Nitrogén forrásának megtekintése

{{Nitrogén/Táblázat}}

A '''nitrogén''' a [[Kémiai elemek periódusos rendszere|periódusos rendszer]] [[Nitrogéncsoport|V.A csoportjába]] tartozó nemfémes elemek egyike. [[rendszám (kémia)|Rendszáma]] 7, [[vegyjel]]e '''N'''. Vegyértékelektron-szerkezete 2s<sup>2</sup>2p<sup>3</sup>. A nitrogén elemi állapotban színtelen, szagtalan, íztelen, kevéssé reakcióképes kétatomos gáz. A [[Föld]] [[légkör]]ének 78,09 térfogatszázalékát alkotja. A nitrogént 1772-ben fedezte fel [[Daniel Rutherford]] skót orvos, mikor rájött, hogy a levegőből elkülöníthető.

A nitrogén az univerzumban gyakran előforduló elem, becslések szerint a [[galaxis]]unkban és a [[Naprendszer]]ben a hetedik leggyakoribb elem. A [[szupernóva|szupernóvákban]] [[szén]] és [[hidrogén]] fúziójával szintetizálódik. Az elemi nitrogén, illetve a hidrogénnel és oxigénnel alkotott vegyületei [[illékonyság]]uk miatt sokkal kevésbé gyakoriak a Naprendszer belső kőzetbolygóin; egészében véve a nitrogén viszonylag ritka elem a Föld kérgében. Azonban – mint a Földön – a nitrogén és vegyületei gázhalmazállapotban gyakran előfordulnak a légkörrel rendelkező bolygók és holdak atmoszférájában.

Számos iparilag fontos vegyület, mint például az [[ammónia]], a [[salétromsav]], a szerves nitrátok ([[hajtógáz]]ok és [[Robbanószer|robbanóanyagok]]), és a [[cianid]]ok is tartalmaznak nitrogént. Az elemi nitrogénben lévő rendkívül erős kötés meghatározó jelleggel bír; nehézséget okoz az organizmusoknak és az iparnak egyaránt, hogy a N<sub>2</sub> gázt hasznos vegyületekké alakítsa, ugyanakkor gyakran hasznos, nagy mennyiségű energia szabadul fel, amikor ezek a vegyületek elégnek, felrobbannak, vagy nitrogéngázra bomlanak vissza. A szintetikusan előállított [[ammónia]] és nitrátok kulcsfontosságú ipari [[Műtrágyázás|műtrágyák]]; azonban ezek egyben a legfőbb szennyező anyagok is, melyek a vizek [[eutrofizáció]]ját okozzák.

A legfőbb felhasználási területeken kívül a nitrogénvegyületek sokoldalú szerves anyagok. A nitrogén alkotóeleme olyan változatos anyagoknak, mint a [[Kevlár|kevlár szövet]] és [[Pillanatragasztó|cianoakrilát ragasztó]]. A nitrogén összetevője minden nagyobb farmakológiai gyógyszer osztály – beleértve az [[antibiotikum]]ok – molekuláinak is. Számos készítmény elő-gyógyszere, vagy imitációja a természetes nitrogéntartalmú jelző molekuláknak: például a szerves nitrátok közé tartozó [[Glicerin-trinitrát|nitroglicerin]] és a [[nitroprusszid]] képes a [[vérnyomás]] kontrollálására, mert azok metabolitja a természetes [[nitrogén-monoxid]]. A növényi [[alkaloidok]] (gyakran a növény védelmére szolgáló vegyületek) is tartalmaznak nitrogént, így sok jelentős nitrogéntartalmú gyógyszer – mint például a [[koffein]] és a [[morfin]] – hatással van az állati [[Ingerületátvivő anyagok|neurotranszmitterek]] receptoraira.

Nitrogén előfordul minden élő szervezetben, elsősorban az [[aminosavak]]ban (és így [[Fehérje|fehérjékben]]), valamint a [[nukleinsavak]]ban ([[Dezoxiribonukleinsav|DNS]] és [[Ribonukleinsav|RNS]]). Az emberi test mintegy 3 tömegszázalék nitrogént tartalmaz, ezzel az oxigén, a szén és a hidrogén után a negyedik leggyakoribb elem az emberi testben. Az elem mozgását a levegőből a [[bioszféra|bioszférába]] és a szerves vegyületekbe, majd onnan vissza a légkörbe a [[nitrogénciklus]] írja le.

== Története és etimológiája ==
[[Fájl:Nitrogen discharge tube.jpg|bélyegkép|balra|220px|Nitrogéntöltetű kisülési cső]]

Régi magyar neve: ''légeny''<ref name="Szőkefalvi-Nagy">{{cite web|url=http://www.kfki.hu/chemonet/hun/teazo/gyujt/nyelv2.html|title=A magyar kémiai szaknyelv kialakulása|author=Szőkefalvi-Nagy Zoltán|accessdate=2013-01-28}}</ref> vagy ''azót''.<ref>{{Forrásjelzés-Pallas |szócikk=Azot |url=https://www.arcanum.com/hu/online-kiadvanyok/Lexikonok-a-pallas-nagy-lexikona-2/a-a-13/azot-26A5/ |elérés ideje=20220530 }}</ref>

