Nitrogen

L'azoto occupa la settima posizione nella tavola periodica, simboleggiato da N. Come non metallo, è l'elemento più leggero del gruppo 15, noto come pnicogeni. Nella Via Lattea e nel nostro Sistema Solare, è il settimo elemento per abbondanza complessiva. In condizioni standard, due atomi di azoto si legano a formare un gas biatomico incolore e inodore chiamato N₂. Questo gas costituisce circa il 78% dell'atmosfera terrestre, più di qualsiasi altra sostanza chimica nell'aria. Poiché i suoi composti tendono ad essere volatili, l'azoto è piuttosto scarso nella crosta solida del pianeta. Il medico scozzese Daniel Rutherford isolò per primo l'azoto nel 1772, chiamandolo "aria nociva". Più o meno nello stesso periodo, Carl Wilhelm Scheele e Henry Cavendish lo studiarono indipendentemente. Nel 1790, il chimico francese Jean-Antoine-Claude Chaptal propose il nome "nitrogène", poiché l'elemento si trovava nell'acido nitrico e nei nitrati. Antoine Lavoisier preferì "azote", dal greco "senza vita", perché il gas soffoca gli esseri viventi. Questo nome è rimasto in molte lingue e appare in termini inglesi come hydrazine, azides e azo compounds. La maggior parte dell'azoto gassoso commerciale proviene dall'aria, utilizzando l'adsorbimento a pressione oscillante. Circa due terzi di questa produzione servono come gas inerte e privo di ossigeno per usi come l'imballaggio alimentare; gran parte del resto diventa azoto liquido per la criogenia. L'azoto è fondamentale per molti composti industriali: ammoniaca, acido nitrico, nitrati organici (usati in propellenti ed esplosivi) e cianuri. Il triplo legame della molecola di N₂ è estremamente forte, secondo solo al monossido di carbonio tra le molecole biatomiche, il che rende difficile la sua conversione in composti utili sia per gli organismi che per l'industria. Tuttavia, questo stesso legame significa che bruciare, esplodere o decomporre i composti dell'azoto rilascia grandi quantità di energia. L'ammoniaca sintetica e i nitrati sono fertilizzanti industriali chiave, e i nitrati dei fertilizzanti sono importanti inquinanti che causano l'eutrofizzazione dei corsi d'acqua. Oltre ai fertilizzanti e all'accumulo di energia, l'azoto è presente in composti organici che vanno dagli aramidi (usati in tessuti ad alta resistenza) al cianoacrilato (la base del supercolla). Ogni organismo vivente contiene azoto, principalmente negli amminoacidi (e quindi nelle proteine), negli acidi nucleici (DNA e RNA) e nella molecola energetica adenosina trifosfato. Il corpo umano è composto per circa il 3% di azoto in massa, rendendolo il quarto elemento più abbondante dopo ossigeno, carbonio e idrogeno. Il ciclo dell'azoto descrive come l'elemento si sposta dall'aria alla biosfera e ai composti organici, per poi tornare all'atmosfera. L'azoto è un componente di ogni importante classe di farmaci, inclusi gli antibiotici. Molti farmaci sono imitatori o profarmaci di molecole segnale naturali contenenti azoto: ad esempio, i nitrati organici nitroglicerina e nitroprussiato regolano la pressione sanguigna metabolizzandosi in ossido nitrico. Altri farmaci notevoli contenenti azoto, come la caffeina e la morfina naturali, o le anfetamine sintetiche, agiscono sui recettori dei neurotrasmettitori animali. I composti dell'azoto sono noti da millenni. Il cloruro di ammonio era familiare a Erodoto, e già nel Medioevo gli alchimisti conoscevano bene l'acido nitrico (che chiamavano aqua fortis, o "acqua forte"), così come i sali di ammonio e nitrato. La miscela di acido nitrico e cloridrico era nota come aqua regia ("acqua regale"), apprezzata per la sua capacità di sciogliere l'oro. L'elemento stesso fu scoperto nel 1772 dal medico scozzese Daniel Rutherford, che lo chiamò "aria nociva". Sebbene non lo riconoscesse come un elemento chimico distinto, lo distinse chiaramente dall'"aria fissa" di Joseph Black (anidride carbonica). Rutherford capì che l'aria conteneva un componente che non supportava la combustione, anche se non si rese conto che fosse un elemento. Più o meno nello stesso periodo, Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish e Joseph Priestley lo studiarono, riferendosi ad esso come "aria bruciata" o "aria flogisticata". Antoine Lavoisier lo chiamò "aria mefitica" o "azote", dalla parola greca per "senza vita", perché soffoca. In azoto puro, gli animali morivano e le fiamme si spegnevano. Sebbene l'inglese non abbia adottato il nome di Lavoisier, poiché tutti i gas tranne l'ossigeno sono asfissianti o tossici, esso persiste in molte lingue (francese, italiano, portoghese, polacco, russo, albanese, turco e altre; il tedesco Stickstoff e l'olandese stikstof significano allo stesso modo "sostanza soffocante"). Sopravvive anche nei nomi inglesi di composti dell'azoto come hydrazine e azides, e ha ispirato il termine "pnicogeni" per il gruppo guidato dall'azoto, dal greco "soffocare". La parola inglese "nitrogen" (1794) deriva dal francese nitrogène, coniato nel 1790 da Jean-Antoine-Claude Chaptal. Lo formò da nitre (nitrato di potassio, detto anche salnitro) e dal suffisso -gène ("che produce"), dal greco -genes ("generato"). Chaptal intendeva che l'azoto è la parte essenziale dell'acido nitrico, che a sua volta derivava dal nitre. In precedenza, il nitre era stato confuso con il "natron" egiziano (carbonato di sodio), chiamato νίτρον (nitron) in greco, che nonostante il nome non conteneva nitrato. I primi usi militari, industriali e agricoli dei composti dell'azoto si basavano sul salnitro (nitrato di sodio o potassio), in particolare nella polvere da sparo.