O nitróxeno, tamén chamado de xeito popular azote, é un elemento químico de número atómico 7, con símbolo N e de masa atómica 14,00674 u. En condicións normais forma un gas diatómico, incoloro, inodoro, insípido e principalmente inerte, que constitúe o 78,08% do ar atmosférico. Pertence á familia das pnicóxenos. O nitróxeno foi descuberto polo médico escocés Daniel Rutherford no ano 1772, como compoñente separable do ar.
O nitróxeno é un elemento común no Universo. Estímase que é o sétimo elemento máis abundante na Vía Láctea e no Sistema Solar. É sintetizado pola fusión de carbono e hidróxeno nas supernovas. Debido á volatilidade do nitróxeno elemental e dos seus compostos máis habituais, o nitróxeno é moito menos común nos planetas rochosos do sistema solar interior, ademais de ser un elemento relativamente raro na Terra en xeral. Con todo, do mesmo xeito que na Terra, o nitróxeno e os compostos do nitróxeno teñen unha gran presenza na atmosfera dos planetas e satélites que o teñen.
Moitos compostos de importancia industrial, como o amoníaco, o ácido nítrico, os nitratos orgánicos (propelentes e explosivos) así como os cianuros, conteñen nitróxeno. O enlace extremadamente forte do nitróxeno elemental domina a química do nitróxeno, facendo que resulte difícil tanto para os organismos como para a industria transformar o N2 en compostos útiles, liberando grandes cantidades de enerxía cando estes compostos se queiman ou se degradan en gas nitróxeno. O amoníaco e os nitratos producidos sinteticamente son importantes fertilizantes industriais. Os nitratos fertilizantes son contaminantes que teñen un papel clave na eutrofización dos sistemas acuáticos.
Separadamente dos seus usos principais como fertilizantes e stocks de enerxía, o nitróxeno forma compostos orgánicos versátiles. O nitróxeno forma parte de materiais tan diversos como o kevlar e a supercola de cianoacrilato. O nitróxeno é parte integral das moléculas de todas as grandes clases de medicamento, incluíndo os antibióticos. Moitos medicamentos imitan ou son profármacos de moléculas de sinalización que conteñen nitróxeno. Por exemplo, a nitroglicerina e o nitroprusiato, ambos nitratos orgánicos, controlan a presión sanguínea o metabolizarse en óxido nítrico natural. Os alcaloides vexetais (que a miúdo son substancias de defensa) conteñen nitróxeno por definición. Así pois, moitos fármacos importantes que conteñen nitróxeno, como a cafeína e a morfina, son ou ben alcaloides ou mímicos sintéticos que actúan (do mesmo xeito que moitos alcaloides vexetais) sobre os receptores dos neurotransmisores dos animais (por exemplo, as anfetaminas sintéticas).
O nitróxeno está presente en todos os seres vivos. É un elemento constituínte dos aminoácidos, e xa que logo das proteínas, así como dos ácidos nucleicos (o ADN e a ARN). O corpo humano contén aproximadamente o 3% de nitróxeno do seu peso. Trátase do cuarto elemento máis abundante no corpo despois do osíxeno, o carbono e o hidróxeno. O ciclo do nitróxeno describe o movemento deste elemento desde a atmosfera cara á biosfera e os compostos orgánicos e a volta de novo cara á atmosfera.
Etimoloxía Considérase que o nitróxeno (do latín nitrum -i, á súa vez do grego νίτρον, "nitro" -nome que historicamente se usou en forma vaga para referirse a diversos compostos de sodio e de potasio que conteñen nitróxeno-, e -geno, da raíz grega γεν-, "xerar"; é dicir, "que xera salitre") foi descuberto formalmente por Daniel Rutherford en 1772, ao dar a coñecer algunhas das súas propiedades (chamouno "aire floxisticado", en función do que observou no seu experimento dese ano. Con todo, pola mesma época tamén se dedicaron ao seu estudo Carl Wilhelm Scheele (quen o illou), Henry Cavendish e Joseph Priestley.
O nitróxeno é un gas tan inerte que Antoine Lavoisier referíase a el co nome azote (do grego ázoe, que significa "sen vida". Clasificouse entre os gases permanentes, sobre todo desde que Michael Faraday non conseguiu velo líquido a 50 atmosferas (atm) e –110 °C ata os experimentos de Raoul Pictet e Louis Paul Cailletet, quen en 1877 conseguiron licualo.