A nitrogént hivatalosan Daniel Rutherford skót orvos fedezte fel 1772-ben, aki „kártékony levegőnek” ''(noxious air)'' vagy „rögzített levegőnek” ''(fixed air)'' nevezte azt.<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/?id=yS_m3PrVbpgC&pg=PR15|page=15|title=Elements of chemistry, in a new systematic order: containing all the modern discoveries|author=Lavoisier, Antoine Laurent|authorlink=Antoine Lavoisier|publisher=Courier Dover Publications|year=1965|isbn=0-486-64624-6}}</ref><ref name="Weeks">{{cite journal | doi = 10.1021/ed009p215 | title = The discovery of the elements. IV. Three important gases | year = 1932 | last1 = Weeks | first1 = Mary Elvira | journal = Journal of Chemical Education | volume = 9 | issue = 2 | pages = 215 |issn = 0021-9584}}</ref> Rutherford számára ismert volt az a tény, hogy a levegő olyan összetevője, amely nem táplálja az égést. Körülbelül ugyanabban az időben [[Carl Wilhelm Scheele]], [[Henry Cavendish]], és [[Joseph Priestley]] is vizsgálta nitrogént; ők „megégett levegőként” vagy „[[Flogisztonelmélet|flogisztikálódott]] levegőként” utaltak rá. A nitrogéngáz eléggé közömbös volt, belélegezvén az állatok elpusztultak, és a tűz kialudt benne; így [[Antoine Lavoisier]] úgy hivatkozott rá, mint „fojtó levegő” illetve „azote”; a [[Görög nyelv|görög]] ''ἄζωτος'' ''(azotos)'' szó után, melynek jelentése ''élettelen''.<ref>''Elements of Chemistry'', trans. Robert Kerr (Edinburgh, 1790; New York: Dover, 1965), 52.</ref> Lavoisier kifejezése a nitrogénre széles körben elterjedt; Magyarországon az „azotum”, „azót” kifejezésekkel illették, olyan szavak mellett, mint a „fojtós matéria, „fojtószer” és „fullasztó”.<ref name="Szőkefalvi-Nagy"/> A [[nyelvújítás]] idején, a magyar kémiai műnyelv létrehozására irányuló erőltetett törekvések vezettek a „légeny” szó megszületéséhez; ám ez sok más szóval egyetemben nem honosodott meg, a tudomány képviselői idővel visszatértek a nemzetközi kifejezésekre.<ref name="Szőkefalvi-Nagy"/>

A ma is használatos nitrogén elnevezés a [[Francia nyelv|francia]] ''nitrogène'' szóból származik, amelyet 1790-ben alkotott meg [[Jean-Antoine Chaptal]] (1756–1832) francia kémikus, a görög ''nitron'' ([[nátrium-karbonát]]) és a francia ''gène'' (termelő) szavakból. A nitrogént megtalálták a [[salétromsav]]ban; Chaptal felfogása szerint a nitrogéngáz a salétromsav alapvető része volt.<ref>{{cite web |url=http://www.etymonline.com/index.php?allowed_in_frame=0&search=nitrogen&searchmode=none |title=Nitrogen |author=Online Ethymology Dictionary |accessdate=2013-01-28}}</ref> (A salétromsav salétromból ([[kálium-nitrát]]) származtatható, melynek régebbi elnevezését ''(nitre)'' nátrium vegyületekre is használták).{{forrás}}

A nitrogén vegyületei már a középkorban is jól ismertek voltak. Az [[Alkímia|alkimisták]] a salétromsavat ''aqua fortis'' (erős víz) néven ismerték. A salétromsav és a [[Hidrogén-klorid|sósav]] elegyének neve ''aqua regia'' ([[királyvíz]]) volt, mert arról volt híres, hogy feloldotta az [[arany (kémiai elem)|arany]]at (a fémek királyát). A legkorábban katonai, ipari, és mezőgazdasági célokra felhasznált nitrogénvegyület a salétrom volt ([[nátrium-nitrát]] és [[kálium-nitrát]]), elsősorban [[Lőpor|puskapor]]ként, majd műtrágyaként hasznosították. 1910-ben [[John William Strutt]] felfedezte, hogy egy elektromos kisülés a nitrogéngázban „sárga fényben ragyogó, örvénylő felhő” formájában „aktív nitrogént” eredményez, amely egy egyatomos [[Allotrópia|allotrop módosulatnak]] tekinthető. Az aktív nitrogén reagált a [[Higany|higannyal]], robbanásveszélyes [[higany-nitrid]]et alkotva.<ref>[http://www.lateralscience.co.uk/activen/index.html Lord Rayleigh's Active Nitrogen] {{Wayback|url=http://www.lateralscience.co.uk/activen/index.html |date=20121101100510 }}. Lateralscience.co.uk. Hozzáférés ideje: 2011-10-26.</ref>

== Előállítása ==
A nitrogéngáz ipari gáz, amelyet cseppfolyós [[levegő]]ből frakcionált [[desztilláció]]val vagy gáz-halmazállapotú levegőből mechanikus úton állítanak elő (pl. túlnyomásos fordított ozmózisos membrán vagy nyomásadszorpció ''(pressure swing adsorption)'' révén). A kereskedelmi nitrogén gyakran az [[acélgyártás]]hoz szükséges [[oxigén]]koncentrációt megteremtő iparilevegő-feldolgozás mellékterméke. Palackba sűrítve gyakran nevezik OFN-nek (oxigénmentes nitrogén).<ref>{{Cite journal|doi=10.1021/ie50569a032|first=Murray|last=Reich|coauthors=Kapenekas, Harry|title=Nitrogen Purfication. Pilot Plant Removal of Oxygen|year=1957|journal=Industrial & Engineering Chemistry|volume=49|pages=869–873|issue=5}}</ref>

