За истоимената област во Македонија, погл. Азот (област).
Азот (лат.: Nitrogenium) — хемиски елемент; има симбол N и атомски број 7. Азотот е неметал и најлесниот член од групата 15 од периодниот систем на елементите, често наречени пниктогени. Тој е вообичаен елемент во Вселената, кој се проценува на седмото место во вкупното изобилство во Млечниот Пат и Сончевиот Систем. При стандардна температура и притисок, два атома на елементот се поврзуваат за да формираат N2, двоатомски гас без боја и мирис. N2 формира околу 78% од Земјината атмосфера, што го прави најзастапен хемиски вид во воздухот. Поради испарливоста на азотните соединенија, азот е релативно редок во цврстите делови на Земјата.
За прв пат бил откриен и изолиран од шкотскиот лекар Даниел Радерфорд во 1772 година и независно од Карл Вилхелм Шеле и Хенри Кевендиш приближно во исто време. Името nitrogène било предложено од францускиот хемичар Жан-Антоан-Клод Шаптал во 1790 година кога било откриено дека азот е присутен во азотна киселина и нитрати. Антоан Лавоазје наместо тоа го предложил името azote, од старогрчкото ἀζωτικός „безживотен“, бидејќи е асфиксирачки гас; ова име се користи во голем број јазици и се појавува во англиските имиња на некои азотни соединенија како што се хидразин, азид и азосоединение.
Елементарниот азот обично се произведува од воздух со технологија за впивање со нишање на притисок. Околу 2/3 од комерцијално произведениот елементарен азот се користи како инертен (без кислород) гас за комерцијални намени како пакување храна, а голем дел од остатокот се користи како течен азот преку криогеника. Голем број на индустриски важни соединенија, како што се амонијак, азотна киселина, органски нитрати (пропеланти и експлозиви) и цијаниди, содржат азот. Екстремно силната тројна врска во елементарниот азот (N≡N), втората најсилна врска во која било двоатомска молекула после јаглерод моноксид (CO), доминира во азотната хемија. Ова предизвикува тешкотии и за организмите и за индустријата во претворањето на N2 во корисни соединенија, но во исто време тоа значи дека согорувањето, експлозијата или разградувањето на азотни соединенија за да се формира азотен гас ослободува големи количини често корисна енергија. Синтетички произведениот амонијак и нитрати се клучни индустриски ѓубрива, а нитратите од ѓубрива се клучни загадувачи во еутрофикацијата на водните системи. Освен неговата употреба во вештачки ѓубрива и енергетски складишта, азотот е составен дел на органски соединенија различни како арамиди кои се користат во ткаенина со висока цврстина и цијаноакрилат што се користат како суперлепак.
Азотот се наоѓа во сите организми, првенствено во аминокиселините (а со тоа и протеините), во нуклеинските киселини (ДНК и РНК) и во молекулата за пренос на енергија аденозин трифосфат. Човечкото тело содржи околу 3% азот по маса, четвртиот најзастапен елемент во телото по кислородот, јаглеродот и водородот. Азотниот циклус го опишува движењето на елементот од воздухот, во биосферата и органските соединенија, а потоа назад во атмосферата. Азотот е составен дел на секоја главна фарматолошка класа на лекови, вклучувајќи ги и антибиотиците. Многу лекови се имитирачки или пролекови на природни сигнални молекули што содржат азот: на пример, органските нитрати нитроглицерин и нитропрусид го контролираат крвниот притисок преку метаболизирање во азотен оксид. Многу значајни лекови кои содржат азот, како што се природниот кофеин и морфин или синтетичките амфетамини, делуваат на рецепторите на животинските невротрансмитери.
Историја
Азотните соединенија имаат многу долга историја, а амониум хлоридот му бил познат на Херодот. Тие биле добро познати во средниот век. Алхемичарите ја познавале азотна киселина како аква фортис (силна вода), како и други азотни соединенија како амониум соли и нитратни соли. Мешавината од азотни и хлороводородни киселини била позната како аква регија (кралска вода), позната по својата способност да го раствори златото, кралот на металите.
