] dall'[[Organismo vivente|organismo]] attraverso la [[Respirazione (fisiologia umana)|respirazione]]. In caso di perdita del contenitore, questa sostanza può causare [[asfissia]] per diminuzione del contenuto di ossigeno atmosferico in ambienti confinati, elevate concentrazioni di azoto possono infatti portare alla perdita di conoscenza e anche alla [[morte]]<ref name=":15">{{Cita web|url=https://chemicalsafety.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_card_id=1198&p_edit=&p_version=2&p_lang=it|titolo=ICSC 1198 - AZOTO (GAS COMPRESSO)|sito=chemicalsafety.ilo.org|accesso=2025-03-19 marzo 2025}}</ref>

Ad alte pressioni parziali, raggiungibili con [[Camera di decompressione|camere iperbariche]] o durante le [[immersione subacquea|immersioni subacquee]], l'azoto si comporta come [[gas]] [[narcotico]] ed è la causa principale della [[malattia da decompressione]].