Laboratóriumi körülmények között előállítható például [[ammónium-nitrit]] hevítésével,{{forrás}} vagy [[ammónium-klorid]] vizes oldatának és [[nátrium-nitrit]] reakciójával.<ref name="labProduction">{{Cite journal
| last1 = Bartlett |first1 = J. K.
| title = Analysis for nitrite by evolution of nitrogen: A general chemistry laboratory experiment 
| url = https://archive.org/details/sim_journal-of-chemical-education_1967-08_44_8/page/475 | doi = 10.1021/ed044p475 
| journal = Journal of Chemical Education 
| volume = 44 
| issue = 8 
| pages = 475 
| year = 1967 
| pmid =
| pmc = 
| bibcode = 1967JChEd..44..475B
}}</ref>
:<math>\mathrm{NH_4 NO_2\ \rightarrow\  N_2\ +\ 2\ H_2 O}</math>

:<math>\mathrm{NH_4 Cl \left( aq \right)\ +\ NaNO_2 \left( aq \right)\ \rightarrow\  N_2 \left( g \right)\ +\ NaCl \left( aq \right)\ +\ 2\ H_2 O \left( f \right)}</math>

Ez utóbbi reakcióban kis mennyiségben NO- és HNO<sub>3</sub>-szennyeződés is keletkezik. A szennyeződések eltávolíthatók, ha a gázt [[kálium-dikromát]]-tartalmú vizes kénsavoldaton vezetik át.<ref name="labProduction"/> Nagyon tiszta nitrogén állítható elő [[bárium-azid]] vagy [[nátrium-azid]] termikus bontásával.<ref>{{Cite journal 
| last1 = Eremets | first1 = M. I. 
| last2 = Popov | first2 = M. Y. 
| last3 = Trojan | first3 = I. A. 
| last4 = Denisov | first4 = V. N. 
| last5 = Boehler | first5 = R. 
| last6 = Hemley | first6 = R. J. 
| doi = 10.1063/1.1718250 
| title = Polymerization of nitrogen in sodium azide 
| journal = The Journal of Chemical Physics 
| volume = 120 
| issue = 22 
| pages = 10618–10623 
| year = 2004 
| pmid = 15268087
| pmc = 
}}</ref>
:<math>\mathrm{2\ NaN_3\ \rightarrow\  2\ Na\ +\ 3\ N_2}</math>

== Tulajdonságai ==
[[Fájl:Electron shell 007 Nitrogen - no label.svg|bélyegkép|220px|jobbra|A nitrogén [[elektronszerkezet]]e]]
A nitrogén nagy [[elektronegativitás]]ú ({{szám|3.04}})<ref name="RubberBible84th">{{cite book | editor = Lide, D. R. | title = CRC Handbook of Chemistry and Physics | edition = 84th | location = Boca Raton, FL |publisher = CRC Press | year = 2003 }}</ref> nemfémes elem. [[Elektronhéj|Vegyértékhéj]]án öt [[elektron]] található, ennek következtében a legtöbb vegyületében három [[vegyérték]]ű. Molekulája kétatomos (N<sub>2</sub>), benne [[hármas kötés|háromszoros kovalens kötés]] van, melyből egy [[szigma-kötés]] és kettő [[pi-kötés]]. Ez a hármas kötés az egyik legerősebb. Nem táplálja az égést. Ennek a kötésnek az erőssége meghatározó a természeti és az emberi gazdasági tevékenységek szempontjából, mert megnehezíti a nitrogéngáz más vegyületekké alakítását, de megkönnyíti azok ismételt N<sub>2</sub> gázzá alakítását (ez nagy energiafelszabadulással jár).

Légköri nyomáson a molekuláris nitrogén [[Forrás (átalakulás)|forráspont]]ja 77&nbsp;[[Kelvin|K]] ({{szám|-195.79|[[Celsius-skála|°C]]}}); [[olvadáspont]]ja pedig 63&nbsp;K ({{szám|-210.01|°C}});<ref name="Gray" >{{cite book|last=Gray|first=Theodore|title=The Elements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe|url=https://archive.org/details/elementsvisualex0000gray|year=2009|publisher=Black Dog & Leventhal Publishers|location=New York|isbn=978-1-57912-814-2}}</ref> szilárd halmazállapotban [[Allotrópia|allotrop]] kristályszerkezete béta hexagonális. 35,4&nbsp;K ({{szám|-237.6|°C}}) alatt a nitrogén köbös kristályszerkezetű allotrop módosulatként van jelen (úgynevezett alfa-fázis).<ref name = "Greenwood">{{cite book |last1=Greenwood |first1=Norman N. |authorlink1=Norman Greenwood |last2=Earnshaw |first2=Alan |year=1997 |title=Chemistry of the Elements |edition=2nd |publisher=Butterworth–Heinemann |isbn=0080379419}}</ref> A cseppfolyós nitrogén egy a vízhez hasonló megjelenésű folyadék, ismert [[kriogén anyag]]; sűrűsége a vízének 80,8&nbsp;százaléka (a folyékony nitrogén sűrűsége a forrásponti hőmérsékleten {{szám|0.808|g/ml)}}.<ref>{{Cite journal 
| last1 = Iancu | first1 = C. V. 
| last2 = Wright | first2 = E. R. 
| last3 = Heymann | first3 = J. B. 
| last4 = Jensen | first4 = G. J. 
| title = A comparison of liquid nitrogen and liquid helium as cryogens for electron cryotomography 
| doi = 10.1016/j.jsb.2005.12.004 
| journal = Journal of Structural Biology 
| volume = 153 
| issue = 3 
| pages = 231–240 
| year = 2006 
| pmid = 16427786
| pmc = 
}}</ref>