Откривањето на азотот му се припишува на шкотскиот лекар Даниел Радерфорд во 1772 година, кој го нарекол штетен воздух.Rutherford, Daniel (1772) "Dissertatio Inauguralis de aere fixo, aut mephitico " (Inaugural dissertation on the air [called] fixed or mephitic), M.D. dissertation, University of Edinburgh, Scotland. English translation: Иако не го препознал како сосема поинаква хемиска супстанција, тој јасно го разликувал од „фиксниот воздух“ или јаглерод диоксидот на Џозеф Блек. Фактот дека постои некоја компонента во воздухот што не поддржува согорување му бил познат на Радерфорд, иако не бил свесен дека тоа е елемент. Азотот исто така бил проучуван во исто време од Карл Вилхелм Шеле,Carl Wilhelm Scheele, Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer [Chemical treatise on air and fire] (Upsala, Sweden: Magnus Swederus, 1777; and Leipzig, (Germany): Siegfried Lebrecht Crusius, 1777). In the section titled "Die Luft muß aus elastischen Flüßigkeiten von zweyerley Art, zusammengesetzet seyn." (The air must be composed of elastic fluids of two sorts), pp. 6–14, Scheele presents the results of eight experiments in which air was reacted with various substances. He concluded (p. 13): "So viel sehe ich aus angeführten Versuchen, daß die Luft aus 2 von einander unterschiedenen Flußigkeiten bestehe, von welchen die eine die Eigenschaft das Phlogiston anzuziehen gar nicht äussere, die andere aber zur solchen Attraction eigentlich aufgeleget ist und welche zwischen dem 3:ten und 4:ten Theil von der ganzen Luftmasse aus machet." (So I see [this] much from the experiments [that were] conducted: that the air consists of two fluids [that] differ from one another, of which the one doesn't express at all the property of attracting phlogiston; the other, however, is capable of such attraction and which makes up between 1/3 and 1/4 part of the entire mass of the air.) Хенри Кевендиш, ; see p. 225. и Џозеф Пристли, ; see: "VII. Of air infected with the fumes of burning charcoal." pp. 225–28. кои го нарекувале изгорен воздух или флогистициран воздух. Францускиот хемичар Антоан Лавоазје го нарекува азотниот гас како „мефитски воздух“ или азот, од грчкиот збор άζωτικός (azotikos), „безживотен“, бидејќи е загушувачки (асфикција).Lavoisier, Antoine with Robert Kerr, trans., Elements of Chemistry, 4th ed. (Edinburgh, Scotland: William Creech, 1799), pp. 85–86. [p. 85]: "In reflecting upon the circumstances of this experiment, we readily perceive; that the mercury, during its calcination [i.e., roasting in air], absorbs the salubrious and respirable part of the air, or, to speak more strictly, the base of this respirable part; that the remaining air is a species of mephitis [i.e., a poisonous gas emitted from the earth], incapable of supporting combustion or respiration; ... " [p. 86]: "I shall afterwards shew, that at least in our climate, the atmospheric air is composed of respirable and mephitic airs, in the proportion of 27 and 73; ... "Lavoisier, Antoine with Robert Kerr, trans., Elements of Chemistry, 4th ed. (Edinburgh, Scotland: William Creech, 1799), p. 101: "The chemical properties of the noxious portion of the atmospheric air being hitherto but little known, we have been satisfied to derive the name of its base from its known quality of killing such animals as are forced to breathe it, giving it the name of azot, from the Greek privitive particle α and ξωη, vita; hence the name of the noxious part of atmospheric air is azotic gas." Во атмосфера на чист азот, животните се загушуваат, а пламенот се гаси. Иако името на Лавоазје не било прифатено на англиски, бидејќи било истакнато дека сите гасови освен кислородот се или загушувачки или целосно отровни, тој се користи на многу јазици (француски, италијански, португалски, полски, руски, албански, турски итн.; германското Stickstoff слично се однесува на истата карактеристика, т.е. многу азотни соединенија, како што се хидразин и соединенија на азидниот јон. Така, тоа довело до името „пниктогени“ за групата на чело со азот, од грчкото πνίγειν „да се задави“.Greenwood and Earnshaw, pp. 406–07
Англискиот збор nitrogen (1794) влегол во јазикот од француското nitrogène, измислен во 1790 година од францускиот хемичар Жан-Антоан Шаптал (1756–1832), од француското nitre ( калиум нитрат, исто така наречено шалтер) и францускиот суфикс -gène, „производство“, од грчкото -γενής (-genes, „беготен“). Значењето на Чаптал било дека азот е суштински дел од азотна киселина, која пак се произведува од нитер. Во претходните времиња, нитерот се мешал со египетскиот „натрон“ (натриум карбонат) – наречен νιτρον (нитрон) на грчки – кој и покрај името не содржел нитрат.
