El nitrógeno es el elemento con número atómico siete. El nitrógeno diatómico, o nitrógeno que consta de dos átomos enlazados, es un gas transparente e inodoro que forma gran parte de la atmósfera terrestre. Es una molécula extremadamente estable que resiste cambios en una variedad de circunstancias. El punto de ebullición del nitrógeno es muy bajo, lo que hace que se forme un gas a las temperaturas diarias; sin embargo, el nitrógeno líquido se usa comúnmente como refrigerante. Las propiedades del nitrógeno, incluida su estabilidad y bajo punto de ebullición, juegan un papel importante tanto en la biología como en la sociedad humana.
Muchas de las propiedades del nitrógeno son el resultado de su fuerte enlace de tres electrones. Los átomos tienden a ser más estables cuando tienen ocho electrones en su capa más externa, o en la región más distante del núcleo. Un solo átomo de nitrógeno tiene cinco electrones en la capa exterior. Por lo tanto, dos átomos de nitrógeno tienden a compartir tres de estos electrones entre sí, lo que permite que cada átomo disfrute de la estabilidad de tener ocho electrones. Esta es la razón por la que la estabilidad se encuentra entre las propiedades del nitrógeno.
Otra de las propiedades del nitrógeno es su bajo punto de ebullición. A presión atmosférica, el nitrógeno hierve a -320 grados Fahrenheit (-196 grados Celsius). El nitrógeno líquido aparece como un líquido transparente similar al agua. Puede almacenarse en congeladores especiales y llevarse al aire libre durante breves períodos de tiempo antes de que hierva por completo. Los técnicos suelen utilizar nitrógeno líquido como refrigerante criogénico o una sustancia que puede enfriar otros equipos o dispositivos.
En la atmósfera terrestre, el nitrógeno constituye el 78.1% del aire en volumen. La mayor parte de este nitrógeno diatómico, sin embargo, no está disponible para su uso por organismos porque se encuentra en su forma molecular estable. Algunas bacterias pueden romper el triple enlace del nitrógeno y unir moléculas de hidrógeno y oxígeno a un solo átomo de nitrógeno. Las propiedades del nitrógeno permiten que se libere energía cuando las plantas y los animales utilizan estos compuestos formados por bacterias. Finalmente, algunas bacterias pueden devolver el nitrógeno a su forma original y liberarlo a la atmósfera, un proceso conocido como ciclo del nitrógeno.
Los seres humanos, habiendo evolucionado en una atmósfera dominada por nitrógeno, dependen del elemento para funciones biológicas básicas. Las propiedades del nitrógeno también son útiles en aplicaciones industriales. Cuando se combina con hidrógeno u oxígeno, el nitrógeno puede formar compuestos que se queman o explotan, liberando energía en forma de calor. Cuando se combina con carbono, el nitrógeno forma cianuro, que es útil en aplicaciones médicas y mineras. Sin embargo, el nitrógeno puede ser peligroso si se manipula incorrectamente; se necesitan varias precauciones para trabajar con nitrógeno de manera segura.