A nitrogén kettőnél több atomot tartalmazó allotrop módosulatait, mint például az N<sub>3</sub> és [[tetranitrogén|N<sub>4</sub>]], laboratóriumban sikerült előállítani.<ref>{{cite web|url=http://www.findarticles.com/p/articles/mi_m1200/is_7_161/ai_83477565|title=A new molecule and a new signature&nbsp;– Chemistry&nbsp;– tetranitrogen|work=Science News|date=February 16, 2002|accessdate=2007-08-18|archiveurl=https://web.archive.org/web/20151016163712/http://www.findarticles.com/p/articles/mi_m1200/is_7_161/ai_83477565|archivedate=2015-10-16}}</ref> Rendkívül magas nyomáson (1,1{{e|6|}}&nbsp;[[Atmoszféra (mértékegység)|atm]]) és magas hőmérsékleten (2000&nbsp;K) a nitrogén egyszeres kötésű, szinklinális (gauche) köbös kristályszerkezetű anyaggá polimerizálódik. (Ilyen körülményeket gyémánt üllővel lehet előállítani). Ez a struktúra nagyon hasonló a [[gyémánt]]éhoz, mindkettő rendkívül erős [[kovalens kötés]]eket tartalmaz; ezért az N<sub>4</sub> beceneve a „nitrogén gyémánt”.<ref>{{Cite news|url=http://www.physorg.com/news693.html|title=Polymeric nitrogen synthesized|work=physorg.com|date=2004-08-05|accessdate=2009-06-22}}</ref>

Egyéb (még nem szintetizált) allotrópjai közé tartozik a [[hexazin]] (N<sub>6</sub>, a [[benzol]]gyűrű analogonja),<ref>{{cite journal|author=Fabian, J. and Lewars, E.|year=2004|title=Azabenzenes (azines) — The nitrogen derivatives of benzene with one to six N atoms: Stability, homodesmotic stabilization energy, electron distribution, and magnetic ring current; a computational study|url=http://pubs.nrc-cnrc.gc.ca/rp/rppdf/v03-178.pdf|journal=Canadian Journal of Chemistry|volume=82|issue=1|pages=50–69|doi=10.1139/v03-178|accessdate=2013-02-02|archiveurl=https://web.archive.org/web/20050329185413/http://pubs.nrc-cnrc.gc.ca/rp/rppdf/v03-178.pdf|archivedate=2005-03-29}}</ref> és az [[oktaazakubán]] (N<sub>8</sub>, a [[kubán (vegyület)|kubán]] analogonja).<ref name="b_muir">{{cite web|url=http://www.ch.ic.ac.uk/local/projects/b_muir/Cubane/Cubanepro/Start.html|title=Cubane|author=Muir, B.|postscript=(See "further topics" section.)}}</ref> Az előbbiről azt feltételezik, hogy rendkívül instabil; míg az utóbbi az előrejelzések szerint kinetikailag stabil, a molekula szimmetriájából adódóan.<ref>{{cite news|url=http://www.springerlink.com/content/w3pap8xmmju00j3e/|title=Theoretical studies on the molecular electron densities and electrostatic potentials in azacubanes|author=Ujwala N. Patil, Nilesh R. Dhumal and Shridhar P. Gejji|journal=Theoretical Chemistry Accounts: Theory, Computation, and Modeling (Theoretica Chimica Acta)|volume=112|page=27-32|accessdate=2013-02-02|archiveurl=https://web.archive.org/web/20200406061124/http://www.springerlink.com/content/w3pap8xmmju00j3e/|archivedate=2020-04-06}}</ref>

=== Izotópjai ===
{{bővebben|A nitrogén izotópjai}}
[[Fájl:CNO Cycle.svg|bélyegkép|balra|250px|A [[CNO-ciklus]] áttekintése]]

A nitrogénnek két stabil [[izotóp]]ja létezik: <sup>14</sup>N és <sup>15</sup>N. Messze a leggyakoribb a nitrogén-14 (99,634&nbsp;%), amely a [[csillag]]okban termelődik a [[CNO-ciklus]] során. A tíz szintetizált izotóp közül a <sup>13</sup>N [[Felezési idő|felezési ideje]] durván tíz perc, míg a többi nem-stabil izotópé másodperc nagyságrendű.<ref name="NUBASE">{{cite journal |author=G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon |year=2003 |title=The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties |url=http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf |journal=Nuclear Physics A |volume=729 |issue= |pages=3–128 |doi=10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 |bibcode=2003NuPhA.729....3A |accessdate=2013-02-02 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080923135135/http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf |archivedate=2008-09-23 }}</ref>

A biológiailag közvetített reakciók (pl. asszimiláció, nitrifikáció és [[denitrifikáció]]) határozott ellenőrzés alatt tartják a talaj nitrogéndinamikáját. Ezek a reakciók általában a talaj <sup>15</sup>N-dúsulását és a termékek kimerülését eredményezik.<ref name="enrich">{{cite book | url = https://books.google.de/books?id=U9y3whFC2DIC&pg=PA74 | pages = 74–75 | title = Stable Isotopes and Biosphere - Atmosphere Interactions: Processes and Biological Controls | isbn = 9780080525280 | author1 = Flanagan | first1 = Lawrence B. | last2 = Ehleringer | first2 = James R | last3 = Pataki | first3 = Diane E. | date = 2004-12-15}}</ref>

A Föld légkörében lévő molekuláris nitrogén egy kis része (0,73&nbsp;%)<!--2*0,99634*0,00366--> a <sup>14</sup>N<sup>15</sup>N izotopológ (ez tehát két különböző nuklidot tartalmazó nitrogénmolekula); míg a fennmaradó rész szinte teljes egészében <sup>14</sup>N<sub>2</sub>.<ref>{{cite web| url = http://physics.nist.gov/cgi-bin/Compositions/stand_alone.pl?ele=N | title = Atomic Weights and Isotopic Compositions for Nitrogen | publisher = NIST |accessdate=2013-05-22}}</ref>

