Azot

Azot, ₇N

Azot
Görünüm	renksiz gaz, sıvı veya katı
Standart atom ağırlığı Ar, std(N)	[7001140064300000000♠14.00643, 7001140072800000000♠14.00728] Konvansiyonel: 7001140070000000000♠14.007
Periyodik tablodaki Azot
– ↑ N ↓ P karbon ← azot → oksijen
Atom numarası (Z)	7
Grup	15. grup (azot grubu)
Period	periyot 2
Blok	p-blok
Element kategorisi	Reaktif ametal
Elektron konfigürasyonu	[He] 2s2 2p3
Kabuk başına elektron	2, 5
Fiziksel özellikler
STP de Faz	gaz
Erime noktası	(N2) 63.15 K ​(−210.00 °C, ​−346.00 °F)
Kaynama noktası	(N2) 77.355 K ​(−195.795 °C, ​−320.431 °F)
Yoğunluk (STP)	1.2506 g/L 0 °C'de, 1013 mbar
sıvı olduğunda (b.p.)	0.808 g/cm3
Üçlü nokta	63.151 K, ​12.52 kPa
Kritik nokta	126.21 K, 3.39 MPa
Isı entalpisi	(N2) 0.72 kJ/mol
Buharlaştırma ısı	(N2) 5.56 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	(N2) 29.124 J/(mol·K)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 37 41 46 53 62 77
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	−3, −2, −1, +1, +2, +3, +4, +5 (bir güçlü asidik oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 3.04
İyonlaşma enerjisi	1.: 1402.3 kJ/mol 2.: 2856 kJ/mol 3.: 4578.1 kJ/mol (daha fazlası)
Kovalent yarıçapı	71±1 pm
Van der Waals yarıçapı	155 pm
azot spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapı	​altıgen
Sesin hızı	353 m/s (gaz, 27 °C'de)
Termal iletkenlik	25.83×10−3 W/(m·K)
Manyetik sıralama	diamagnetic
CAS Numarası	17778-88-0 7727-37-9 (N2)
Tarihçe
Keşfeden	Daniel Rutherford (1772)
Adlandıran	Jean-Antoine Chaptal (1790)
azot ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 13N syn 9.965 min ε 13C 14N 99.6% kararlı 15N 0.4% kararlı

Azot, sembolü N ve atom numarası 7 olan kimyasal elementtir. İlk olarak 1772'de İskoç doktor Daniel Rutherford tarafından keşfedildi ve izole edildi. Carl Wilhelm Scheele ve Henry Cavendish bağımsız olarak yaklaşık aynı zamanda yapmış olsalar da Rutherford genel olarak aynı krediye layık görüldü çünkü çalışmaları daha önce yayınlandı. Nitrogène adı, 1790'da Fransız kimyager Jean-Antoine-Claude Chaptal tarafından nitrik asit ve nitratlarda azot bulunduğu tespit edildi. Antoine Lavoisier, boğucu bir gaz olduğu için Yunanca ἀζωτικός "hayat yok" anlamından azot adını önerdi; bu isim bunun yerine Fransızca, Rusça, Romence ve Türkçe gibi birçok dilde kullanılmaktadır ve hidrazin, azidler ve azo bileşikleri gibi bazı azot bileşiklerinin İngilizce adlarında yer almaktadır.

Azot, periyodik tablonun 15. grubunun en hafif üyesidir ve sıklıkla piktojen olarak adlandırılır. Adı, doğrudan azotun boğucu özelliklerine atıfta bulunarak Yunanca "νίγειν "boğulmak" anlamından geliyor. Samanyolu ve Güneş Sistemi'nde toplam bolluğun yaklaşık yedinci olduğu tahmin edilen evrendeki ortak bir elementtir. Standart sıcaklık ve basınçta, elementin iki atomu, N₂ formülü ile renksiz ve kokusuz bir diyatomik gaz olan dinitrojen oluşturmak üzere bağlanır. Dinitrojen, Dünya atmosferinin yaklaşık %78'ini oluşturur ve bu da onu en bol kombine olmayan element haline getirir. Azot, tüm organizmalarda, özellikle amino asitlerde (ve dolayısıyla proteinlerde), nükleik asitlerde (DNA ve RNA) ve enerji transfer molekülünde adenozin trifosfatta bulunur. İnsan vücudu, oksijen, karbon ve hidrojenden sonra vücutta en bol bulunan dördüncü element olan kütle olarak yaklaşık %3 azot içerir. Azot döngüsü, elementin havadan, biyosfer ve organik bileşiklere, daha sonra tekrar atmosfere hareketini tanımlar.

Amonyak, nitrik asit, organik nitratlar (itici gazlar ve patlayıcılar) ve siyanürler gibi endüstriyel açıdan önemli birçok bileşik azot içerir. Karbon monoksit (CO) sonrası herhangi bir diatomik molekülde ikinci en güçlü bağ olan elementel azottaki (N≡N) son derece güçlü üçlü bağ, azot kimyasına hakimdir. Bu, hem organizmalar hem de endüstri için N₂'yi faydalı bileşiklere dönüştürmede zorluğa neden olur, ancak aynı zamanda azot bileşiklerini oluşturmak için azot bileşiklerinin yakılması, patlaması veya ayrıştırılması, büyük miktarlarda genellikle yararlı enerji salar. Sentetik olarak üretilen amonyak ve nitratlar, temel endüstriyel gübrelerdir ve gübre nitratları, su sistemlerinin ötrofikasyonunda önemli kirleticilerdir.

Gübre ve enerji depolarında kullanılmasının yanı sıra, azot, yüksek mukavemetli kumaşta kullanılan Kevlar ve superglue'da kullanılan siyanoakrilat gibi çeşitli organik bileşiklerin bir bileşenidir. Azot, antibiyotikler de dahil olmak üzere her ana farmakolojik ilaç sınıfının bir bileşenidir. Birçok ilaç, doğal azot içeren sinyal moleküllerinin taklitleri veya ön ilaçlarıdır: örneğin, organik nitratlar nitrogliserin ve nitroprussid, nitrik okside metabolize ederek kan basıncını kontrol eder. Doğal kafein ve morfin veya sentetik amfetamin gibi azot içeren birçok ilaç, hayvan nörotransmitterlerinin reseptörleri üzerinde etki eder.

Tarihçe

Azot bileşikleri çok uzun bir geçmişe sahiptir, amonyum klorür Herodot tarafından biliniyordu. Ortaçağ tarafında iyi biliniyorlardı. Simyacılar nitrik asidi aqua fortis (güçlü su) ve amonyum tuzları ve nitrat tuzları gibi diğer azot bileşiklerini biliyorlardı. Nitrik ve hidroklorik asitlerin karışımı, aqua regia (kraliyet suyu) olarak biliniyordu, metallerin kralı olan altınları çözüçü yeteneği için kullanıldı.

