Походить від грецького слова azoos - неживий, по-латині Nitrogenium. Хімічний знак елемента - N. Азот - хімічний елемент V групи періодичної системи Менделєєва, порядковий номер 7, відносна атомна маса 14,0067; безбарвний газ, який не має запаху і смаку.
Історична довідка.
Сполуки азоту - селітра, азотна кислота, аміак - були відомі задовго до отримання азоту у вільному стані. У 1772 р Д. Резерфорд, спалюючи фосфор та інші речовини в скляному дзвоні, показав, що залишається після згоряння газ, названий їм "задушливим повітрям", не підтримує дихання і горіння. У 1787 р А. Лавуазьє встановив, що "життєвий" і "задушливий" гази, що входять до складу повітря, це прості речовини, і запропонував назву "азот". У 1784 р Г. Кавендіш показав, що азот входить до складу селітри; звідси й походить латинська назва азоту (від позднелатинского nitrum - селітра і грецького gennao - народжую, виробляю), запропоноване в 1790 році Ж. А. Шапталем. До початку XIX ст. були з'ясовані хімічна інертність азоту у вільному стані і виняткова роль його в з'єднаннях з іншими елементами як пов'язаного азоту.
Атом, молекула.
Зовнішня електронна оболонка атома азоту складається з 5 електронів (однієї неподіленої пари і трьох неспарених - конфігурація 2s22p3). Найчастіше азот в з'єднаннях 3-ковалентен за рахунок неспарених електронів (як в аміаку NH3). Наявність неподіленої пари електронів може призводити до утворення ще однієї ковалентного зв'язку, і азот стає 4-нековалентним (як в іоні амонію NH4 +). Ступені окислення азоту змінюються від +5 (в N2O5) до -3 (в NH3). У звичайних умовах у вільному стані азот утворює молекулу N2, де атоми азоту пов'язані трьома ковалентними зв'язками. Молекула азоту дуже стійка: енергія дисоціації її на атоми становить 942,9 кдж / моль, тому навіть при температурі 33000С ступінь дисоціації азоту становить лише близько 0,1%.
Фізичні та хімічні властивості.
Азот трохи легший за повітря; щільність 1,2506 кг / м3 (при 00С і 101325 н / м2 або 760 мм. рт. ст.), tпл-209,860С, tкип-195,80С. Азот зріджується з працею: його критична температура досить низька (-147,10С), а критичний тиск високо 3,39 Мн / м2 (34,6 кгс / см2); щільність рідкого азоту 808 кг / м3. У воді азот менш розчинний, ніж кисень: при 00С в 1 м3 H2O розчиняється 23,3 г азоту. Краще, ніж у воді, азот розчинний у деяких вуглеводнях.
Тільки з такими активними металами, як літій, кальцій, магній, азот взаємодіє при нагріванні до порівняно невисоких температур. З більшістю інших елементів азот реагує при високій температурі і в присутності каталізаторів. Добре вивчені сполуки азоту з киснем N2O, NO, N2O3, NO2 і N2O5. З них при безпосередній взаємодії елементів (40000С) утворюється окис NO, яка при охолодженні легко окислюється далі до двоокису NO2. У повітрі оксиди азоту утворюються при атмосферних розрядах. Їх можна отримати також дією на суміш азоту з киснем іонізуючих випромінювань. При розчиненні в воді азотистого N2O3 і азотного N2O5 ангідридів відповідно виходять азотистая кислота НNO2 і азотна кислота НNO3, що утворюють солі - нітрити і нітрати. З воднем азот з'єднується тільки при високій температурі і в присутності каталізаторів, при цьому утворюється аміак NH3. Крім аміаку, відомі й інші численні сполуки азоту з воднем, наприклад гідразин H2N-NH2, діімід HN-NH, азотистоводородная кислота HN3 (HN = N = N), октазон N8H14 і ін .; більшість сполук азоту з воднем виділено тільки у вигляді органічних похідних. З галогенами азот безпосередньо не взаємодіє, тому всі галогеніди азоту отримують непрямим шляхом, наприклад фтористий азот NF3 - при взаємодії фтору з аміаком. Як правило, нітрати азоту - малостойкие з'єднання (за винятком NF3); стійкіші оксигалогеніди азоту - NOF, NOCI, NOBr, NO2F і NO2CI. З сірої також не відбувається безпосереднього сполуки азоту; азотистая сірка N4S4 виходить в результаті реакції рідкої сірки з аміаком. При взаємодії розпеченого коксу з азотом утворюється ціан (СN) 2. Нагріванням азоту з ацетиленом С2Н2 до 15000С може бути отриманий ціаністий водень HCN. Взаємодія азоту з металами при високих температурах призводить до утворення нітридів (наприклад, Mg3N2).
При дії на звичайний азот електричних розрядів або при розкладанні нітридів бору, титану, магнію і кальцію, а також при електричних розрядах в повітрі може утворитися активний азот, який представляє собою суміш молекул і атомів азоту, що володіють підвищеним запасом енергії. На відміну від молекулярного, активний азот досить енергійно взаємодіє з киснем, воднем, парами сірки, фосфором і деякими металами.
Азот входить до складу дуже багатьох найважливіших органічних сполук (аміни, амінокислоти, нітросполуки та ін.).
Отримання і застосування.
У лабораторії азот легко може бути отриманий при нагріванні концентрованого нітриту амонію: NH4NO2. N2 + 2H2O. Технічний спосіб одержання азоту заснований на поділі попередньо зрідженого повітря, який потім піддається разгонке.
Основна частина видобутого вільного азоту використовується для промислового виробництва аміаку, який потім в значних кількостях переробляється на азотну кислоту, добрива, вибухові речовини і т. Д. Крім прямого синтезу аміаку з елементів, промислове значення для зв'язування азоту повітря має розроблений в 1905 ціанамідний метод, заснований на тому, що при 10000С карбід кальцію (отримуваний накаливанием суміші звістці вугілля в електричній печі) реагує з вільним азотом: CaC2 + N2. CaCN2 + C. Утворений ціанамід кальцію при дії перегрітого водяної пари розкладається з виділенням аміаку: CaCN2 + 3H2O. CaCO3 + 2NH3.
Вільний азот застосовують у багатьох галузях промисловості: як інертну середу при різноманітних хімічних і металургійних процесах, для заповнення вільного простору в ртутних термометрах, при перекачуванні горючих рідин і т. Д. Рідкий азот застосовується у різних холодильних установках. Його зберігають і транспортують в сталевих контейнерах Дьюара, газоподібний азот в стислому вигляді - в балонах. Широко застосовують багато сполуки азоту. Виробництво зв'язаного азоту стало посилено розвиватися після 1-ї світової війни і зараз досягло величезних масштабів.