A <sup>16</sup>N radioizotóp a domináns radionuklid a [[Nyomottvizes reaktor|nyomottvizes]], illetve a [[forralóvizes reaktor]]ok hűtőfolyadékában, azok normál működése esetén. A vízben lévő oxigén-16-ból keletkezik (n,p) reakció révén. Rövid, körülbelül 7,1&nbsp;másodperces felezési ideje van,<ref name="NUBASE"/> de miközben oxigén-16-tá bomlik vissza, nagy energiájú (5–7&nbsp;[[Elektronvolt|MeV]]) [[gamma-sugárzás]]t bocsát ki.<ref name="NUBASE"/><ref name="Neeb">{{Cite book|last=Neeb|first= Karl Heinz |title=The Radiochemistry of Nuclear Power Plants with Light Water Reactors|publisher=Walter de Gruyter|location=Berlin-New York|year=1997|isbn=3-11-013242-7| url = https://books.google.de/books?id=SJOE00whg44C&pg=PA227| page=227}}</ref> Emiatt a nyomottvizes reaktor primer hűtőközegének hozzáférhetőségét a reaktor működése alatt korlátozni kell. A nitrogén-16 az egyik legfontosabb alkalmazott eszköz, amellyel a primer hűtőkör szekunder gőzkörbe való csekély szivárgását is azonnal észlelni lehet.<ref name="Neeb"/>

Hasonlóképpen korlátozni kell működés közben a forralóvizes reaktorú atomerőmű gőzköreinek bármelyikének összetevőihez való hozzáférést. A kondenzátorból származó kondenzátumot általában tíz percig állni hagyják, hogy lehetővé tegyék a nitrogén-16 elbomlását. Ez szükségtelenné teszi a tápvíz csővezetékek és szivattyúk leárnyékolását, és a hozzáférésük korlátozását.{{forrás}}

=== Elektromágneses spektruma ===
[[Fájl:Nitrogen-glow.jpg|220px|bélyegkép|jobbra|Egy üvegcse ultratiszta, izzó nitrogéngáz (<N<sub>2</sub>)]]

A molekuláris nitrogén (<sup>14</sup>N<sub>2</sub>) nagy mértékben átlátszó az [[Infravörös sugárzás|infravörös]] és [[Látható spektrum|látható]] tartománybeli sugárzás számára, mivel a dipólusmomentuma nulla, és így nem tud kölcsönhatásba lépni az ilyen hullámhosszúságú elektromágneses sugárzással. Ugyanakkor jelentős abszorpció figyelhető meg extrém ultraibolya [[hullámhossz]]okon,<ref>{{cite journal | doi = 10.1103/PhysRev.64.207 | title = Absorption Spectrum of N2 in the Extreme Ultraviolet | year = 1943 | last1 = Worley | first1 = R. | journal = Physical Review | volume = 64 | issue = 7–8 | pages = 207}}</ref> mintegy 100 [[nanométer]]től kezdődően. Ez szorosan összefügg a molekula olyan állapotai közötti elektron-átmenetekkel, melyek során az elektronok nem egyenlő mértékben oszlanak meg az atomok között. A nitrogén abszorpciója vezet a Föld, illetve más bolygók felső légkörében az [[ultraibolya]] sugárzás jelentős elnyeléséhez. Ez a jelenség megvédi a földi életet a halálos sugárzásoktól, azonban zavaró körülmény a csillagászati képalkotások során.<ref>{{cite journal |title =The ALMA Observatory: the sky is only one step away. |author=Mignone C, Pierce-Price |year=2010 |journal=Science in School |page=44-49 |issue=15 |url=http://www.scienceinschool.org/2011/issue20/em/hungarian}}</ref> Hasonló okokból a tiszta molekuláris [[nitrogén lézer]]ek jellemzően az ultraibolya tartományban bocsátanak ki fényt.

A nitrogén hozzájárul a [[sarki fény]] kialakulásához, annak révén, hogy nagy energiájú [[elektromágneses sugárzás]] hatására a nitrogén elektronjai magasabb héjakra ugranak (az atom gerjesztett állapotba kerül), majd innen fénykibocsátás mellett alapállapotba kerül vissza (az elektronok alacsonyabb héjakra ugranak).<ref>{{cite web |url=http://missionscience.nasa.gov/ems/10_ultravioletwaves.html |title=Ultraviolet Waves |author=National Aeronautics and Space Administration, Science Mission Directorate |year=2010 |accessdate=2013-01-30 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110127004149/http://missionscience.nasa.gov/ems/10_ultravioletwaves.html |archivedate=2011-01-27 }}</ref> A Föld felső légkörének kék ragyogását ''(földfény)'', és a [[belépés a légkörbe|légkörbe belépő]] űrhajók ablakában látszódó kékes izzást jellemzően nem a molekuláris nitrogén, hanem az oxigénnel egyesülő szabad nitrogénatomok okozzák, mely folyamatban [[nitrogén-monoxid]]ot (NO) képeznek.{{forrás}}

A nitrogéngáz is mutat [[szcintilláció (fizika)|szcintilláció]]t.