Azotun keşfi, 1772'de İskoçyalı Daniel Rutherford'a atfedilir ve buna zehirli hava denir. Tamamen farklı bir kimyasal madde olarak tanımamasına rağmen, Joseph Black'in "sabit havası" veya karbon dioksitten açıkça ayırdı. Yanmayı desteklemeyen bir hava bileşeni olması, Rutherford için açıktı, ancak bunun bir unsur olduğunun farkında değildi. Azot aynı zamanda Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish ve yanmış hava veya flogistikleştirilmiş hava olarak adlandırılan Joseph Priestley tarafından da incelenmiştir. Azot gazı, Antoine Lavoisier'ın Yunanca "hayat yok" kelimesinden mτικός (azotikos) kelimesinden "mephitik hava" veya azot olarak bahsettiği kadar eylemsizdi. Saf azot atmosferde hayvanları öldürür ve alevleri söndürür. Lavoisier'in adı İngilizce olarak kabul edilmese de, neredeyse tüm gazların (aslında sadece oksijen hariç) mefitik olduğu belirtildiğinden, birçok dilde (Fransızca, İtalyanca, Portekizce, Lehçe, Rusça, Arnavutça, Türkçe, vb .; Alman Stickstoff benzer şekilde aynı karaktere, yani "boğmak veya boğulmak için" ersticken anlamına gelir) ve hala hidrazin ve azid iyonu bileşikleri gibi birçok azot bileşiğinin ortak isimlerinde İngilizce olarak kalır. Son olarak, Yunanca πνίγειν "boğulmak" için azot tarafından yönetilen grup için "piktojen" ismine yol açtı.

İngilizce nitrojen (1794), 1790'de Fransız kimyager Jean-Antoine Chaptal (1756-1832) tarafından Fransızca nitrojeninden, Fransızca nitreden (tuzlu su da denilen potasyum nitrat) ve Fransızca-ekin, Yunanca "üreten", -γενής (-genes, "begotten") aldı. Chaptal'ın anlamı, nitrojenin nitrik asidin vazgeçilmez kısmı olması ve nitrenden üretilmesidir. Daha önceki zamanlarda, niter, Yunanca νίτρον (nitron) adı verilen Mısır "natron" (sodyum karbonat) ile karıştırılmıştı; bu, ismine rağmen nitrat içermiyordu.

Azot bileşiklerinin ilk askeri, endüstriyel ve tarımsal uygulamaları, en başta barutta ve daha sonra gübre olarak güherçile (sodyum nitrat veya potasyum nitrat) kullanmıştır. 1910 yılında, Lord Rayleigh azot gazındaki bir elektrik deşarjının, bir azotun monatomik allotropu olan "aktif azot" ürettiğini keşfetti. Aparatı tarafından üretilen "pırıl pırıl parlak sarı ışık bulutu" patlayıcı cıva nitrür üretmek için cıva ile reaksiyona girdi.

Uzun süre azot bileşikleri kaynakları sınırlıydı. Doğal kaynaklar ya biyolojiden ya da atmosferik reaksiyonlarla üretilen nitrat birikintilerinden kaynaklanır. Frank-Caro prosesi (1895-1899) ve Haber – Bosch prosesi (1908-1913) gibi endüstriyel proseslerle azot fiksasyonu, küresel gıda üretiminin yarısının (bkz. Uygulamalar) azotlu gübreler şu anda sentetik olduğu ölçüde bu azot bileşiği eksikliğini hafifletti. Aynı zamanda, endüstriyel nitrojen fiksasyonundan nitrat üretmek için Ostwald işleminin (1902) kullanılması, 20. yüzyılın Dünya Savaşlarında patlayıcıların üretiminde büyük ölçekli endüstriyel nitratların hammadde olarak üretimine izin verdi.

Özellikleri

Atomik

Bir nitrojen atomunda yedi elektron bulunur. temel durumunda, 1s2
2s2
2p1
x2p1
y2p1
z elektron konfigürasyonunda düzenlenirler. Bu nedenle, 2'si ve 2p orbitalinde, üçü (p-elektronları) eşleşmemiş beş değerlik elektronuna sahiptir. Sadece klor (3.16), oksijen (3.44) ve flor (3.98) tarafından aşılan elementler arasında (Pauling ölçeğinde 3.04) en yüksek elektronegatifliklerden birine sahiptir. (Hafif soy gazlar, helyum, neon ve argon, muhtemelen daha elektronegatif olacaktır ve aslında Allen ölçeğinde olacaktır.) Periyodik eğilimleri takiben, 71 pm'lik tek bağ kovalent yarıçapı borunkinden daha küçüktür (84 pm) ve karbon (76 pm), oksijen (66 pm) ve flor (57 pm) 'den daha büyüktür. Nitrür anyonu, N³⁻, oksit (O²⁻: 140 pm) ve florür (F⁻: 133 pm) anyonlarına benzer şekilde 146 pm'de çok daha büyüktür. Azotun ilk üç iyonizasyon enerjisi 1.402, 2.856 ve 4.577 MJ·mol⁻¹'dir ve dördüncü ve beşinci toplamı 16.920 MJ·mol⁻¹'dir. Bu çok yüksek rakamlar nedeniyle, azotun basit katyonik kimyası yoktur.

2p alt kabuğundaki radyal düğümlerin eksikliği, p-bloğunun ilk sırasının, özellikle azot, oksijen ve florin anormal özelliklerinin çoğundan doğrudan sorumludur. 2p alt kabuğu çok küçüktür ve 2s kabuğuna çok benzer bir yarıçapa sahiptir ve yörünge hibridizasyonunu kolaylaştırır. Ayrıca, çekirdek ve 2s ve 2p kabuklarındaki değerlik elektronları arasında çok büyük elektrostatik çekim kuvvetleri ile sonuçlanır ve bu da çok yüksek elektronegatifliklere yol açar. Aynı nedenden dolayı 2p elementlerinde hipervalite neredeyse bilinmemektedir, çünkü yüksek elektronegatiflik, elektron bakımından zengin üç merkezli dört elektronlu bağda küçük bir azot atomunun merkezi bir atom olmasını zorlaştırmaktadır çünkü elektronları çekme eğilimindedir kuvvetle kendine. Bu nedenle, azotun periyodik tablodaki grup 15'in başındaki pozisyonuna rağmen, kimyası daha ağır konjen fosfor, arsenik, antimon ve bizmuttan büyük farklılıklar gösterir.