Најраните воени, индустриски и земјоделски примени на азотни соединенија користеле шелетра (натриум нитрат или калиум нитрат), особено во барут, а подоцна и како ѓубриво. Во 1910 година, Лорд Рејли открил дека електричното празнење во азотниот гас произведува „активен азот“, монатомски алотроп на азот. „Вртливиот облак од сјајна жолта светлина“ произведен од неговиот апарат реагирал со жива за да произведе експлозивен жива нитрид.
Долго време, изворите на азотни соединенија биле ограничени. Природните извори потекнуваат или од биологијата или од депозитите на нитрати произведени од атмосферски реакции. Врзувањето на азотот со индустриски процеси како што се процесот Франк-Каро (1895-1899) и процесот Хабер-Бош (1908-1913) го олеснил овој недостиг на азотни соединенија, до степен до кој половина од глобалното производство на храна денес се потпира на синтетички азотни ѓубрива. Во исто време, употребата на Оствалдовиот процес (1902) за производство на нитрати од индустриско врзување на азот овозможило големо индустриско производство на нитрати како суровина во производството на експлозиви во Светските војни во 20 век.
Азотот со двата хоризонтални соседи има предност за формирање на повеќе врски, обично со јаглерод, кислород или други атоми на азот, преку pπ–pπ интеракции. Така, на пример, азотот се јавува како двоатомски молекули и затоа има многу помало топење (-210 °C) и точки на вриење (−196 °C) од останатиот дел од неговата група, бидејќи N2 молекулите се држат заедно само со слаби вандервалсови заемни дејствија и има многу малку достапни електрони за да создадат значајни моментални диполи. Ова не е можно за неговите вертикални соседи; Така, азотни оксиди, нитрити, нитрати, нитро-, нитрозо-, азо- и диазо -соединенија, азиди, цијанати, тиоцијанати и имино -деривати не наоѓаат ехо со фосфор, арсен, антимон или бизмут. Меѓутоа, според истиот принцип, сложеноста на фосфорните оксокиселини не наоѓа ехо со азот. Доколку се оставаат настрана нивните разлики, азотот и фосфорот формираат широка серија на соединенија еден со друг; овие имаат синџир, прстен и структури на кафез.
Табела на топлински и физички својства на азотот (N2) при атмосферски притисок: Температура (K)Густина (kg m−3)Специфична топлина (kJ kg−1 °C−1)Динамички вискозитет (kg m−1 s−1)Кинематички вискозитет (m2 s−1)Топлинска спроводливост (W m−1 °C−1)Топлинска дифузија (m2 s−1)Пранделов број1003.43881.070.7681502.25941.050.7592001.71081.04290.7473001.14211.04080.7134000.85381.04590.6915000.68241.05550.6846000.56871.07560.6867000.49341.09690.6918000.42771.12250.79000.37961.14640.71110000.34121.16770.72411000.31081.18570.73612000.28511.20370.7480.25911.2190.701
Изотопи
Азотот има два стабилни изотопи: 14N and 15N. Првиот е многу почест, сочинува 99,634% од природниот азот, а вториот (кој е малку потежок) ги сочинува останатите 0,366%. Ова води до атомска тежина од околу 14.007 u..Greenwood and Earnshaw, pp. 411–12 И двата од овие стабилни изотопи се произведуваат во Јаглеродно-азотно-кислородниот циклус во ѕвездите, но 14N е почест бидејќи неговото зафаќање на протон е чекор со ограничување на брзината. 14N е еден од петте стабилни непарни-непарни нуклиди (нуклид со непарен број на протони и неутрони); останатите четири се 2H, 6Li, 10B, и 180mTa.