[[Fájl:Nitrogen Spectra.jpg|bélyegkép|550px|center|A nitrogén spektruma]]

=== Reakciói ===
[[Fájl:Dinitrogen-2D-dimensions.png|bélyegkép|150px|jobbra|Az N<sub>2</sub> szerkezete]]

A nitrogén [[szabványos nyomás és hőmérséklet|standard hőmérsékleten és nyomáson]] általában véve nem reakcióképes elem. A nitrogéngáz csak kevés vegyülettel reagál spontán, ellenáll a [[sav]]aknak és [[bázis (kémia)|bázis]]oknak, valamint az oxidálószereknek és a legtöbb redukálószernek. Kivételt képez a [[lítium]], amellyel a nitrogén szobahőmérsékleten is reagál, így [[lítium-nitrid]] (Li<sub>3</sub>N) képződik:<ref name="Schrock">{{Cite journal|author=Schrock, R. R.|title=Catalytic Reduction of Dinitrogen to Ammonia at a Single Molybdenum Center|journal=Acc. Chem. Res.|year=2005|volume=38|issue=12|pmid=16359167|pages=955–962|pmc=2551323|doi=10.1021/ar0501121}}</ref>
:<math>\mathrm{6\ Li\ +\ N_2\ \rightarrow\ 2\ Li_3 N}</math>

Magasabb hőmérsékleten a [[magnézium]] is reakcióba lép a nitrogénnel, [[magnézium-nitrid]]et képezve.<ref name="che">{{cite book | author=Raymond Chang, Kenneth Goldsby | title=Chemistry | url=https://archive.org/details/chemistry0000chan_b9n6_12thed | edition=12th edition | year=2015 | publisher=McGraw-Hill Education | location=Penn Plaza, New York | isbn= 978-0-07-802151-0}}</ref>
:<math>\mathrm{6\ Mg\ +\ N_2\ \rightarrow\ 2\ Mg_3 N_2}
</math>

Égése a természetben [[villám]]láskor játszódik le; a nitrogén magas, körülbelül {{szám|3000}}&nbsp;°C hőmérsékleten egyesül az oxigénnel (lent). A [[nitrogén-monoxid]] azonban keletkezhet tüzelési folyamatokban;<ref>{{cite web|url=http://www.panenerg.hu/panenerg/tudastar/nox--- |title=NOX - Nitrogén-oxidok|accessdate=2013-01-29}}</ref> illetve enzimatikus segítséggel szintetizálódhat az [[emlősök]] és a primitív élőlények sejtjeiben is.<ref>{{cite journal |journal=Természet Világa |url=http://www.termeszetvilaga.hu/tv99/tv9904/no.html |title=A nitrogén-monoxid |volume=130 |issue=4 |author=Fürst Zsuzsanna |accessdate=2013-01-29 |year=1999 |month=05 |page=146–151 |archívurl=https://web.archive.org/web/20130208154211/http://www.termeszetvilaga.hu/tv99/tv9904/no.html |archívdátum=2013-02-08 }}</ref>
:<math>\mathrm{N_2\ +\ O_2\ \rightarrow\ 2\ NO}</math>

[[Fájl:RuA5N2.png|bélyegkép|balra|220px|A [Ru(NH<sub>3</sub>)<sub>5</sub>(N<sub>2</sub>)]<sup>2+</sup> szerkezete]]

A N<sub>2</sub> számos [[adduktum]]ot képez az átmenetifémekkel. Az első példa [[dinitrogén-komplex]]re a [Ru(NH<sub>3</sub>)<sub>5</sub>(N<sub>2</sub>)]<sup>2+</sup>. Azonban érdekes megjegyezni, hogy az N<sub>2</sub> [[ligandum (szervetlen kémia)|ligandum]] [[hidrazin]] bomlásából származik, és nem szabad dinitrogén hozzákapcsolódásából. Ma már számos ilyen vegyület létezik, beleértve például: IrCl(N<sub>2</sub>)(PPh<sub>3</sub>)<sub>2</sub>; W(N<sub>2</sub>)<sub>2</sub>(Ph<sub>2</sub>PCH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>PPh<sub>2</sub>)<sub>2</sub>; és [(η<sup>5</sup>-C<sub>5</sub>Me<sub>4</sub>H)<sub>2</sub>Zr]<sub>2</sub>(μ<sub>2</sub>, η<sup>2</sup>,η<sup>2</sup>-N<sub>2</sub>). Ezek a komplexek szemléltetik, hogy a dinitrogén hogyan kötődhet fémekhez a [[nitrogenáz]] enzimekben; illetve a [[Haber–Bosch-eljárás]] [[katalizátor]]ában.<ref>{{Cite journal|author=Fryzuk, M. D. and Johnson, S. A.|title=The continuing story of dinitrogen activation|journal=Coordination Chemistry Reviews |volume=200–202 |page=379 |year=2000 |doi=10.1016/S0010-8545(00)00264-2}}</ref> 2005-ben publikáltak egy katalitikus eljárást, amely [[molibdén]]-komplex és proton forrás jelenlétében [[Ammónia|ammóniává]] [[Redoxireakció|redukálja]] a nitrogént.<ref name="Schrock" />

A nitrogénvegyületek ipari célú előállításának kiinduló lépése a Haber-eljárás; amelyben a nitrogént N<sub>2</sub> és H<sub>2</sub> reakciójával kötik meg, vas(II, III)-oxid (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>) katalizátor jelenlétében körülbelül 500&nbsp;°C-on, 200&nbsp;atmoszféra nyomáson. A biológiai nitrogén megkötés a természetben élő [[cianobaktériumok]]ban és a növények gyökerében szintén molekuláris nitrogénből állít elő ammóniát. A bioszférában lévő nitrogén zömének forrását jelentő reakciót vas- és molibdénatomokat tartalmazó nitrogenáz [[enzim]] komplex katalizálja; energiája ({{szám|-20.5}}&nbsp;[[Joule|kJ]]/[[Anyagmennyiség|mol]]) pedig az [[adenozin-trifoszfát]] (ATP), [[adenozin-difoszfát]]ot és [[Szervetlen vegyület|szervetlen]] foszfátot eredményező hidrolíziséből származik.{{forrás}}
{{-}}

== Előfordulása ==
A nitrogén a [[Föld]] [[légkör]]ének leggyakoribb összetevője (a száraz levegő 78,082 térfogat-, illetve 75,3 tömegszázaléka nitrogén).<ref name="emsley360">Emsley, p. 360</ref> Ez a nagy koncentráció azonban nem tükrözi a nitrogén alacsony előfordulását a Föld összetételében, mert az elem nagy részét a Nap még a bolygó kialakulásának korai szakaszában elpárolgatta.