Azot, yatay komşu karbon ve oksijenin yanı sıra piktojen kolonu, fosfor, arsenik, antimon ve bizmuttaki dikey komşuları ile yararlı bir şekilde karşılaştırılabilir. Her ne kadar lityumdan oksijene kadar olan her periyot 2 elementi, bir sonraki gruptaki (magnezyumdan klora; bunlar diyagonal ilişkiler olarak bilinir) periyot 3 elementine bazı benzerlikler gösterse de, ani bor-silikon dereceleri düşer. Azotun sülfüre benzerlikleri, her iki element de mevcut olduğunda, çoğunlukla sülfür nitrür halka bileşikleri ile sınırlıdır.

Katenasyon için karbon eğilimini paylaşmasa da, sekiz atomdan (PhN=N–N(Ph)–N=N–N(Ph)–N=NPh) ve daha fazlasından oluşan azot zincirleri elde edilebilir. Karbon gibi, azot da metallerle iyonik veya metalik bileşikler oluşturma eğilimindedir. Azot, zincir, grafit ve fullerenik benzeri yapıları olanlar da dahil olmak üzere geniş bir karbonlu nitrür serisi oluşturur.

Yüksek elektronegatifliği ve hidrojen bağı için eşzamanlı kapasitesi ve yalnız elektron çiftlerini bağışlayarak koordinasyon kompleksleri oluşturma kabiliyeti ile oksijene benzer. NH₃ amonyak ve su H₂O kimyası arasında bazı paralellikler vardır. Örneğin, her iki bileşiğin NH₄⁺ ve H₃O⁺ verecek şekilde pronasyona tabi tutulacak veya NH₂⁻ ve OH⁻ verecek şekilde protonu çıkarılacak ve bunların tümü katı bileşiklerde izole edilebilir.

Azotun negatif bir elektron ilgisi vardır, bu da ona bir elektron eklemek için enerjinin gerekli olduğu anlamına gelir. Çünkü azotun her biri bir elektronla dolu üç p-orbitaline sahiptir. Gelen bir elektron, bu orbitallerdeki elektronlardan önemli ölçüde itecektir. Bu, bir boş p alt kabuğuna sahip karbonda gerçekleşmez. Oksijenle de meydana gelmez, çünkü artan nükleer yük, elektronlar arası itme etkilerinin üstesinden gelmek için yeterlidir.

Azot, her iki yatay komşusu ile pπ–pπ etkileşimleri yoluyla tipik olarak karbon, oksijen veya diğer azot atomlarıyla çoklu bağlar oluşturma tercihini paylaşır. Böylece, örneğin, azot diyatomik moleküller olarak oluşur ve bu nedenle grubunun geri kalanından çok daha düşük erime (−210 °C) ve kaynama noktalarına (−196 °C) sahiptir, çünkü N₂ molekülleri sadece zayıf van der Waals etkileşimleri ile bir arada tutulur ve önemli anlık dipoller oluşturmak için çok az elektron vardır.

Bu, dikey komşuları için mümkün değildir; bu nedenle azot oksitler, nitritler, nitratlar, nitro-, nitroso-, azo- ve diazo-bileşikleri, azidler, siyanatlar, tiyosiyanatlar ve imino türevler fosfor, arsenik, antimon veya bizmut ile yankı bulamazlar. Bununla birlikte, aynı şekilde, fosfor oksoasitlerin karmaşıklığı azot ile yankı bulamaz. Farklılıklarını bir kenara bırakarak, azot ve fosfor birbirleriyle geniş bir dizi bileşik oluşturur; bunlar zincir, halka ve kafes yapılarına sahiptir.

İzotopları

Karbondan florine (azot dahil) nüklid tablosu (Segrè çizelgesi). Turuncu, proton emisyonunu (proton damla hattı dışındaki nüklitler) belirtir; pozitron emisyonu için pembe (ters beta bozunması); kararlı nüklitler için siyah; elektron emisyonu için mavi (beta bozunması); ve nötron emisyonu için menekşe (nötron damlama hattı dışındaki nüklitler). Proton sayısı dikey eksene, nötron sayısı yatay eksene doğru artar.

Azotun iki kararlı izotopu vardır: ¹⁴N ve ¹⁵N. Birincisi çok daha yaygındır, %99.634 doğal azot oluşturur ve ikincisi (biraz daha ağırdır) kalan %0.366'yı oluşturur. Bu, 14.007 u civarında bir atomik ağırlığa yol açar. Bu stabil izotopların her ikisi de yıldızlarda CNO döngüsünde üretilir, ancak ¹⁴N, nötron yakalama oranı sınırlayıcı adım olduğundan daha yaygındır. ¹⁴N, beş kararlı tek-tek nüklitten (tek sayıda proton ve nötrona sahip bir nüklid) biridir; diğer dördü ²H, ⁶Li, ¹⁰B ve ^180mTa'dır.

¹⁴N ve ¹⁵N'nin nispi bolluğu atmosferde pratik olarak sabittir, ancak biyolojik redoks reaksiyonlarından doğal izotopik fraksiyonlama ve doğal amonyak veya nitrik asidin buharlaşması nedeniyle başka yerlerde değişebilir. Biyolojik aracılı reaksiyonlar (örn., Asimilasyon, nitrifikasyon ve denitrifikasyon) topraktaki azot dinamiklerini güçlü bir şekilde kontrol eder. Bu reaksiyonlar tipik olarak substratın ¹⁵N zenginleşmesine ve ürünün tükenmesine neden olur.

¹⁵N ağır izotopu ilk olarak 1929 yılında S. M. Naudé tarafından, komşu elementlerin oksijen ve karbon ağır izotoplarının keşfedilmesinden kısa bir süre sonra keşfedilmiştir. Tüm izotopların en düşük termal nötron yakalama kesitlerinden birini sunar. Nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisinde, daha az çizgi genişliği gibi NMR için avantajlar sağlayan yarısının fraksiyonel nükleer spininden dolayı azot içeren moleküllerin yapılarını belirlemek için sıklıkla kullanılır. ¹⁴N, teorik olarak da kullanılabilir olsa da, bir tam sayı nükleer dönüşe sahiptir ve bu nedenle daha geniş ve daha az kullanışlı spektrumlara yol açan bir dört kutuplu moment vardır. Bununla birlikte, ¹⁵N NMR, daha yaygın ¹H ve ¹³C NMR spektroskopisinde karşılaşılmayan komplikasyonlara sahiptir. ¹⁵N'nin düşük doğal bolluğu (%0.36), sadece düşük jiromanyetik oranıyla (¹H'nin sadece %10.14'ü) artan bir problem olan duyarlılığı önemli ölçüde azaltır. Sonuç olarak, ¹H için sinyal-gürültü oranı, aynı manyetik alan gücünde ¹⁵N için olandan yaklaşık 300 kat daha fazladır. Bu, kimyasal değişim veya fraksiyonel damıtma yoluyla ¹⁵N'nin izotopik zenginleştirilmesi ile hafifletilebilir. ¹⁵N ile zenginleştirilmiş bileşikler, standart koşullar altında, atmosferden uzak tutulması gereken etiketli hidrojen, karbon ve oksijen izotoplarına sahip bileşiklerin aksine, azot atomlarının atmosferik azot ile kimyasal değişimine maruz kalmama avantajına sahiptir. ¹⁵N: ¹⁴N oranı, δ¹⁵N olarak adlandırılan jeokimya, hidroloji, paleoklimatoloji ve paleokeanografi alanlarında kararlı izotop analizinde yaygın olarak kullanılır.

