C
O
7N14.007
Wikimedia Commons
Кожен ваш вдих на 78% складається з азоту. Ви вдихаєте його тисячі разів на день, але організм навіть не помічає. Цей газ без кольору й запаху тихо оточує нас — він головний компонент повітря. А назва «азот» дослівно означає «безжиттєвий», бо в ньому не горить вогонь і не дихають тварини.
Але без азоту життя неможливе. Кожна амінокислота, кожен білок і кожна молекула ДНК містять атоми азоту. Рослини без нього не ростуть. Саме тому процес Габера-Боша — синтез аміаку з повітряного азоту — вважають винаходом, що врятував мільярди людей від голоду.
У промисловості азот — справжній універсал. Рідкий азот при −196 °C миттєво заморожує все, до чого торкається: від біологічних зразків до морозива. Газоподібний азот заповнює пакети з чипсами, захищає метали від іржі та гасить пожежі в серверних.
Щороку людство виробляє понад 150 мільйонів тонн аміаку з атмосферного азоту. Більшість йде на добрива. Без цієї технології планета змогла б прогодувати лише половину нинішнього населення.
7
Атомний номер
14.007u
Атомна маса
[He] 2s2 2p3
e-конфігурація
3.04
Електронег.
що таке азотвластивості азотуде використовується азотазот елементрідкий азотнітроген
Властивості
Фізичні властивості
63 K
-210°C
Температура плавлення
77 K
-196°C
Температура кипіння
0.00
g/cm³
Густина
3.04
Pauling
Електронегативність
Атомна структура
Група
15
Період
2
Блок
P
Електронна конфігурація
[He] 2s2 2p3
Модель Бора
K=2L=5
Додаткові властивості
Структура
Кристалічна структура
кубічна (при низьких T)
Магнітне впорядкування
діамагнітний
Фізичні властивості
Теплопровідність
0.02583W/(m·K)
Швидкість звуку
353m/s
Питома теплоємність
1.04J/(g·K)
Теплота плавлення
0.72kJ/mol
Теплота випаровування
5.56kJ/mol
Спорідненість до електрона
-7kJ/mol
Молярний об'єм
13.54cm³/mol
Атомні властивості
Атомний радіус
56pm
Ковалентний радіус
71pm
Радіус Ван-дер-Ваальса
155pm
Перша енергія іонізації
1402.3kJ/mol
Поширеність
Поширеність на Землі
0.002%
Поширеність у Всесвіті
0.1%
Поширеність в океані
0.00005%
У тілі людини
3%
Загальні
Атомний номер7
Атомна маса14.0070u
Група15
Період2
БлокP
Стандартний станГаз
Фізичні властивості
Густина0.001251g/cm³
Температура плавлення63.15 K (-210°C)
Температура кипіння77.36 K (-196°C)
Швидкість звуку353m/s
Молярний об'єм13.54cm³/mol
Термічні властивості
Теплопровідність0.02583W/(m·K)
Питома теплоємність1.04J/(g·K)
Теплота плавлення0.72kJ/mol
Теплота випаровування5.56kJ/mol
Атомні властивості
Електронна конфігурація[He] 2s2 2p3
Електронегативність3.04Pauling
Атомний радіус56pm
Ковалентний радіус71pm
Радіус Ван-дер-Ваальса155pm
Електромагнітні
Перша енергія іонізації1402.3kJ/mol
Спорідненість до електрона-7kJ/mol
Кристалічна структуракубічна (при низьких T)
Магнітне впорядкуваннядіамагнітний
Поширеність
Поширеність на Землі0.002%
Поширеність у Всесвіті0.1%
Поширеність в океані0.00005%
У тілі людини3%
Цифри та порівняння
78%
повітря
Три чверті кожного вдиху — це азот. Більше, ніж кисню, аргону та CO₂ разом
945 кДж
енергія зв'язку N≡N
Потрійний зв'язок — один із найміцніших у хімії. Міцніший, ніж зв'язок у CO (1 072 кДж/моль) тільки трохи поступається
−196 °C
точка кипіння
Холодніше за будь-який зимовий мороз. Троянда в рідкому азоті розсипається від дотику
150 Мт
аміаку на рік
Стільки виробляє людство з повітряного азоту. Цими добривами годують половину населення планети
Застосування
🌱
Добрива: з азоту синтезують аміак — основу карбаміду та селітри, які годують мільярди людей по всьому світу
🔬
Кріогеніка: рідким азотом заморожують сперму, яйцеклітини та тканини для трансплантації при −196 °C
🍽️
Харчова промисловість: газоподібний азот заповнює пакети з чипсами та горіхами, щоб продукти не окислювались
⚙️
Металургія: азотна атмосфера захищає розплавлену сталь від окислення під час термообробки
📱
Електроніка: надчистий азот продуває камери при виробництві мікрочипів у TSMC та Samsung
🔬
Пожежогасіння: азот витісняє кисень у серверних кімнатах та архівах — вогонь гасне за секунди
🩺
Медицина: кріохірурги видаляють бородавки й пухлини точковим заморожуванням рідким азотом
🛢️
Нафтовидобуток: азот закачують у свердловини для підтримання тиску та витіснення залишкової нафти
Де знайти в побуті
Пакет чипсів
Надутий пакет — це не повітря, а чистий азот. Він захищає чипси від окислення та подрібнення
Каша чи хліб
Пшениця та інші злаки ростуть завдяки азотним добривам. Без них врожай був би вдвічі меншим
Шини автомобіля
Авіаційні та гоночні шини накачують азотом — він менше розширюється при нагріванні, ніж звичайне повітря
Кава з морозива
У молекулярній кулінарії рідким азотом миттєво заморожують десерти — так кристали виходять дрібнішими й текстура ніжнішою
Лампочка
Колбу лампи розжарювання заповнюють азотом або аргоном, щоб вольфрамова нитка не згоріла
Безпека та попередження
Сам по собі азот не отруйний і не горить. Але в цьому і підступність: він тихо витісняє кисень. Якщо концентрація O₂ впаде нижче 16%, людина втратить свідомість без жодних попередніх симптомів. Рідкий азот (−196 °C) спричиняє миттєві кріогенні опіки. А 1 літр рідини при випаровуванні перетворюється на 694 літри газу — цього достатньо, щоб витіснити повітря з невеликої кімнати.
Небезпечно
Цікаві факти
78% атмосфери — це азот. Ви щойно вдихнули приблизно 0,5 літра азоту. І видихнули його назад — організм не вміє його засвоювати.
Рідкий азот має температуру −196 °C. Троянда, занурена в нього на 10 секунд, розсипається на друзки від удару.
Потрійний зв'язок N≡N — один із найміцніших у природі (945 кДж/моль). Щоб розірвати молекулу N₂, потрібна блискавка або спеціальний каталізатор.
Бобові (горох, квасоля, соя) мають суперсилу: бактерії на їхніх коренях ловлять азот із повітря й перетворюють його на природне добриво.
Процес Габера-Боша споживає 1-2% усієї світової енергії. Але завдяки йому виробляють добрива, що годують майже половину людства.