A nitrogén gyakori elem az univerzumban, tömeg szerint közelítőleg a hetedik leggyakoribb kémiai elem a galaxisunkban és a Naprendszerben. Az ottani előfordulásáról azt gondolják, hogy teljes egészében a [[Szupernóva|szupernóvákban]] [[Magfúzió|fuzionálódó]] hidrogén és szén eredményeképpen jön létre.<ref name="croswell">{{Cite book|last=Croswell|first=Ken|title=Alchemy of the Heavens|publisher=Anchor|month=February|year=1996|url=http://kencroswell.com/alchemy.html|isbn=0-385-47214-5}}</ref> A ''[[FUSE|Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer]]'' segítségével csillagászok molekuláris nitrogént és nitrogénvegyületeket mutattak ki a [[Csillagközi anyag|csillagközi térben]].<ref>{{cite journal|title=Abundance of Interstellar Nitrogen|author=Meyer, Daved M.; Cardelli, Jason A.; Sofia, Ulysses J.|year=1997|doi=10.1086/311023|journal=The Astrophysical Journal|volume=490|pages=L103–L106|arxiv=astro-ph/9710162|bibcode=1997ApJ...490L.103M }}</ref>

Az elemi nitrogén, illetve a hidrogénnel és oxigénnel alkotott gyakori vegyületei [[illékonyság]]uk miatt, a Nap hője következtében gáz formában eltűntek a korai Naprendszer [[planetezimál]]jairól; így elvesztek a belső Naprendszer kőzetbolygói számára. A nitrogén ennélfogva viszonylag ritka elem e belső bolygókon, köztük a Föld egészén. Ebben a tekintetben a [[neon]]ra emlékeztet, amely hasonló előfordulással bír a világegyetemben; ezzel szemben ritka elem a belső Naprendszerben. A nitrogén becslések szerint a földkéreg 30. leggyakoribb összetevője. Létezik néhány viszonylag ritka nitrogénásvány, mint például a salétrom ([[kálium-nitrát]]), a chilei salétrom ([[nátrium-nitrát]]) és az [[ammónium-klorid]]. Ezek is elsősorban kiszáradt óceáni ágyakból mint koncentrátumok ismertek, mivel a természetben előforduló nitrogénvegyületek közül jobban oldódnak vízben.{{forrás}} Hasonló történik a szintén meglehetősen ritka elem, a [[bór]] oldhatósága kapcsán is.

A nitrogén és vegyületei azonban sokkal gyakoribbak gáz formában azon bolygók és holdak légkörében, melyek elég nagyok ahhoz, hogy atmoszférájuk legyen.<ref>''Megjegyzés: a kisebb sziklás holdak és bolygók légkörében a nitrogén és vegyületei jóval gyakoribbak a neonnál, mivel illékonyságuk a neonénál kisebb.''</ref> Például, a molekuláris nitrogén nem csupán a Föld légkörének; hanem a [[szaturnusz]]i hold, a [[Titán (hold)|Titán]] sűrű légkörének is fő alkotórésze. Továbbá, köszönhetően a gravitáció visszatartó erejének alacsonyabb hőmérsékleten, a nitrogén és vegyületei értékelhető mennyiségben fordulnak elő a gázóriások légkörében.<ref>{{cite web|url=http://www.solarviews.com/eng/titan.htm|title=Titan (Saturn VI)|accessdate=2007-12-24|publisher=Solarviews.com|author=Hamilton, Calvin J.}}</ref>

A nitrogén jelen van minden élő szervezetben, a fehérjékben, a nukleinsavakban, és más molekulákban. Jellemzően a növényi anyagok száraz tömegének körülbelül 4%-át, és az emberi test körülbelül 3%-át teszi ki. Jelentős összetevője az állati hulladéknak (például [[guanó]]), általában [[karbamid]], [[húgysav]], ammóniumvegyületek, és ezen nitrogéntartalmú termékek származékainak formájában található meg; melyek alapvető [[tápanyag]]ai az összes olyan növénynek, melyek nem tudják megkötni a légköri nitrogént.{{forrás}}

== Felhasználása ==
=== Nitrogéngáz ===
[[Fájl:Dinitrogen-3D-vdW.png|bélyegkép|jobbra|220px|Kétatomos nitrogénmolekula (N<sub>2</sub>) képe]]

A nitrogéngázt számos területen alkalmazzák (például inert gázként helyettesíti a levegőt ott, ahol az oxidáció nemkívánatos<ref name="emsley364">Emsley, p. 364</ref>):