Sentetik olarak üretilen ve ¹²N ila ²³N arasında değişen on diğer izotoptan ¹³N'nin yarılanma ömrü on dakikalık ve geri kalan izotopların saniyeler (¹⁶N ve ¹⁷N) hatta milisaniye kadar yarılanma ömürleri vardır. Proton veya nötrondan sızan nükleer damla hatlarının dışına düşecekleri için başka hiçbir azot izotopu mümkün değildir. Yarılanma ömrü farkı göz önüne alındığında, pozitron emisyon tomografisinde (PET) kullanmak için nispeten uzun ömürlü olan ¹³N, en önemli azot radyoizotopudur, ancak yarı ömrü hala kısadır ve bu nedenle PET, örneğin bir proton bombardımanı ve bir alfa parçacığı ile bir siklotronda ¹³N üretir.

Radyoizotop ¹⁶N, normal çalışma sırasında basınçlı su reaktörlerinin veya kaynar su reaktörlerinin soğutma sıvısında baskın radyonüklittir ve bu nedenle birincil soğutma sisteminden ikincil buhar döngüsüne sızıntıların hassas ve acil bir göstergesidir ve bu tür sızıntıların tespiti için kullanılır. ¹⁶O atomundan bir nötronu yakaladığı ve bir protonu dışarı attığı bir (n, p) reaksiyonu yoluyla ¹⁶O'dan (su içinde) üretilir. Yaklaşık 7.1 saniyelik kısa bir yarılanma ömrüne sahiptir, ancak ¹⁶O'ya geri dönüşü sırasında yüksek enerjili gama radyasyonu üretir (5 ila 7 MeV). Bu nedenle, basınçlı su reaktöründeki birincil soğutma suyu borularına erişim, reaktör güç çalışması sırasında sınırlandırılmalıdır.

Kimya ve bileşikler

Allotropları

Aktif azot olarak da bilinen atomik azot, eşleşmemiş üç elektron ile triradik olan oldukça reaktiftir. Serbest azot atomları, nitritler oluşturmak için çoğu elementle kolayca reaksiyona girer ve iki serbest azot atomu, heyecanlı bir N₂ molekülü üretmek için çarpışsa bile, karbondioksit ve CO ve O veya OH ve H gibi radikallerde homolitik fisyona neden olacak su gibi kararlı moleküllerle bile çarpışmada çok fazla enerji açığa çıkarabilir. Atomik azot, azot gazı içinden 0.1-2 mmHg'de bir elektrik deşarjı geçirilerek hazırlanır, bu da atomik azot ve birkaç dakika boyunca yavaş yavaş bir gün batımı sonrası deşarj sona erdikten sonra yavaş yavaş kaybolan şeftali-sarı bir emisyon üretir.

Atomik azotun büyük reaktivitesi göz önüne alındığında, elementel azot genellikle moleküler N₂, dinitrojen olarak oluşur. Bu molekül, standart koşullarda renksiz, kokusuz ve tatsız bir diyamanyetik gazdır: −210 °C'de erir ve −196 °C'de kaynar. Dinitrojen çoğunlukla oda sıcaklığında reaktif değildir, ancak yine de lityum metali ve bazı geçiş metali kompleksleri ile reaksiyona girer. Bunun nedeni, N≡N üçlü bağına sahip olması nedeniyle standart koşullarda diyatomik elemanlar arasında benzersiz olan bağlanmasıdır. Üçlü bağlar kısa bağ uzunluklarına (bu durumda 109.76 pm) ve yüksek ayrışma enerjilerine (bu durumda 945.41 kJ/mol) sahiptir ve bu nedenle çok güçlüdür, dinitrojenin kimyasal etkisizliğini açıklar.

Diğer azot oligomerlerinin ve polimerlerinin mümkün olabileceğine dair bazı teorik göstergeler vardır. Sentezlenebilirlerse, çok yüksek enerji yoğunluğuna sahip, güçlü itici gaz veya patlayıcı olarak kullanılabilecek malzemeler olarak potansiyel uygulamalara sahip olabilirler. Bunun nedeni, N≡N üçlü bağı (bağ enerjisi 946 kJ⋅mol⁻¹) N = N çift bağından (418 kJ⋅mol⁻¹) çok daha güçlü olan dinitrojene ayrışmaları gerektiğidir veya N–N tekli bağ (160 kJ⋅mol⁻¹): gerçekten, üçlü bağ, tek bağın enerjisinden üç kattan daha fazlasına sahiptir. (Bunun tersi, çok atomlu allotropları tercih eden daha ağır piktojenler için geçerlidir.) Büyük bir dezavantaj, çoğu nötr polinitrojenin ayrışmaya karşı büyük bir bariyere sahip olması beklenmemesi ve birkaç istisnanın sentez için uzun zamandır aranan ama hala bilinmeyen tetrahedrandan daha zor olacağıdır. Bu, iyi karakterize edilmiş katyonik ve anyonik polinitrojenler azid (N−
3), pentazenium (N+
5) ve pentazolidin (siklik aromatik N−
5) aksine iyi duruyor. Elmas örs hücresinde üretilen son derece yüksek basınçlar (1.1 milyon atm) ve yüksek sıcaklıklar (2000 K) altında, azot tek bağlı kübik gauche kristal yapısına polimerize olur. Bu yapı elmasınkine benzer ve her ikisi de son derece güçlü kovalent bağlara sahiptir, bu da "azot elmas" takma adıyla sonuçlanır.

