Azotas

Azotas (N)
Periodinė grupė	Nemetalas
Atomo numeris	7
Išvaizda	bespalvės dujos
Atomo savybės
Atominė masė (Molinė masė)	14,0067(2) а.m.v. (g/mol)
Atomo spindulys	92 pm
Jonizacijos energija (pirmas elektronas)	1402,3 kJ/mol (eV)
Elektronų konfigūracija	1s² 2s² 2p³
Cheminės savybės
Kovalentinis spindulys	75 pm
Jono spindulys	? pm
Elektroneigiamumas	3,04 (pagal Polingą)
Elektrodo potencialas	?
Oksidacijos laipsniai	+1, +2, +3, +4, +5
Termodinaminės savybės
Tankis	0,01251 g/cm³
Šiluminė talpa	? J/(K·mol)
Šiluminis laidumas	0,02598 W/(m·K)
Lydymosi temperatūra	-209,8 °C, 63,15 K
Lydymosi šiluma	0,36 kJ/mol
Virimo temperatūra	-195,8 °C, 77,344 K
Garavimo šiluma	2,7928 kJ/mol
Molinis tūris	11,20 cm³/mol
Kristalinė gardelė
Kristalinė gardelė	?
Gardelės periodas	? Å

Azotas (N, lot. Nitrogenium; išvertus iš graikų kalbos – „nepalaikantis gyvybės“) – cheminis elementas, elementų lentelės penktos A grupės nemetalas, inertiškos dujos. Pirmasis atradęs azotą 1772 metais paskelbė Danielis Rezerfordas, tačiau Džozefas Pristlis, Henris Kavendišas ir Karlas Vilhelmas Šelė šį elementą atrado beveik tuo pat metu. Azoto savybes ištyrė K. Šelė, S. Kavendišas, Dž. Prystlis, A. Lavuazjė.

Ne junginiuose yra N₂ formos; molekulė susideda iš dviejų atomų.

Azotas gamtoje

Laisvasis azotas sudaro apie 78 % oro tūrio (arba 75,6 % oro masės, t. y., ~ 4×10¹⁵ t). Oro sudėtyje esančio azoto tiesiogiai paversti cheminiais elementais negali nei gyvūnai, nei augalai (išskyrus ankštinius augalus, kurių šaknyse yra azotą jungiančių bakterijų, galinčių pasisavinti azotą iš oro). Dauguma augalų azotą pasisavina iš jo junginių (azoto rūgšties druskų, amoniakinio vandens, amonio druskų), gyvūnai – su savo augaliniu maistu.

Azotas įeina į baltymų sudėtį.

Dirvožemyje azoto yra nitratų pavidalu. Dirvoje gyvena bakterijos, galinčios pasisavinti atmosferoje esantį azotą. Tokias bakterijas galima auginti dirbtiniu būdu, o iš jų gaminti bakterines trąšas. Azoto poreikiai žemės ūkyje ilgai buvo tenkinami įterpiant į dirvą Čilės salietrą (natrio nitratą), kurios atsargos negausios. Vėliau buvo sukurtas atmosferinio azoto pavertimo junginiais būdas, t. y. amoniako sintezė iš azoto ir vandenilio.

Azotas junginiuose

Azotas įeina į daugelio junginių sudėtį. Tarp jų: amoniakas, azoto rūgštis, nitratai. Azotas taip pat yra svarbi organinių junginių dalis. Turi stabilius izotopus ¹⁴N ir ¹⁵N.

Cheminės savybės

Normaliame slėgyje azoto dujos organizmo cheminėse reakcijose nedalyvauja, mažai aktyvus. Taip yra dėl stiprių cheminių ryšių azoto molekulėje. Aukštesnėje temperatūroje atomų ryšiai susilpnėja, ir azotas tampa aktyvesnis. Pvz., elektros lanko temperatūroje jis reaguoja su deguonimi. Esant tam tikromis sąlygoms, reaguoja su vandeniliu. Aukštesnėje temperatūroje reaguoja su kai kuriais metalais, pvz., magniu. Į reakcijoje su magniu susidarantį magnio nitridą galima žiūrėti kaip į amoniako darinį, kuriame vandenilio atomai pakeisti į metalo atomus. Tokie junginiai vad. nitridais.

Fizikinės savybės

Standartinėje temperatūroje azotas yra bespalvės, bekvapės, beskonės dujos. Padidėjus slėgiui veikia svaiginančiai. Mažai tirpus vandeniyje (dar mažiau už deguonį). Kietojoje būsenoje turi molekulinę kristalinę gardelę, dėl to tokia žema jo virimo ir lydymosi temperatūra.

Kritinė temperatūra	123,25 K
Kritinis slėgis	3,905 MPa
Kritinis tankis	0,304 g/cm³
Dielektrinė skvarba	1,000528×1025
Atstumas tarp atomų molekulėje	0,10976 nm

Gavimas

Technikoje naudojamas azotas gaunamas iš oro, panašiai kaip ir deguonis. Garinant skystąjį orą, azotas išlekia pirmiausiai (azoto). Grynas azotas gaunamas skaidant kai kuriuos azoto junginius.

Panaudojimas

Daugiausiai naudojamas amoniako sintezei, kuris vėliau naudojamas azoto rūgšties ir kitų azoto junginių (trąšų) gamyboje. Azotas taip pat naudojamas gaminant kai kurias elektrotechnikos detales, pavyzdžiui, tranzistorius, diodus, integrines schemas bei nerūdijančio plieno gamyboje.

Azotas taip pat naudojamas automobilių padangoms užpildyti, nes azoto šiluminis plėtimasis sąlyginai mažas.

Skystas azotas (dažnai žymimas LN₂) naudojamas inertinei atmosferai ir atliekant chemines reakcijas sudaryti, taip pat šaldymo sistemose (kaip šaldymo skystis): į jį panardinami ir transportuojami maisto produktai, išsaugomos reprodukcinės ląstelės (spermatozoidai ir kiaušialąstės) bei stabiliomis sąlygomis saugomi biologiniai mėginiai.

Pavadinimo kilmė

Pirmas gryną azotą 1786 m. gavo A. Lavuazjė. Azotas buvo vadinamas „sugadintu oru“, nes jis lieka sudegus medžiagoms ir sureagavus oro deguoniui. Vėliau nustatyta, kad šio elemento yra įvairiuose junginiuose: amoniake, nitratuose ir kt.

Literatūra

• Feldmanas Fricas, Guntis Rudzytis. Neorganinė chemija. Vertimas į lietuvių kalbą 1992.

Išnašos

Vikižodynas