O elemento químico Nitrogênio (cujo símbolo é N) está posicionado no 2º período da família VA (ou grupo 15) da Tabela Periódica e apresenta a seguinte distribuição eletrônica no diagrama de Linus Pauling:
O nitrogênio apresenta um número atômico igual a 7, o que indica que ele apresenta no interior do seu núcleo sete prótons e, nos seus níveis, sete elétrons. O número de nêutrons no interior do núcleo depende do isótopo do nitrogênio:
Nitrogênio-14 (7N14): Apresenta 7 (resultado da subtração de 14 por 7) nêutrons em seu núcleo;
Nitrogênio-15 (7N15): Apresenta 8 (resultado da subtração de 15 por 7) nêutrons em seu núcleo.
História
O Nitrogênio foi descoberto em 12 de Setembro de 1772 por meio da tese de doutorado proposta por Daniel Rutherford na Universidade de Edimburgo, Escócia. Ele, em sua tese, chamou o Nitrogênio de ar nocivo, já que não era capaz de manter a vida.
Antes de sua descoberta, o Nitrogênio já havia sido citado como um gás inerte por vários outros estudiosos geniais, como o francês Lavoisier, o chinês Mao-Khoa, Leonardo da Vinci, W. Scheele, Henry Cavendish e Joseph Priestley.
O nome Nitrogênio foi proposto por Jean-Antoine Claude Chaptal, em 1790, durante seus estudos com ácido nítrico e nitratos.
Características físicas
As características serão divididas em relação ao nitrogênio atômico (encontrado em diversas substâncias químicas) e ao nitrogênio molecular (principal constituinte do ar atmosférico):
a) Nitrogênio atômico
Apresenta massa atômica igual a 14,0067u;
É um ametal;
É um dos elementos mais eletronegativos da Tabela;
Possui apenas dois níveis de energia, logo, é um átomo de pequeno raio atômico;
É um elemento de alta afinidade eletrônica;
É um elemento de alto potencial de ionização;
Possui baixa densidade quando comparado com os outros elementos da Tabela Periódica.
b) Nitrogênio molecular
O nitrogênio encontra-se na forma molecular N2, ou seja, interage com outro átomo de nitrogênio, formando uma molécula diatômica com a presença de uma ligação tripla:
É uma molécula apolar;
Interage com outras moléculas iguais ou diferentes por meio de forças intermoleculares do tipo dipolo induzido;
Seu estado físico em temperatura ambiente é o gasoso;
Seu ponto de fusão é -210oC;
Seu ponto de ebulição é -210oC;
Sua densidade é de 1,165 Kg/m3;
Sua massa molar é de aproximadamente 28 g/mol;
É um gás incolor, inodoro e insípido.
Fontes de nitrogênio
A principal fonte de nitrogênio molecular (N2) é o ar atmosférico. O gás nitrogênio corresponde a cerca de 78,1% de todos os gases que formam o ar. Já o nitrogênio atômico está presente em diversas substâncias orgânicas e inorgânicas como:
Sais de amônio quaternário
Nitratos (sais)
Nitritos (sais)
Nitretos (sais)
Óxidos de nitrogênio
Amônia
Obtenção do nitrogênio
O nitrogênio é obtido diretamente da atmosfera por meio de dois métodos de separação:
Liquefação fracionada
Inicialmente o ar atmosférico é submetido ao método da liquefação fracionada, no qual todos os componentes presentes no ar são transformados em líquidos. Após a liquefação fracionada, a mistura formada por líquidos é submetida ao método da destilação fracionada, no qual todos eles são separados uns dos outros.
Utilizações do Nitrogênio
Produção de amônia (NH3) pela síntese com o gás hidrogênio (H2), representada pela equação a seguir:
N2(g) + H2(g) → NH3(g)
O gás amônia, produzido a partir do gás nitrogênio, é denominado de gás refrigerante e é muito utilizado na produção de gelo e na manutenção de baixas temperaturas na indústria.
Utilizado em processos químicos quando se deseja uma atmosfera inerte, ou seja, sem a presença de gases que reagiriam com os materiais utilizados;
O nitrogênio, no estado líquido, é utilizado para o congelamento de produtos alimentícios, transporte de alimentos e armazenamento de células reprodutivas (espermatozoides e óvulos);
Células armazenadas em um reservatório de nitrogênio líquido
Utilizado em tanques de combustível para foguetes;
Utilizado para encher pneus de alto desempenho (como os de corrida);
Utilizado na medicina nuclear (em alguns equipamentos de tomografia);
Utilizado na fabricação de aço inoxidável;
O elemento nitrogênio faz parte da composição de substâncias orgânicas explosivas, como o trinitrotolueno e a nitroglicerina;
O nitrogênio é um elemento primordial na formação de sais de nitrato e ureia, muito utilizados na produção de adubos;
O nitrogênio faz parte da composição de aminoácidos e ácidos nucleicos.
Por Me. Diogo Lopes Dias
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DIAS, Diogo Lopes. "Nitrogênio"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nitrogenio.htm. Acesso em 07 de dezembro de 2019.