Nitrogen

El nitrógeno ocupa la posición siete en la tabla periódica, simbolizado por la letra N. Como no metal, es el elemento más ligero del grupo 15, conocido como los pnictógenos. En la Vía Láctea y en nuestro propio Sistema Solar, es el séptimo elemento más abundante en general. En condiciones normales, dos átomos de nitrógeno se unen para formar un gas diatómico incoloro e inodoro llamado N₂. Este gas constituye aproximadamente el 78 por ciento de la atmósfera terrestre, más que cualquier otro compuesto químico en el aire. Debido a que sus compuestos tienden a ser volátiles, el nitrógeno es bastante escaso en la corteza sólida del planeta. El médico escocés Daniel Rutherford aisló por primera vez el nitrógeno en 1772, llamándolo "aire nocivo". Casi al mismo tiempo, Carl Wilhelm Scheele y Henry Cavendish lo estudiaron de forma independiente. En 1790, el químico francés Jean-Antoine-Claude Chaptal propuso el nombre "nitrogène", ya que el elemento aparecía en el ácido nítrico y los nitratos. Antoine Lavoisier prefirió "azote", del griego "sin vida", porque el gas asfixia a los seres vivos. Ese nombre se mantuvo en muchos idiomas y aparece en términos ingleses como hydrazine, azides y azo compounds. La mayor parte del nitrógeno gaseoso comercial proviene del aire, mediante adsorción por cambio de presión. Alrededor de dos tercios de esa producción se utiliza como gas inerte y libre de oxígeno para usos como el envasado de alimentos; gran parte del resto se convierte en nitrógeno líquido para criogenia. El nitrógeno es fundamental para muchos compuestos industriales: amoníaco, ácido nítrico, nitratos orgánicos (utilizados en propelentes y explosivos) y cianuros. El triple enlace de la molécula de N₂ es extremadamente fuerte, solo superado por el monóxido de carbono entre las moléculas diatómicas, lo que dificulta su conversión en compuestos útiles tanto para los organismos como para la industria. Sin embargo, ese mismo enlace significa que la combustión, explosión o descomposición de compuestos nitrogenados libera grandes cantidades de energía. El amoníaco sintético y los nitratos son fertilizantes industriales clave, y los nitratos de los fertilizantes son contaminantes importantes que causan eutrofización en las vías fluviales. Más allá de los fertilizantes y el almacenamiento de energía, el nitrógeno aparece en compuestos orgánicos que van desde las aramidas (utilizadas en tejidos de alta resistencia) hasta el cianoacrilato (la base del superpegamento). Todo organismo vivo contiene nitrógeno, principalmente en aminoácidos (y, por lo tanto, en proteínas), ácidos nucleicos (ADN y ARN) y la molécula energética adenosín trifosfato. El cuerpo humano tiene aproximadamente un 3 % de nitrógeno en masa, lo que lo convierte en el cuarto elemento más abundante después del oxígeno, el carbono y el hidrógeno. El ciclo del nitrógeno describe cómo el elemento se mueve del aire a la biosfera y a los compuestos orgánicos, y luego regresa a la atmósfera. El nitrógeno es un componente de todas las clases principales de fármacos, incluidos los antibióticos. Muchos fármacos son imitadores o profármacos de moléculas señalizadoras naturales que contienen nitrógeno: por ejemplo, los nitratos orgánicos nitroglicerina y nitroprusiato regulan la presión arterial al metabolizarse en óxido nítrico. Otros fármacos notables que contienen nitrógeno, como la cafeína natural y la morfina, o las anfetaminas sintéticas, actúan sobre los receptores de neurotransmisores animales. Los compuestos de nitrógeno se conocen desde hace milenios. El cloruro de amonio era familiar para Heródoto, y en la Edad Media, los alquimistas conocían bien el ácido nítrico (al que llamaban aqua fortis, o "agua fuerte"), así como las sales de amonio y nitrato. La mezcla de ácidos nítrico y clorhídrico se conocía como agua regia ("agua real"), apreciada por su capacidad para disolver el oro. El elemento en sí fue descubierto en 1772 por el médico escocés Daniel Rutherford, quien lo llamó "aire nocivo". Aunque no lo reconoció como un elemento químico distinto, lo diferenció claramente del "aire fijo" (dióxido de carbono) de Joseph Black. Rutherford entendió que el aire contenía un componente que no favorecía la combustión, aunque no se dio cuenta de que era un elemento. Casi al mismo tiempo, Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish y Joseph Priestley también lo estudiaron, refiriéndose a él como "aire quemado" o "aire flogisticado". Antoine Lavoisier lo llamó "aire mefítico" o "azote", de la palabra griega que significa "sin vida", porque asfixia. En nitrógeno puro, los animales morían y las llamas se apagaban. Aunque el inglés no adoptó el nombre de Lavoisier (ya que todos los gases excepto el oxígeno son asfixiantes o tóxicos), persiste en muchos idiomas (francés, italiano, portugués, polaco, ruso, albanés, turco y otros; el alemán Stickstoff y el neerlandés stikstof también significan "sustancia asfixiante"). También sobrevive en nombres ingleses de compuestos nitrogenados como hydrazine y azides, e inspiró el término "pnictógenos" para el grupo encabezado por el nitrógeno, del griego "asfixiar". La palabra inglesa "nitrogen" (1794) proviene del francés nitrogène, acuñado en 1790 por Jean-Antoine Chaptal. Lo formó a partir de nitre (nitrato de potasio, también llamado salitre) y el sufijo -gène ("productor"), del griego -genes ("engendrado"). Chaptal quiso decir que el nitrógeno es la parte esencial del ácido nítrico, que a su vez provenía del nitre. Anteriormente, el nitre se había confundido con el "natrón" egipcio (carbonato de sodio), llamado νίτρον (nitron) en griego, que a pesar del nombre no contenía nitrato. Los primeros usos militares, industriales y agrícolas de los compuestos de nitrógeno se basaban en el salitre (nitrato de sodio o potasio), especialmente en la pólvora.