Atmosferik basınçta, azot moleküleri 77 K (-195,79 °C) sıcaklıkta yoğuşur (sıvılaşır) ve 63 K (−210,01 °C) beta altıgen kapalı paket kristal allotropik forma dönüşür. 35.4 K (−237.6 °C) altında azot kübik kristal allotropik formu (alfa fazı olarak adlandırılır) alır. Görünüşte suya benzeyen renksiz bir sıvı olan sıvı azot, ancak yoğunluğunun %80.8'i ile (kaynama noktasında sıvı azot yoğunluğu 0.808 g/mL'dir) yaygın bir kriyojendir. Katı azotun birçok kristalin modifikasyonu vardır. Plüton ve Triton gibi Güneş Sisteminin dış uyduları üzerinde önemli bir dinamik yüzey kaplaması oluşturur. Katı azotun düşük sıcaklıklarında bile oldukça uçucudur ve bir atmosfer oluşturmak için süblimleşme olabilir veya azot donuna geri yoğuşabilir. Çok zayıftır ve buzullar şeklinde akar ve Triton üzerinde azot gazının geyzerleri kutup buz örtüsü bölgesinden gelir.

Dinitrojen kompleksleri

Keşfedilecek ilk dinitrojen kompleksi olan [Ru(NH3)5(N2)]2+ (pentaamin (dinitrogen) rutenyum (II)) yapısı.

Keşfedilecek bir dinitrojen kompleksinin ilk örneği [Ru(NH₃)₅(N₂)]²⁺ (sağdaki şekle bakınız) idi ve yakında bu tür birçok kompleks keşfedildi. Bir azot molekülünün merkezi bir metal katyonuna en az bir yalnız elektron bağışladığı bu kompleksler, N₂'nin azotazdaki metallere ve Haber prosesi için katalizöre nasıl bağlanabileceğini gösterir: dinitrojen aktivasyonunu içeren bu süreçler hayati önem taşır biyolojide ve gübre üretiminde önemlidir.

Dinitrogen, metalleri beş farklı şekilde koordine edebilir. Daha iyi karakterize edilen yollar, nitrojen atomları üzerindeki yalnız çiftlerin metal katyonuna bağışlandığı M←N≡N (η¹) ve M←N≡N→M (μ, bis-η¹) sonudur. Daha az iyi karakterize edilen yollar, üçlü bağdan iki metal katyonuna (μ, bis-η²) veya sadece birine (η²) bağlanan dinitrojen bağışlayan elektron çiftlerini içerir. Beşinci ve benzersiz yöntem, köprüleme ligandı olarak üçlü koordinasyonu içerir ve üç elektron çiftini üçlü bağdan (μ₃-N₂) bağışlar. Birkaç kompleks, birden çok N₂ ligandına ve bazıları da çeşitli yollarla bağlanmış N₂'ye sahiptir. N₂, karbon monoksit (CO) ve asetilen (C₂H₂) ile izoelektronik olduğundan, N₂, CO'dan daha zayıf bir σ-donör ve π-alıcı olmasına rağmen, dinitrojen komplekslerindeki bağ, karbonil bileşiklerindeki bağ ile yakından ilişkilidir. Teorik çalışmalar, σ bağışının, M–N bağının oluşumuna izin veren-geri bağıştan daha önemli bir faktör olduğunu göstermektedir, bu da çoğunlukla M–N bağını zayıflatır ve uçtan uca (η¹) bağışı, yandan (η²) bağıştan daha kolay yapılır.

Bugün, dinitrojen kompleksleri neredeyse tüm geçiş metalleri için bilinir ve birkaç yüz bileşiği oluşturur. Normalde üç yöntemle hazırlanırlar

Nitrürler, azidler ve nitrido kompleksleri

Azot, periyodik tablodaki ilk üç soy gaz, helyum, neon ve argon ve bizmuttan sonra çok kısa ömürlü elementlerin dışında neredeyse tüm elementlere bağlanır ve değişen özelliklere ve uygulamalara sahip çok çeşitli ikili bileşikler oluşturur. Birçok ikili bileşik bilinmektedir: azot hidritleri, oksitleri ve florürleri hariç, bunlara tipik olarak nitrür denir. Çoğu element için genellikle birçok stokiyometrik faz vardır (örneğin, MnN, Mn₆N₅, Mn₃N₂, Mn₂N, Mn₄N, and Mn_xN for 9.2 < x < 25.3). "Tuz benzeri" (çoğunlukla iyonik), kovalent, "elmas benzeri" ve metalik (veya dokular arasındaki) olarak sınıflandırılabilirler, ancak bu sınıflandırma genellikle ayrık ve ayrı tipler yerine yapıştırma tiplerinin sürekliliğinden kaynaklanan sınırlamalara sahiptir. Normalde bir metalin doğrudan azot veya amonyakla (bazen ısıtmadan sonra) reaksiyona sokulması veya metal amidlerin termal ayrışması yoluyla hazırlanırlar:

3 Ca + N₂ → Ca₃N₂

3 Mg + 2 NH₃ → Mg₃N₂ + 3 H₂ (at 900 °C)

3 Zn(NH₂)₂ → Zn₃N₂ + 4 NH₃

Bu işlemlerde birçok varyant mümkündür. Bu nitrürlerin en iyonik alkali metaller ve toprak alkali metaller, Li₃N (Na, K, Rb, ve Cs sterik nedenlerle kararlı nitrürler oluşturmaz) ve M₃N₂ (M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba). Bunlar, yüksek oranda elektropozitif elemanlar için bile yük ayrımı tam olarak olmamasına rağmen, resmi olarak N³⁻ anyonunun tuzları olarak düşünülebilir. Bununla birlikte, doğrusal N−
3 anyonuna sahip NaN₃ ve NaN₃ alkali metal azidleri, Sr(N₃) ve Ba(N₃)₂ gibi iyi bilinmektedir. B-alt grup metallerinin azidleri (11 ila 16 gruplarındaki olanlar) çok daha az iyoniktir, daha karmaşık yapılara sahiptir ve şok olduğunda kolayca patlar.

Birçok kovalent'te ikili nitrit bilinmektedir. Örnekler arasında siyanojen ((CN)₂), trifosfor pentanitrür (P₃N₅), disülfür dinitrür (S₂N₂) ve tetrasülfür tetranitrür (S₄N₄) bulunur. Esasen kovalent silikon nitrür (Si₃N₄) ve germanyum nitrür (Ge₃N₄) de bilinmektedir: özellikle silikon nitrür, bununla çalışmak ve sinterlemek zorluğu olmasa bile umut verici bir seramik yapar. Özellikle, çoğu umut vaat eden yarı iletkenler olan grup 13 nitrür, grafit, elmas ve silikon karbür ile izoelektroniktir ve benzer yapılara sahiptirler: bağlar, grup alçaldıkça, kovalentten kısmen iyonik olana, metaliktir. Özellikle, B–N birimi C-C'ye izoelektronik olduğundan ve karbon esas olarak bor ve azot arasında orta büyüklükte olduğundan, organik kimyanın çoğu borazin ("inorganik benzen" gibi bor-azot kimyasında bir yankı bulur ). Bununla birlikte, tamamen karbon içeren bir halkada mümkün olmayan elektronlardaki eksikliğinden dolayı bordaki nükleofilik atak kolaylığı nedeniyle analoji tam değildir.

