Azotul este elementul care formează baza atmosferei Pământului — 78%. Deși este esențial pentru toate celulele vii, majoritatea organismelor nu îl pot utiliza decât dacă este transformat în amoniac. Aproximativ 90% din azotul produs astăzi este utilizat pentru a crea o atmosferă inertă pentru procesele sau interacțiunile sensibile la oxigen, cum ar fi producția de oțel, rafinarea petrolului și ambalarea produselor alimentare și farmaceutice. N reacționează cu multe elemente, inclusiv interacționează cu metalele.
Condiții în care azotul interacționează cu metalele
Una dintre cele mai importante interacțiuni chimice la temperatura camerei are loc ca reacție cu litiul metalic pentru a forma nitrură de litiu. Aceasta este singura substanță care reacționează cu gazul în condiții normale. Dar la temperaturi ridicate, N reacționează cu metalele puternic electropozitive pentru a forma nitruri ionice. La fel cum borul formează boruri inter-nodulare, iar carbonul — carburi inter-nodulare, cu metalele mai puțin electropozitive azotul formează o serie de nitruri inter-nodulare, în care N ocupă găuri în structura dens compactă a metalului.
Din combinarea azotului cu metalele rezultă o substanță destul de dură, refractară, cu un luciu metalic și o bună conductivitate.
De asemenea, azotul reacționează bine cu semimetalele la temperaturi foarte ridicate pentru a forma nitruri covalente, cum ar fi nitrură de siliciu și BN, care sunt solide cu o structură cu ochiuri covalente extinse, similară cu cea a grafitului și diamantului. După numeroase cercetări, experții au identificat un model: pe măsură ce crește conținutul de gaz, crește rezistența și duritatea fierului. Acesta este motivul pentru care azotul plus metalul este o reacție cu multe aspecte pozitive.
Deși multe metale reacționează cu azotul, există un anumit grup care nu se combină direct cu acesta. Aceste elemente includ:
Acest lucru se datorează faptului că elementele sunt în grupuri diferite și au caracteristici distinctive: structură chimică, punct de topire etc. Rubidiul, de exemplu, este considerat inactiv chimic față de N2 atunci când este încălzit. Deoarece ionul de nitrură are o sarcină formală ridicată și conține un raport molar nefavorabil între cationi și anioni, este imposibil să formeze o structură stabilă.
Proprietățile azotului în reacții
După cum am aflat deja, fierul și azotul, dacă sunt îndeplinite toate condițiile necesare, interacționează bine și formează o reacție. Ca și atunci când este combinat cu multe alte metale, aliaje, N își arată proprietățile sale unice:
- este mult mai activ atunci când interacționează cu multe reacții diferite și chiar în unele cazuri produsul strălucește în galben;
- solubilitatea N crește brusc în tranziția de la fierul topit la fierul γ;
- atunci când se combină cu nichel, se formează cristale negre paramagnetice.
În funcție de specie, N dă rezultate diferite la interacțiune: interacțiunea cu metale electropozitive (cupru — azot) dă nitruri ionice, reacția cu metale mai puțin electropozitive — inter-nodală, dar interacțiunea cu semimetale — covalentă. Pentru calcule exacte sunt efectuate experimente speciale în condiții de laborator, precum și crearea de formule adecvate, luând în considerare toate caracteristicile necesare ale elementului.
Rezultatele interacțiunii sunt utilizate în mod activ în metalurgia grea, topirea, lipirea, construirea a tot felul de sisteme complexe etc.