Os compostos de nitróxeno xa se coñecían na Idade Media; así, os alquimistas chamaban aqua fortis ao ácido nítrico e aqua rexia (auga rexia) á mestura de ácido nítrico e ácido clorhídrico, mestura coñecida pola súa capacidade para disolver o ouro e o platino. Historia miniatura|esquerda|upright|Daniel Rutherford, descubridor do nitróxeno Os compostos de nitróxeno teñen unha historia moi longa, xa que o cloruro de amonio era coñecido por Heródoto. Xa eran ben coñecidos na Idade Media. Os alquimistas coñecían o ácido nítrico como aqua fortis (auga forte), así como outros compostos nitroxenados como os sales de amonio e os sales de nitrato. A mestura de ácido nítrico e clorhídrico era coñecida como aqua regia (auga real), célebre pola súa capacidade para disolver o oro, o rei dos metais.Greenwood e Earnshaw, pp. 406-07
O descubrimento do nitróxeno atribúese ao médico escocés Daniel Rutherford en 1772, que o chamou aire nocivo.Rutherford, Daniel (1772) "Dissertatio Inauguralis de aere fixo, aut mephitico]" (Disertación inaugural sobre o aire [chamado] fixo ou mefítico), disertación de doutoramento, Universidade de Edimburgo, Escocia. Tradución ao inglés: Aínda que non o recoñeceu como unha substancia química totalmente diferente, distinguiuno claramente do "aire fixo", ou dióxido de carbono, de Joseph Black. Aaron J. Ihde, The Development of Modern Chemistry, Nueva York 1964. O feito de que había un compoñente do aire que non soportaba a combustión estaba claro para Rutherford, aínda que non era consciente de que fose un elemento. O nitróxeno tamén foi estudado case ao mesmo tempo por Carl Wilhelm Scheele,<ref>Carl Wilhelm Scheele, Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer [Tratado químico sobre o aire e o lume] (Upsala, Suecia: Magnus Swederus, 1777; e Leipzig, (Alemaña): Siegfried Lebrecht Crusius, 1777). Na sección titulada "Die Luft muß aus elastischen Flüßigkeiten von zweyerley Art, zusammengesetzet seyn". (O aire debe estar composto por fluídos elásticos de dúas clases), pp. 6-14, Scheele presenta os resultados de oito experimentos nos que se fixo reaccionar o aire con diversas substancias. Concluíu (p. 13): "Así vexo eu nos experimentos realizados, que o aire está composto por dous fluídos diferentes, dos cales o primeiro non ten o efecto do floxisto, e o segundo ten a mesma forza de atracción, e está composto polo 3:10 e o 4:10 da masa de aire total". (Así vexo [isto] polos experimentos [que se] realizaron: que o aire consiste en dous fluídos [que] difiren entre si, dos cales o un non expresa en absoluto a propiedade de atraer o floxisto; o outro, con todo, é capaz de tal atracción e que constitúe entre 1/3 e 1/4 da masa total do aire.)</ref> Henry Cavendish, ; ver p. 225. e Joseph Priestley, ; ver: "VII. Del aire infectado con los humos del carbón vegetal encendido". pp. 225-28. que se referiu a el como aire queimado ou floxisto. O químico francés Antoine Lavoisier referiuse ao gas nitróxeno como "aire mefítico" ou azote, da palabra do grego. (azotikos), "sen vida", debido a que é maioritariamente inerte. Lavoisier, Antoine con Robert Kerr, trans., Elements of Chemistry, 4ª ed. (Edimburgo, Escocia: William Creech, 1799). (Edimburgo, Escocia: William Creech, 1799), pp. 85-86. [p. 85]: "Ao reflexionar sobre as circunstancias deste experimento, percibimos facilmente; que o mercurio, durante o seu calcinación [é dicir, o seu tostado no aire], absorbe a parte salubre e respirable do aire, ou, para falar máis estritamente, a base desta parte respirable; que o aire restante é unha especie de mefitis [é dicir, un gas velenoso emitido pola terra], incapaz de soportar a combustión ou a respiración; ... " [p. 86]: "Máis adiante demostrarei que, polo menos no noso clima, o aire atmosférico está composto de aire respirable e mefítico, na proporción de 27 e 73; ..."Lavoisier, Antoine con Robert Kerr, trans., Elements of Chemistry, 4ª ed., Edimburgo, Escocia: William Kerr. (Edimburgo, Escocia: William Creech, 1799), p. 101: "Sendo ata o de agora pouco coñecidas as propiedades químicas da parte nociva do aire atmosférico, conformámonos con derivar o nome da súa base da súa coñecida calidade de matar os animais que ven obrigados a respiralo, dándolle o nome de azot, da partícula privativa grega α e ξωη, vita; por iso é polo que o nome da parte nociva do aire atmosférico sexa gas azótico. " Nunha atmosfera de nitróxeno puro, os animais morrían e as chamas extinguíanse. Aínda que o nome de Lavoisier non foi aceptado en inglés, xa que se sinalou que case todos os gases (de feito, coa única excepción do osíxeno) son mefíticos, utilízase en moitos idiomas (francés, italiano, portugués, polaco, ruso, albanés, turco, etc. O alemán Stickstoff tamén fai referencia á mesma característica, é dicir, ersticken "afogar ou asfixiar") e aínda permanece en inglés nos nomes comúns de moitos compostos de nitróxeno, como a hidracina e os compostos do ión azida. Finalmente, deu lugar á denominación "pnictóxenos" para o grupo encabezado polo nitróxeno, do grego πνίγειν "afogar".