En büyük nitrit kategorisi, MN, M₂N, ve M₄N formüllerinin interstisyel nitrürleridir (değişken bileşim mükemmel bir şekilde mümkün olsa da), burada küçük azot atomları metalik bir kübik veya altıgen kapalı paketlenmiş kafes içindeki boşluklara yerleştirilir. Opak, çok sert ve kimyasal olarak inerttirler, sadece çok yüksek sıcaklıklarda (genellikle 2500 °C'nin üzerinde) erirler. Metalik bir parlaklığa sahiptirler ve metaller gibi elektrik iletirler. Amonyak veya azot vermek için çok yavaş hidrolize olurlar.

Nitrür anyonu (N³⁻) ligandlar arasında bilinen en güçlü π donördür (ikinci en güçlü O²⁻'dür). Nitrido kompleksleri genellikle azitlerin termal ayrışması veya amonyak proton giderme ile yapılır ve genellikle bir terminal {≡N}³⁻ grubu içerir. Azot oksit, karbondioksit ve siyanat ile izoelektronik olan lineer azid anyonu (N−
3) birçok koordinasyon kompleksi oluşturur. N4−
4 (karbonat ve nitrat ile izoelektronik) bilinmesine rağmen, daha fazla katenasyon nadirdir.

Hidrürler

Endüstriyel olarak, amonyak (NH₃) azotun en önemli bileşiğidir ve diğer bileşiklerden daha büyük miktarlarda hazırlanır, çünkü gıda ve gübrelere bir öncü olarak hizmet ederek karasal organizmaların beslenme ihtiyaçlarına önemli ölçüde katkıda bulunur. Karakteristik keskin kokusu olan renksiz bir alkali gazdır. Hidrojen bağının varlığı, yüksek erime (−78 °C) ve kaynama (−33 °C) noktalarına göre amonyak üzerinde çok önemli etkilere sahiptir. Bir sıvı olarak, düşük bir viskoziteye ve elektrik iletkenliğine ve yüksek dielektrik sabitine sahip olan ve sudan daha az yoğun olan, yüksek buharlaşma ısısına (vakum şişelerinde kullanılmasına izin veren) çok iyi bir çözücüdür. Bununla birlikte, NH₃'teki hidrojen bağı, oksijene kıyasla azotun daha düşük elektronegatifliği ve H₂O'de ikiden ziyade NH₃'te sadece bir yalnız çiftin varlığı nedeniyle H₂O'dakinden daha zayıftır. Sulu çözeltide zayıf bir bazdır (pK_b 4.74); konjugat asidi amonyum, NH+
4'tür. Ayrıca, amit anyonu NH−
2 üretmek için bir proton kaybeden son derece zayıf bir asit olarak da işlev görebilir. Böylece amonyum ve amid üretmek için suya benzer şekilde kendi kendine ayrışmaya uğrar. Amonyak azot gazı üretmek için kolayca olmasa da hava veya oksijen içinde yanar; azot triflorür vermek için yeşilimsi-sarı bir alevle flor içinde yanar. Diğer metal olmayan metallerle reaksiyonlar çok karmaşıktır ve bir ürün karışımına yol açma eğilimindedir. Amonyak, nitridleri vermek için metallerle ısıtma üzerine reaksiyona girer.

Diğer birçok ikili azot hidrid bilinmektedir, ancak en önemlisi hidrazin (N₂H₄) ve hidrojen azittir (HN₃). Bir azot hidrit olmamasına rağmen, hidroksilamin (NH₂OH) özellikleri ve yapısı bakımından amonyak ve hidrazine de benzerdir. Hidrazin, amonyağa benzer şekilde kokan, renksiz bir sıvıdır. Fiziksel özellikleri su ile çok benzer (erime noktası 2.0 °C, kaynama noktası 113.5 °C, yoğunluk 1.00 g/cm³). Endotermik bir bileşik olmasına rağmen, kinetik olarak kararlıdır. Azot ve su buharı vermek için havada çok ekzotermik olarak hızlı ve tamamen yanar. Çok kullanışlı ve çok yönlü bir indirgeyici maddedir ve amonyaktan daha zayıf bir bazdır. Ayrıca yaygın olarak bir roket yakıtı olarak kullanılır.

Hidrazin genellikle amonyağın jelatin veya tutkal varlığında alkalin sodyum hipoklorit ile reaksiyonu ile yapılır:

NH₃ + OCl⁻ → NH₂Cl + OH⁻

NH₂Cl + NH₃ → N
2H+
5 + Cl⁻ (slow)

N
2H+
5 + OH⁻ → N₂H₄ + H₂O (hızlı)

(Hidroksit ve amonyak saldırıları tersine çevrilebilir, böylece bunun yerine ara NHCl⁻'den geçilebilir.) Jelatin eklenmesinin nedeni, amonyum klorür ve azot üretmek için monokloramin (NH₂Cl) ile reaksiyona girerek hidrazinin tahrip edilmesini katalizleyen Cu²⁺ gibi metal iyonlarını çıkarmasıdır.

Hidrojen azid HN₃) ilk olarak 1890 yılında sulu hidrazinin nitröz asit ile oksidasyonu yoluyla üretildi. Çok patlayıcıdır ve seyreltik çözeltiler bile tehlikeli olabilir. Hoşgörüsüz ve tahriş edici bir kokusu vardır ve potansiyel olarak ölümcül (ancak birikimli olmayan) bir zehirdir. Azid anyonunun konjugat asidi olarak düşünülebilir ve benzer şekilde hidrohalik asitlere benzer.

Halidler ve oksohalidler

Dört basit azot trihalidi de bilinmektedir. Birkaç karışık halojenür ve hidrohalid bilinmektedir, ancak çoğunlukla kararsızdır; örnekler arasında NClF₂, NCl₂F, NBrF₂, NF₂H, NFH₂, NCl₂H, ve NClH₂ bulunur.

Beş azot florür bilinmektedir. Azot triflorür (NF₃, ilk olarak 1928'de hazırlanan), termodinamik olarak stabil olan ve en kolay olarak susuz hidrojen florür içinde çözülmüş erimiş amonyum florürün elektrolizi ile üretilen renksiz ve kokusuz bir gazdır. Karbon tetraflorür gibi, hiç reaktif değildir ve su veya seyreltik sulu asitler veya alkaliler içinde kararlıdır. Sadece ısıtıldığında bir florlama maddesi olarak işlev görür ve tetraflorohidrazin (N₂F₄) vermek üzere yüksek sıcaklıklarda temas halinde bakır, arsenik, antimon ve bizmut ile reaksiyona girer.

