У вільному вигляді нітроген утворює просту речовину, що складається з двохатомних молекул N₂. Будова молекули N₂:

:N≡N: або N≡N (потрійний зв’язок, або 1 σ- і 2 π-зв’язки)

Нітроген вперше виявлений і ідентифікований в 1772 році (Шеєле, Швеція, Д. Резерфорд, Шотландія).

Поширення нітрогену в природі. У вільному вигляді азот є головною складовою частиною повітря (78,1% об.). У зв’язаному стані зустрічається в формі неорганічних сполук, наприклад селітри – натронной NaNO₃ і калійної KNO₃, а також амоніаку (продукту гниття). У вигляді органічних сполук нітроген міститься у всіх організмах: білкові речовини (протеїни і протеїди), нуклеїнові кислоти, кінцеві продукти обміну речовин – карбамід і сечова кислота. Виявлено нітроген в природних вугіллях.

Біологічне значення нітрогену. Нітроген – життєво важливий елемент, оскільки є складовою частиною білків і нуклеїнових кислот. Безпосередньо з повітря азот засвоюють лише деякі бактерії, а всі інші організми здатні засвоювати тільки сполуки нітрогену. Рослини засвоюють нітроген з грунту з неорганічними речовинами – нітратами і солями амонію; тварини засвоюють органічно зв’язаний нітроген при споживанні тваринної або рослинної їжі. При гнитті організмів з білкових речовин утворюється, головним чином, амоніак. Кінцевим продуктом метаболізму нітрогену у вищих організмів є карбамід, рідше (у птахів і рептилій) – сечова кислота.

Отримання нітрогену.

1. Розпад при нагріванні твердого амоній нітриту; виходить хімічно чистий газ азот:

NH₄NO₃ = N₂ + 2Н₂O

2. Фізичний метод – фракційна конденсація і дистиляція з повітря при низьких температурах.
3. Хімічний метод – видалення з повітря кисню шляхом зв’язування його розпеченим коксом (утворюється повітряний газ), порошком міді або заліза, або пропускання повітря через лужний розчин пірогалолу.

Другим і третім методом виходить “повітряний” азот ( “атмосферний” азот), що містить благородні гази.

Зв’язування азоту повітря в промисловості. Природні запаси нітрогенвмісних мінералів та інших джерел зв’язаного нітрогену (амоніачна вода в газифікації вугілля, тваринні та рослинні продукти, дьоготь) невеликі, тому повітря, незважаючи на його хімічну інертність, є головним і майже єдиним джерелом нітрогену для отримання всіх його найважливіших сполук. Зв’язування азоту з повітря в промисловості проводиться за допомогою водню в синтезі амоніаку або за допомогою кальцій карбіду в синтезі кальцій ціанаміду.

Властивості нітрогену (азоту). Безбарвний газ без смаку і запаху. На відміну від рідкого кисню азот в зрідженому стані безбарвний. Хімічно інертний (відносно). При кімнатній температурі реагує тільки з літієм, а при підвищених температурах – і з іншими металами, такими як Са і Mg, утворюючи відповідні нітриди, наприклад:

6Li + N2 → 2Li₃N; 3Mg + N₂ → Mg₃N₂

Застосування азоту. Газоподібний азот зберігають у сталевому балоні під тиском 15 МПа. Його використовують як газ, що створює інертну атмосферу для зберігання і перевезення чутливих до повітря і вологи вогненебезпечних продуктів, при формуванні поліамідних волокон і т.п.

Сполуки нітрогену

Амоніак. Сполуки амонію

Нітроген оксиди. Нітратна кислота. Нітрати

Нітритна кислота HNO₂ стійка тільки в розбавленому водному розчині, при його концентруванні HNO₂ розпадається на H₂O, NO і NO₂. Солі нітритної кислоти – нітрити – отруйні. Добре розчинні у воді. При взаємодії з сильними кислотами утворюють бурі нітрозні гази, наприклад:

2NaNO₂ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O + NO + NO₂

Гідроген азид HN₃ (азидна кислота будова молекули H-N=N≡N) – безбарвна рідина з різким запахом, отруйна і вибухонебезпечна, температура кипіння 35,7*С. Розчиняється у воді, розчин проявляє слабкі кислотні властивості, тому водний розчин називається азидна кислота. Солі – азиди, наприклад плюмбум(II) азид  Pb(N₃)₂, який використовується як детонатор вибухових речовин.

