Азот составляет около 78% воздуха и входит в состав белков и ДНК. Элемент № 7. Ниже — карточка и подробное описание.
Азот (лат. Nitrogenium, символ N) — элемент с номером 7 и атомной массой 14,007, расположен в V группе второго периода. Электронная конфигурация 1s² 2s² 2p³: пять электронов на внешнем уровне и наполовину заполненный p-подуровень. Простое вещество — двухатомный газ N₂ без цвета и запаха, который составляет около 78% земной атмосферы по объёму. Молекула N₂ связана прочной тройной связью, поэтому азот очень инертен при обычных условиях и служит защитной средой, где нельзя допустить окисления. Температуры плавления и кипения крайне низкие (−210 и −196 °C); жидкий азот широко применяют как хладагент для быстрой заморозки.
Химически азот разнообразен: он проявляет степени окисления от −3 (в аммиаке NH₃ и солях аммония) до +5 (в азотной кислоте HNO₃ и нитратах), а также промежуточные — в оксидах NO, NO₂, N₂O. Азот — важнейший биогенный элемент: он входит в состав аминокислот, белков, нуклеиновых кислот. Растения не могут усваивать азот воздуха напрямую, поэтому его связывают клубеньковые бактерии и промышленный синтез аммиака (процесс Габера — Боша) из азота и водорода. На основе аммиака делают азотные удобрения (аммиачная селитра, карбамид), азотную кислоту, взрывчатые вещества, красители, лекарства. Синтез аммиака — один из крупнейших химических процессов в мире, во многом обеспечивший рост производства продовольствия. Соседи азота по периоду — углерод и кислород; о том, как определить его степени окисления, читайте в соответствующем гайде, а долю азота в удобрении удобно посчитать калькулятором массовой доли.
Около 78% по объёму — это главный компонент атмосферы. Кислорода около 21%, остальное — аргон, углекислый газ и другие газы.
В молекуле N₂ атомы связаны прочной тройной связью, разорвать которую трудно. Поэтому при обычных условиях азот малоактивен и его используют как защитную инертную среду.
От −3 до +5. Примеры: −3 в аммиаке NH₃, +5 в азотной кислоте HNO₃ и нитратах, а также +2 и +4 в оксидах NO и NO₂.
Азот необходим растениям для построения белков, но усваивать его из воздуха они не могут. Удобрения (селитра, карбамид) дают азот в доступной форме и повышают урожай.
Это азот, охлаждённый до −196 °C. Его используют для быстрой заморозки продуктов и биоматериалов, в медицине (криотерапия), для охлаждения оборудования.