NF+
4 ve N
2F+
3 katyonları da bilinmektedir (ikincisi, tetraflorohidrazinin arsenik pentaflorür gibi güçlü florür alıcılarla reaksiyona sokulması), kısmi çift bağ ve yüksek polar ve uzun N–F bağını ima eden kısa N–O mesafesi nedeniyle ilgi uyandıran ONF₃ gibi. Hidrazinin kendisinden farklı olarak tetraflorohidrazin, NF₂• radikalini vermek üzere oda sıcaklığında ve üzerinde ayrılabilir. Florin azid (FN₃) çok patlayıcıdır ve termal olarak kararsızdır. Dinitrojen diflorür (N₂F₂), termal olarak dönüştürülebilir cis ve trans izomerleri olarak bulunur ve ilk önce (FN₃)'ün termal ayrışmasının bir ürünü olarak bulunur.

Azot triklorür (NCl₃), fiziksel özellikleri karbon tetrakloridinkine benzeyen yoğun, uçucu ve patlayıcı bir sıvıdır, ancak bir fark CCl₄'ün su ile kolayca hidrolize edilmesidir. İlk olarak 1811'de patlayıcı eğilimlerine üç parmağını ve gözünü kaybeden Pierre Louis Dulong tarafından sentezlendi. Seyreltik bir gaz olarak daha az tehlikelidir ve bu nedenle endüstriyel olarak unu ağartmak ve sterilize etmek için kullanılır. İlk olarak 1975'te hazırlanan azot tribromür (NBr₃), −100 °C'de bile patlayıcı olan koyu kırmızı, sıcaklığa duyarlı, uçucu bir katıdır. Azot triiyodür (NI₃) hala daha kararsızdır ve sadece 1990'da hazırlanmıştır. Daha önce bilinen amonyaklı eklentisi şoklara karşı çok hassastır: bir tüy dokunuşu, değişen hava akımları ve hatta alfa parçacıkları ile ayarlanabilir. Bu nedenle, az miktarda azot triiyodür bazen lise kimya öğrencilerine bir gösteri olarak veya bir "kimyasal büyü" eylemi olarak sentezlenir. Klor azid (ClN₃) ve bromin azid (BrN₃) son derece hassas ve patlayıcıdır.

İki seri azot oksohalid bilinmektedir: nitrosil halojenürler (XNO) ve nitril halojenürler (XNO₂). Birincisi, azot oksidi doğrudan halojenleyerek yapılabilen çok reaktif gazlardır. Nitrosil florür (NOF) renksizdir ve kuvvetli bir florlayıcı maddedir. Nitrosil klorür (NOCl) aynı şekilde davranır ve genellikle iyonlaştırıcı bir çözücü olarak kullanılır. Nitrosil bromür (NOBr) kırmızıdır. Nitril halojenürlerin reaksiyonları çoğunlukla benzerdir: nitril florür (FNO₂) ve nitril klorür (ClNO₂) benzer şekilde reaktif gazlar ve kuvvetli halojenleştiricilerdir.

Üretim

Azot gazı, sıvı havanın fraksiyonel damıtılması veya gazlı hava (basınçlı ters ozmoz membran veya basınç salınımlı adsorpsiyon) kullanılarak mekanik yollarla üretilen endüstriyel bir gazdır. Membranlar veya basınç salınımlı adsorpsiyon (PSA) kullanan azot gazı jeneratörleri tipik olarak dökme olarak teslim edilen azottan daha maliyet ve enerji tasarrufludur. Ticari azot genellikle çelik üretimi ve diğer amaçlar için endüstriyel oksijen konsantrasyonu için hava işlemenin bir yan ürünüdür. Silindirlerde sıkıştırılmış olarak tedarik edildiğinde, genellikle OFN (oksijensiz azot) olarak adlandırılır. Ticari sınıf azot halihazırda en fazla 20 ppm oksijen içerir ve en fazla 2 ppm oksijen ve 10 ppm argon içeren özel olarak saflaştırılmış kaliteler de mevcuttur.

Kimyasal bir laboratuvarda, sulu bir amonyum klorür çözeltisinin sodyum nitrit ile işlenmesi suretiyle hazırlanır.

NH₄Cl + NaNO₂ → N₂ + NaCl + 2 H₂O

Bu reaksiyonda az miktarda NO ve HNO₃ safsızlıkları da oluşur. Safsızlıklar, gazı potasyum dikromat içeren sulu sülfürik asit içinden geçirerek giderilebilir. Çok saf azot, baryum azid veya sodyum azidin termal ayrışması ile hazırlanabilir.

2 NaN₃ → 2 Na + 3 N₂

Uygulamalar

Gaz

Azot bileşiklerinin uygulamaları, bu sınıfın büyük boyutundan dolayı doğal olarak son derece geniş bir şekilde çeşitlidir: bu nedenle, burada sadece saf azotun uygulamaları dikkate alınacaktır. Sanayi tarafından üretilen azotun üçte ikisi gaz, geri kalanı ise üçte biri sıvı olarak satılmaktadır. Gaz, havadaki oksijenin yangın, patlama veya oksitleyici bir tehlike oluşturduğu her durumda etklanılır. Bazı örnekler:

• Paketlenmiş veya dökme gıdaların tazeliğini azotlamak ve korumak için saf veya karbondioksit ile karıştırılmış modifiye bir atmosfer olarak (çürümeyi ve diğer oksidatif hasar formlarını geciktirerek) kullanılır. Gıda katkı maddesi olarak saf azot, Avrupa Birliği'nde E numarası E941 ile etiketlenmiştir
• Akkor ampullerde argona ucuz bir alternatif olarak.
• Mahkum infazında ölümcül enjeksiyona alternatif olarak .
• Bilgi teknolojisi (IT) ekipmanı için yangın söndürme sistemlerinde.
• Paslanmaz çelik imalatında.
• Çeliğin nitrürleme ile sertleştirilmesi durumunda.
• Bazı uçak yakıt sistemlerinde yangın tehlikesini azaltmak için (bkz. Atılma sistemi).
• Yarış arabası ve uçak lastiklerini şişirmek, doğal havadaki nem ve oksijenin neden olduğu tutarsız genleşme ve büzülme sorunlarını azaltır.

Kimyasal analizde numune hazırlama sırasında azot yaygın olarak kullanılır. Sıvı numunelerin hacmini konsantre etmek ve azaltmak için kullanılır. Basınçlı bir azot gazı akışkanının sıvının yüzeyine dik olarak yönlendirilmesi, çözücüyü ve buharlaşmamış çözücüyü geride bırakırken çözücünün buharlaşmasına neden olur.