Гідразин N₂H₄(H₂N-NH₂) – безбарвна рідина зі слабким аміноподібним запахом. У водному розчині утворює гідрат гідразину N₂H₄*H₂O, що має властивості слабкої основи. Подібно амоніаку, гідразин при обробці кислотами утворює солі гідразину, наприклад N₂H₅Cl – гідразин(I+) хлорид , N₂H₆SO₄ – гідразин(2+) сульфат. Сам гідразин і його метилпохідні, особливо N,N-диметилгідразин H₂N-N(CH₃)₂, застосовуються в якості ефективних ракетних палив.

Гідроксиламін NH₂OH – безбарвні гігроскопічні кристали у формі пластинок. При нагріванні вибухає. Більш стійкі, ніж сам гідроксиламін, солі гідроксиламіну, наприклад гідроксиламін хлорид (NH₃OH)Cl.

Нітрид трихлор Cl₃N – темно-жовта, дуже вибухова, маслоподібна речовина. Нітрид трийода відомий тільки у вигляді сольвату I₃N*NH₃; утворюється у вигляді сіро-чорного осаду при змішуванні йоду і концентрованого розчину амоніаку; в сухому стані сольват I₃N*NH₃ вибухає від найменшого дотику.

Кальцій ціанамід CaCN₂ – похідне цианамида NH₂CN, що має будову H₂N-C≡N. У промисловості отримують по реакції кальцій карбіду з азотом при 900*С:

CaC₂ + N₂ = CaCN₂ + C

Являє собою сірий порошок зі слабким запахом амоніаку і ацетилену. Суміш CaCN₂ + C застосовується в якості гербіциду і мінерального добрива, а також для отримання диціанаміду HN-C(NH₂)-NH-CN, який, в свою чергу, є сировиною для виробництва амінопластів і деревних клеїв.

Азотні добрива. Містять нітроген в якості основного живильного елемента. Основні види азотних добрив: розчин амоніаку NH₃; карбамід CO(NH₂)₂; амоній сульфат (NH₄)₂SO₄; суміш амоній сульфату з амонійною селітрою (NH₄)₂SO₄ + NH₄NO₃; суміш амонійної селітри з вапняком NH₄NO₃ (60%) + CaCO₃ (25 – 35%).

Рослини засвоюють нітроген тільки в формі нітрат-іонів NO₃^–. Амоніак, солі амонію і карбамід перетворюються грунтовими бактеріями іони NO₃^–.

Для збагачення грунту нітрогеном проводять сидерацію – вирощування бобових культур (люцерни, сочевиці, гороху) і заорювання зеленої маси рослин в грунт. Бульбочкові бактерії на коренях бобових асимілюють азот. Рослини витягують неорганічні поживні речовини з грунту. Якщо запас таких поживних речовин в грунті не підтримується шляхом природного гниття рослинних залишків, то врожайність культурних рослин знижується. Нестачу в грунті поживних речовин поповнюють введенням добрив, причому недостатньо вводити в грунт тільки органічні добрива (гній і ін.), необхідне підживлення рослин мінеральними добривами. Як встановив ще в 1810 році німецький вчений Ю. Лібіх, рослини обов’язково потребують присутності в грунті великої кількості сполук десяти елементів – C, O, H, N, P, S, К, Ca, Mg і Fe. Життєво важливими для рослин є також такі мікроелементи – B, Mn, Cu, Mo, Zn і Co. Всі мінеральні добрива поділяють на азотні, калійні і фосфорні. У значних кількостях використовуються змішані (азотно-калійно-фосфорні) та комплексні (органо-мінеральні) добрива. Органічні добрива постачають в грунт додатковою кількістю гумусоутворюючих речовин.

---