Азот — газ без кольору, запаху, смаку; складається з двоатомних молекул N₂. За нормальних умов 1 л азоту важить 1.25046 г, критична t° дорівнює —147,16°, малорозчинний у воді. При звичайних умовах азот хімічно малоактивний; при високих температурах і тиску, при наявності каталізаторів азот утворює сполуки з воднем, металами, киснем та ін. В природі азот існує як головна складова частина повітря (75.5 % за вагою), у формі нітратів і солей амонію; входить до складу вугілля, нафти, алкалоїдів, білкових речовин. Азот повітря використовують у виробництві аміаку, азотної кислоти, добрив, а також як інертний газ.

Поширення в природі

Загальний вміст азоту в земній корі становить 1·10^-2 % за масою. Основна його маса знаходиться в повітрі, у вільному молекулярному вигляді — N₂. Сухе повітря містить в середньому 78,09 % за об‘ємом (або 75,6 % за вагою) вільного азоту. У відносно малих кількостях вільний азот знаходиться в розчиненому стані у водах океанів. В вигляді сполучень з іншими елементами (зв‘язаний азот) входить в склад всіх рослинних і тваринних організмів. Потужні родовища азоту у вигляді так званої чилійської селітри відомі лише в Чилі (Південна Америка). Крім того, невеликі кількості азоту містяться в ґрунті, головним чином у вигляді органічних сполук і солей нітратної кислоти.

В земній корі утворює три основні типи мінералів, які містять йони CN^-, NO₃^-, NH₄⁺. Промислове значення має натрієва селітра NaNO₃, великі поклади якої є в Чилі та калійна селітра KNO₃ (найбільші поклади в Індії).

Фізичні властивості

Азот — безбарвний газ без запаху і смаку. Кипить при температурі -195,8°С, замерзає при -209,86°С. Азот не підтримує ні дихання, ні горіння. У воді розчиняється мало. Його розчинність при 20 °C становить 1,54 см³ на 100 г води (кисню — 3,1 см³). Тому розчинене у воді повітря багатше на кисень, ніж атмосферне.

Хімічні властивості

Азот належить до головної підгрупи п'ятої групи періодичної системи Менделєєва. Порядковий номер його 7. Атоми азоту мають на зовнішній електронній оболонці п'ять електронів. Тому вони можуть приєднувати три електрони, яких їм бракує для утворення повністю заповненої вісьмома електронами оболонки, і відновлюватись до іонів N^3- або втрачати п'ять валентних електронів, перетворюючись у позитивно заряджені іони N⁵⁺ і проявляючи при цьому свою максимальну позитивну валентність. Атоми азоту також можуть втрачати і меншу кількість електронів, проявляючи при цьому позитивну валентність 1+, 2+, 3+ і 4+ .

Молекули азоту двоатомні, обидва атоми міцно зв'язані між собою трьома спільними електронними парами.

Щоб розкласти молекулу азоту на атоми, треба витратити значну кількість енергії. Тому азот при звичайних умовах хімічно досить пасивний.

При високих температурах, коли молекули N₂ розкладаються і азот переходить в атомарний стан, він порівняно легко вступає в реакції з металами (особливо з найактивнішими), утворюючи так звані нітриди, наприклад:

• 6Li + N₂ = 2Li₃N (нітрид літію)
• 3Ca + N₂ = Ca₃N₂ (нітрид кальцію)

При високій температурі, високому тиску і наявності каталізатора нітроген сполучається з гідрогеном з утворенням амоніаку. При температурі електричної іскри (понад 3000 °C) нітроген реагує з оксигеном, утворюючи нестійкий при високій температурі монооксид азоту NO за реакцією:

• N₂ + O₂ = 2NO

Інші властивості

В звичайних умовах азот фізіологічно інертний, але при вдиханні повітря, стиснутого до 2 −2 ½ атм., наступає стан, що називається азотним наркозом, подібний до алкогольного сп‘яніння. Ці випадки можуть бути за умови водолазних робіт на глибині декількох десятків метрів. Для попередження виникнення даного стану деколи користуються штучними газовими сумішами, в яких азот замінений гелієм або якимось іншим інертним газом. При різкому і значному зниженні парціального тиску азоту, розчинність його в крові і тканинах настільки зменшується, що частина його виділяється у вигляді бульбашок, що є одною з причин виникнення кесонової хвороби, що спостерігається у водолазів при швидкому їх піднятті на поверхню і у пілотів при великих швидкостях злітання літака у верхні слої атмосфери.

В суміші з киснем азот використовується як слабкий наркотик, що викликає стан оп'яніння, ейфорії, притуплення больової чутливості. Використовується для інгаляційного наркозу.

Добування і застосування

В лабораторних умовах чистий азот звичайно одержують шляхом розкладу при нагріванні розчину нітриту амонію за реакцією:

• NH₄NO₂ = N₂↑ + 2H₂O

У промисловості азот у дуже великих кількостях добувають з рідкого повітря.

Більша частина одержуваного в техніці азоту застосовується на виробництво аміаку. В значно менших кількостях його використовують для створення інертного середовища при проведенні деяких хімічних реакцій, при перекачуванні горючих рідин тощо.

Оскільки азот має низьку температуру кипіння (77,4 К), зріджений азот одна з головних речовин для кріогеніки.

Нітроген входить до широкого класу вибухових речовин. Вибуховість сполук нітрогену ґрунтується на тому, що утворення молекули азоту призводить до встановлення дуже міцноого потрійного зв'язку, а при цьому вивільняється велика кількість енергії.

Сполуки

 Оксиди азоту

Азот утворює кілька оксидів. З них найбільше значення мають монооксид азоту NO і діоксид азоту NO₂, оскільки це продукти при виробництві нітратної кислоти. Закис азоту N₂O відомий як дурманний газ і використовується для наркозу.

Похідні аміаку

Разом із трьома атомами гідрогену атом нітрогену утворює молекулу аміаку NH₃. Похідні цієї речовини називаються амінами, а у випадку заміщення одного з атомів гідрорену атомом металу - амідами. Дві амінні групи входять до складу сечовини.

Інша сполука нітрогену з гідрогеном - гідразин.

[ред.] Кислоти

Нітроген утворює нітратну, нітритну та синільну кислоти, солі яких називаються, відповідно, нітратами, нітритами та нітрилами, ціанідами.

Біологічна роль

Нітроген - одни із основних хімічних елементів живої природи. Він входить до складу амінокислот - хімічних блоків, з яких формуються білки, та нуклеїнових кислот. Незважаючи на важливіть нітрогену для живих організмів, ні рослини, ні тварини не можуть засвоювати атмосферний азот. Деякі бактерії, проте, мають фермент нітрогеназу, за допомогою якого азот фіксується