Azot, ürettiği daha küçük kabarcıklar nedeniyle bazı biraların fıçılarını, özellikle stouts ve İngiliz aleslerini basınçlandırmak için karbondioksitin yerine kullanılabilir veya dağıtılarak birayı daha pürüzsüz ve daha ağır hale getirir. Yaygın olarak "widget" olarak bilinen basınca duyarlı bir azot kapsülü, azot yüklü biraların teneke kutularda ve şişelerde paketlenmesini sağlar. Azot tankları ayrıca paintball tabancaları için ana güç kaynağı olarak karbondioksidin yerini alıyor. Azot, CO₂'den daha yüksek basınçta tutulmalıdır, bu da N2 tanklarını daha ağır ve daha pahalı hale getirir. Azot gazı, inert gaz boğulma için tercih edilen inert gaz haline gelmiştir ve Oklahoma'da ölümcül enjeksiyonun yerini almaktadır. Sodyum azidin ayrışmasından oluşan azot gazı hava yastıklarının şişirilmesi için kullanılır.

Sıvı

Sıvı azot, kriyojenik bir sıvıdır. Dewar şişeleri gibi uygun kaplarda yalıtıldığında, çok fazla buharlaşma kaybı olmadan taşınabilir.

Kuru buz gibi, sıvı azotun ana kullanımı bir soğutucu akışkandır. Diğer şeylerin yanı sıra, kanın, üreme hücrelerinin (sperm ve yumurta) ve diğer biyolojik örneklerin ve materyallerin kriyoprezervasyonunda kullanılır. Kriyoterapide klinik ortamda derideki kistleri ve siğilleri gidermek için kullanılır. Bazı laboratuar ekipmanları için soğuk eşyalarda ve kızılötesi dedektörleri veya X-ışını dedektörlerini soğutmak için kullanılır. Ayrıca overclock yapılmış ve normal çalışma sırasındakinden daha fazla ısı üreten bilgisayarlardaki merkezi işlem birimlerini ve diğer aygıtları soğutmak için kullanılmıştır. Diğer kullanımlar, oda sıcaklığında yumuşak veya lastik gibi donma öğütme ve işleme malzemelerini, daralan montajı ve montaj mühendislik bileşenlerini ve daha genel olarak gerektiğinde (−200 °C civarında) çok düşük sıcaklıklara ulaşmaktır. Düşük maliyeti nedeniyle, sıvı azot genellikle gıdaların soğutulması, donma markalı hayvancılık, vanalar olmadığında akışı durdurmak için boruların dondurulması gibi düşük sıcaklıkların kesinlikle gerekli olmadığı durumlarda ve kazılar yapıldığında donarak dengesiz toprağın sağlamlaştırılması kullanılır.

Sıvı azot vakum pompası sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Emniyet

Gaz

Azot toksik olmamasına rağmen, kapalı bir alana bırakıldığında oksijenin yerini alabilir ve bu nedenle boğulma tehlikesi oluşturur. İnsanda karotid cisimi nispeten zayıf ve yavaş bir düşük oksijen (hipoksi) algılama sistemi olduğundan, bu birkaç uyarı semptomu ile ortaya çıkabilir. 19 Mart 1981'de ilk Uzay Mekiği misyonunun başlatılmasından kısa bir süre önce, iki teknisyen, Uzay Mekiği'nin mobil fırlatıcı platformunda bulunan ve yangına karşı bir önlem olarak saf nitrojen ile basınçlandırılmış bir alana girdikten sonra boğularak öldü.

Yüksek kısmi basınçlarda solunduğunda (tüplü dalışta yaklaşık 30 m'nin altındaki derinliklerde karşılaşılan yaklaşık 4 bar'dan fazla), azot, azot oksit zehirlenmesine benzer geçici bir zihinsel bozukluk olan azot narkozuna neden olan bir anestezik maddedir.

Azot kan ve vücut yağlarında çözünür. Hızlı dekompresyon (dalgıçlar çok hızlı yükseldiğinde veya astronotlar kabin basıncından uzay giysisi basıncına çok hızlı bir şekilde açıldığında), kan dolaşımında azot kabarcıkları oluştuğunda dekompresyon hastalığı (eski adıyla keson hastalığı veya çökme olarak bilinir) sinirler, eklemler ve diğer hassas veya hayati bölgeler olarak potansiyel olarak ölümcül bir duruma yol açabilir. Diğer "inert" gazlardan (karbon dioksit ve oksijen dışındaki gazlar) gelen kabarcıklar aynı etkilere neden olur, bu nedenle solunum gazlarındaki azotun değiştirilmesi azot narkozunu önleyebilir, ancak dekompresyon hastalığını önlemez.

Sıvı

Kriyojenik bir sıvı olarak, sıvı azot temasta soğuk yanıklarına neden olarak tehlikeli olabilir, ancak Leidenfrost etkisi çok kısa maruz kalma (yaklaşık bir saniye) için koruma sağlar. Sıvı azotun yutulması ciddi iç hasara neden olabilir. Örneğin, 2012'de İngiltere'deki genç bir kadın, sıvı azotla yapılan bir kokteyl aldıktan sonra midesini çıkarmak zorunda kaldı.

Azotun sıvı-gaz genleşme oranı 20 °C'de 1:694 olduğundan, sıvı azot kapalı bir alanda hızla buharlaştırılırsa çok büyük bir kuvvet üretilebilir. 12 Ocak 2006 tarihinde Teksas A&M Üniversitesi'nde meydana gelen bir olayda, bir sıvı azot tankının basınç tahliye cihazları arızalı ve daha sonra mühürlenmiştir. Sonraki basınç artışının bir sonucu olarak, tank korkunç/feci boyutta başarısız oldu. Patlamanın gücü, tankı hemen üstündeki tavanı uçurdu, hemen altındaki bir betonarme kirişini parçaladı ve laboratuvar duvarlarını temellerini 0.1-0.2 m darbe uyguladı.

Sıvı azot, gaz halinde azot oluşturmak üzere kolayca buharlaşır ve bu nedenle gaz halindeki azotla ilgili önlemler sıvı azot için de geçerlidir. Örneğin, oksijen sensörleri bazen sıvı nitrojen ile çalışırken işçileri kapalı bir alana dökülenleri uyarmak için bir güvenlik önlemi olarak kullanılır.

Sıvı azot içeren kaplar havadan oksijen yoğunlaştırabilir. Böyle bir kaptaki sıvı, azot buharlaştıkça oksijen (kaynama noktası −183 °C, azottan daha yüksek) olarak zenginleşir ve organik materyalin şiddetli oksidasyonuna neden olabilir.