A palabra galega nitróxeno entrou na lingua a partir do francés nitrogène, acuñado en 1790 polo químico francés Jean-Antoine Chaptal (1756-1832),Chaptal, J. A. e Nicholson, William trans. (1800) Elements of Chemistry, 3ª ed. Londres, Inglaterra: C.C. e J. Robinson, vol. 1. pp. xxxv-xxxvi: "Para corrixir a nomenclatura sobre este punto [é dicir, a este respecto], non é necesario máis que substituír a [é dicir, por] esta palabra unha denominación que se derive do sistema xeral utilizado; e presumín de propoñer a de gas nitróxeno. En primeiro lugar, dedúcese da propiedade característica e exclusiva deste gas, que forma o radical do ácido nítrico. Por este medio conservaremos ás combinacións [é dicir, os compostos] desta substancia as denominacións recibidas [é dicir, prevalecentes], como as de ácido nítrico, nitratos, nitritos, &c." do francés nitre (nitrato de potasio, tamén chamado salitre) e o sufixo francés -gène'', "producir", do grego -γενής (-xens, "procreado"). O significado de Chaptal era que o nitróxeno é a parte esencial do ácido nítrico, que á súa vez se producía a partir do nitrato de potasio. En épocas anteriores, o nitro confundiuse co "natrón" exipcio (carbonato de sodio) - chamado νίτρον (nitrón) en grego - que, a pesar do nome, non contiña nitrato.nitrón. Etymonline.com. Recuperado 2011-10-26.
As primeiras aplicacións militares, industriais e agrícolas dos compostos de nitróxeno utilizaban o salitre (nitrato de sodio ou nitrato de potasio), sobre todo na pólvora, e posteriormente como fertilizante. En 1910, Lord Rayleigh descubriu que unha descarga eléctrica no gas nitróxeno producía "nitróxeno activo", un monoatómico alótropo do nitróxeno.Strutt, R. J. (1911) "Bakerian Lecture. A Chemically Active Modification of Nitrogen, Produced by the Electric Discharge.". Proceedings of the Royal Society A, 85 (577): 219-29. A "nube arremuiñada de luz amarela brillante" producida polo seu aparello reaccionou con mercurio para producir nitruro de mercurio explosivo.El nitrógeno activo de Lord Rayleigh . Lateralscience.co.uk. Recuperado 2011-10-26.
Durante moito tempo, as fontes de compostos de nitróxeno foron limitadas. As fontes naturais procedían da bioloxía ou de depósitos de nitratos producidos por reaccións atmosféricas. A fixación do nitróxeno mediante procesos industriais como o proceso Frank-Caro (1895-1899) e o proceso Haber-Bosch (1908-1913) aliviaron esta escaseza de compostos nitroxenados, ata o punto de que a metade da produción mundial de alimentos depende agora dos fertilizantes nitroxenados sintéticos. Ao mesmo tempo, o uso do método de Ostwald (1902) para producir nitratos a partir da fixación industrial do nitróxeno permitiu a produción industrial a grande escala de nitratos como materia prima na fabricación de explosivos na guerra mundial do século XX.