Nitrogen

L'azote occupe la septième position dans le tableau périodique, symbolisé par N. En tant que non-métal, c'est l'élément le plus léger du groupe 15, connu sous le nom de pnictogènes. Dans la Voie lactée et notre propre Système solaire, il se classe au septième rang des éléments les plus abondants. Dans des conditions normales, deux atomes d'azote se lient pour former un gaz diatomique incolore et inodore appelé N₂. Ce gaz constitue environ 78 % de l'atmosphère terrestre, plus que tout autre composé chimique dans l'air. Comme ses composés ont tendance à être volatils, l'azote est assez rare dans la croûte solide de la planète. Le médecin écossais Daniel Rutherford a isolé l'azote pour la première fois en 1772, le qualifiant d'« air nocif ». À peu près à la même époque, Carl Wilhelm Scheele et Henry Cavendish l'ont étudié indépendamment. En 1790, le chimiste français Jean-Antoine-Claude Chaptal a proposé le nom « nitrogène », car l'élément se retrouvait dans l'acide nitrique et les nitrates. Antoine Lavoisier préférait « azote », du grec signifiant « sans vie », parce que le gaz asphyxie les êtres vivants. Ce nom est resté dans de nombreuses langues et apparaît dans des termes anglais comme hydrazine, azides et composés azoïques. La majeure partie de l'azote gazeux commercial provient de l'air, par adsorption modulée en pression. Environ deux tiers de cette production servent de gaz inerte sans oxygène pour des usages comme l'emballage alimentaire ; le reste devient de l'azote liquide pour la cryogénie. L'azote est au cœur de nombreux composés industriels : l'ammoniac, l'acide nitrique, les nitrates organiques (utilisés dans les propergols et les explosifs) et les cyanures. La triple liaison de la molécule N₂ est extrêmement forte – la deuxième plus forte parmi les molécules diatomiques après le monoxyde de carbone – ce qui rend sa conversion en composés utiles difficile tant pour les organismes que pour l'industrie. Pourtant, cette même liaison signifie que la combustion, l'explosion ou la décomposition des composés azotés libèrent de grandes quantités d'énergie. L'ammoniac et les nitrates synthétiques sont des engrais industriels clés, et les nitrates fertilisants sont des polluants majeurs qui provoquent l'eutrophisation des cours d'eau. Au-delà des engrais et du stockage d'énergie, l'azote apparaît dans des composés organiques allant des aramides (utilisés dans les tissus à haute résistance) au cyanoacrylate (base de la superglue). Tout organisme vivant contient de l'azote, principalement dans les acides aminés (et donc les protéines), les acides nucléiques (ADN et ARN) et la molécule énergétique adénosine triphosphate. Le corps humain contient environ 3 % d'azote en masse, ce qui en fait le quatrième élément le plus abondant après l'oxygène, le carbone et l'hydrogène. Le cycle de l'azote décrit comment l'élément passe de l'air à la biosphère et aux composés organiques, puis retourne dans l'atmosphère. L'azote est un composant de chaque grande classe de médicaments pharmaceutiques, y compris les antibiotiques. De nombreux médicaments sont des imitations ou des promédicaments de molécules de signalisation naturelles contenant de l'azote : par exemple, les nitrates organiques nitroglycérine et nitroprussiate régulent la pression artérielle en se métabolisant en oxyde nitrique. D'autres médicaments notables contenant de l'azote – comme la caféine naturelle et la morphine, ou les amphétamines synthétiques – agissent sur les récepteurs de neurotransmetteurs animaux. Les composés azotés sont connus depuis des millénaires. Le chlorure d'ammonium était familier à Hérodote, et dès le Moyen Âge, les alchimistes connaissaient bien l'acide nitrique (qu'ils appelaient aqua fortis, ou « eau forte »), ainsi que les sels d'ammonium et de nitrate. Le mélange d'acides nitrique et chlorhydrique était connu sous le nom d'eau régale (« eau royale »), prisé pour sa capacité à dissoudre l'or. L'élément lui-même a été découvert en 1772 par le médecin écossais Daniel Rutherford, qui l'a appelé « air nocif ». Bien qu'il ne l'ait pas reconnu comme un élément chimique distinct, il l'a clairement distingué de l'« air fixe » de Joseph Black (dioxyde de carbone). Rutherford a compris que l'air contenait un composant qui ne favorisait pas la combustion, même s'il n'a pas réalisé qu'il s'agissait d'un élément. À peu près à la même époque, Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish et Joseph Priestley l'ont également étudié, le désignant comme « air brûlé » ou « air phlogistiqué ». Antoine Lavoisier l'a appelé « air méphitique » ou « azote », du mot grec signifiant « sans vie », parce qu'il asphyxie. Dans l'azote pur, les animaux mouraient et les flammes s'éteignaient. Bien que l'anglais n'ait pas adopté le nom de Lavoisier – puisque tous les gaz sauf l'oxygène sont asphyxiants ou toxiques – il persiste dans de nombreuses langues (français, italien, portugais, polonais, russe, albanais, turc, et d'autres ; l'allemand Stickstoff et le néerlandais stikstof signifient également « substance étouffante »). Il survit aussi dans les noms anglais de composés azotés comme l'hydrazine et les azides, et a inspiré le terme « pnictogènes » pour le groupe dirigé par l'azote, du grec signifiant « étouffer ». Le mot anglais « nitrogen » (1794) vient du français nitrogène, inventé en 1790 par Jean-Antoine Chaptal. Il l'a formé à partir de nitre (nitrate de potassium, également appelé salpêtre) et du suffixe -gène (« produisant »), du grec -genes (« engendré »). Chaptal voulait dire que l'azote est la partie essentielle de l'acide nitrique, qui lui-même provenait du nitre. Auparavant, le nitre avait été confondu avec le « natron » égyptien (carbonate de sodium), appelé νίτρον (nitron) en grec, qui malgré son nom ne contenait pas de nitrate. Les premières utilisations militaires, industrielles et agricoles des composés azotés reposaient sur le salpêtre (nitrate de sodium ou de potassium), notamment dans la poudre à canon.