L’azoto è l’elemento con numero atomico sette. L’azoto biatomico, o azoto costituito da due atomi legati, è un gas chiaro e inodore che forma gran parte dell’atmosfera terrestre. È una molecola estremamente stabile, che resiste ai cambiamenti in una varietà di circostanze. Il punto di ebollizione dell’azoto è molto basso, causando la formazione di un gas alle temperature quotidiane; tuttavia, l’azoto liquido è comunemente usato come refrigerante. Le proprietà dell’azoto, compresa la sua stabilità e il basso punto di ebollizione, giocano un ruolo importante sia nella biologia che nella società umana.
Molte delle proprietà dell’azoto derivano dal suo forte legame a triplo elettrone. Gli atomi tendono ad essere più stabili quando hanno otto elettroni nel loro guscio più esterno, o nella regione più lontana dal nucleo. Un singolo atomo di azoto ha cinque elettroni nel guscio esterno. Due atomi di azoto, quindi, tendono a condividere tra loro tre di questi elettroni, consentendo a ciascun atomo di godere della stabilità di avere otto elettroni. Questo è il motivo per cui la stabilità è tra le proprietà dell’azoto.
Un’altra delle proprietà dell’azoto è il suo basso punto di ebollizione. A pressione atmosferica, l’azoto bolle a -320 gradi Fahrenheit (-196 gradi Celsius). L’azoto liquido appare come un liquido limpido simile all’acqua. Può essere conservato in appositi congelatori e portato all’aria aperta per brevi periodi prima che si sciolga completamente. I tecnici usano spesso l’azoto liquido come refrigerante criogenico o una sostanza che può raffreddare altre apparecchiature o dispositivi.
Nell’atmosfera terrestre, l’azoto costituisce il 78.1% dell’aria in volume. La maggior parte di questo azoto biatomico, tuttavia, non è disponibile per l’uso da parte degli organismi perché è nella sua forma molecolare stabile. Alcuni batteri possono rompere il triplo legame dell’azoto e attaccare molecole di idrogeno e ossigeno a un singolo atomo di azoto. Le proprietà dell’azoto consentono il rilascio di energia quando piante e animali utilizzano questi composti formati da batteri. Infine, alcuni batteri possono riportare l’azoto alla sua forma originale e rilasciarlo nell’atmosfera, un processo noto come ciclo dell’azoto.
Gli esseri umani, essendosi evoluti in un’atmosfera dominata dall’azoto, si affidano all’elemento per le funzioni biologiche di base. Le proprietà dell’azoto sono utili anche nelle applicazioni industriali. Quando combinato con idrogeno o ossigeno, l’azoto può formare composti che bruciano o esplodono, rilasciando energia sotto forma di calore. Quando combinato con il carbonio, l’azoto forma cianuro, utile nelle applicazioni minerarie e mediche. Tuttavia, l’azoto può essere pericoloso se maneggiato in modo improprio: sono necessarie una serie di precauzioni per lavorare in sicurezza con l’azoto.