* Inert atmoszféra előállítására, tisztán vagy [[szén-dioxid]]dal keverve; hogy megőrizze a csomagolt vagy ömlesztett élelmiszerek frissességét (késlelteti az avasodást és egyéb oxidatív károsodásokat). A tiszta nitrogént, mint élelmiszer-adalékanyagot az [[Európai Unió]] az E941-es [[E-számok|E-számmal]] jelöli..<ref>{{cite journal | url = https://books.google.de/books?id=Fvm-sqd90-oC&pg=PA591 | page = 591 | title = Food Additives in Europe 2000 | isbn = 9789289308298 | year = 2002 | author1 = Ministers | first1 = Nordic Council of}}</ref>
*A [[Izzólámpa|hagyományos izzólámpákban]], mint az [[argon]] olcsó alternatívája.<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/?id=W0HW8wgmQQsC&pg=PA90|isbn=978-0-85404-690-4|editor=Harding, Charlie|year=2002|publisher=Royal Society of Chemistry|location=Cambridge|title=Elements of the p Block}}</ref>
*Elektronikus alkatrészek, mint például [[tranzisztor]]ok, [[Dióda|diódák]], és [[integrált áramkör]]ök gyártásához.{{forrás}}
*Szárítva és nyomás alá helyezve, [[dielektrikum]] [[gáz]]ként használják nagyfeszültségű berendezésekben.{{forrás}}
*Rozsdamentes acél gyártásához.<ref>{{Cite book|title=High nitrogen steels: structure, properties, manufacture, applications|author=Gavriliuk, V. G.; Berns, Hans|url=https://books.google.com/?id=6eF4AfEwF4YC&pg=PA338|publisher=Springer|year=1999|isbn=3-540-66411-4}}</ref>
*Katonai repülőgépek üzemanyag-rendszerében, hogy csökkentsék a tűzveszélyt.{{forrás}}
*Tűzveszélyes folyadékokkal töltött tartályok tetején, biztonsági intézkedésként (nitrogénpárna).
*Közúti és légi járművek [[gumiabroncs]]ainak töltésére.<ref>{{cite web|url=http://auto.howstuffworks.com/question594.htm|title=Why don't they use normal air in race car tires?|publisher=Howstuffworks|accessdate=2006-07-22}}</ref> 
* Az üzemelés körülményei között nem cseppfolyósodó inert gáztöltetként, például légrugókban, tűzoltó palackokban.
*[[Ammónia]]gyártáshoz:
::<math>\mathrm{N_2\ +\ 3\ H_2\ \leftrightarrow\ 2\ NH_3}</math>

*A nitrogént a kémiai analízisben is elterjedten alkalmazzák a minták előkészítésekor. Arra használják, hogy töményítsék és csökkentsék a folyadékminták térfogatát. A nyomás alatt lévő nitrogéngázt merőlegesen a folyadék felszínére irányítva, lehetővé válik, hogy az oldószer elpárologjon, miközben az oldott anyag(ok) hátramaradnak.<ref>{{Cite journal|doi=10.1016/S0021-9673(01)01466-2|title=Centrifugal concentrator for the substitution of nitrogen blow-down micro-concentration in dioxin/polychlorinated biphenyl sample preparation|year=2002|author=Kemmochi, Y|journal=Journal of Chromatography A|volume=943|pages=295–297|pmid=11833649|last2=Tsutsumi|first2=K|last3=Arikawa|first3=A|last4=Nakazawa|first4=H|issue=2}}</ref>
*Egyéb, kevésbé elterjedt használata is van a nitrogéngáznak, például az Egyesült Államok Alabama államában a halálbüntetés végrehajtásakor használják.<ref>{{cite web |author=Dakin Andone, Isabel Rosales, Christina Maxouris |title=Alabama puts to death Kenneth Smith in first known execution using nitrogen gas |url=https://edition.cnn.com/2024/01/25/us/kenneth-smith-nitrogen-gas-execution-alabama |accessdate=2025-02-08 |last=Maxouris |first=Dakin Andone, Isabel Rosales, Christina |date=2024-01-25 |language=en}}</ref> A nitrogéngáztól az elítélt oxigénhiányos állapotba kerül, ami végül halálhoz vezet.<ref>{{cite book |author=Marc Wilkenfeld |title=Environmental and occupational medicine |subtitle=Simple Asphyxiants |edition=4th |date=2007 |location=Philadelphia |publisher=Lippincott Williams & Wilkins |page=556 |isbn=0781762995 |url=https://students.aiu.edu/submissions/profiles/resources/onlineBook/F5h6X8_Environmental_and_Occupational_Medicine-_4th.pdf |last=Rom |first=William N.}}</ref>

=== Cseppfolyós nitrogén ===
[[Fájl:Liquidnitrogen.jpg|bélyegkép|220px|Folyékony nitrogén kitöltése]]
A cseppfolyós nitrogén egy kriogén folyadék. Légköri nyomáson {{szám|-195.8|[[Celsius-skála|°C-on]]}} forr. Ha megfelelő tartályban, például [[termosz]]ban szigetelik el, jelentős [[párolgás]]i veszteség nélkül szállítható.<ref>{{Cite journal|doi=10.1007/BF01136404|title=Vessels for the storage and transport of liquid oxygen and nitrogen|author=Kaganer|journal=Chemical and Petroleum Engineering|volume=3|issue=12|year=1967|pages=918–922|author-separator=,|author2=M. G.|display-authors=2|last3=Kozheurov|first3=V. I.|last4=Levina|first4=Zh. L.}}</ref>

A [[szárazjég]]hez hasonlóan a folyékony nitrogént főleg [[hűtőközeg]]ként használják fel. Többek között [[vér]], reproduktív sejtek ([[ondó|sperma]] és [[petesejt]]), illetve egyéb biológiai minták és anyagok krioprezervációjára használható fel.<ref>{{cite web|url=https://index.hu/tudomany/egeszseg/2013/01/23/ossejt/ |title=Mínusz 200 fokon tárolják az őssejteket |author=Index |date=2013-01-23 |accessdate= 2013-01-30}}</ref> A [[krioterápia]] során klinikailag a bőrön alkalmazzák, hogy eltávolítsák a cisztákat és szemölcsöket.<ref>{{cite journal|pmid=11359389|volume=144|issue=5|title=Liquid nitrogen cryotherapy of common warts: cryo-spray vs. cotton wool bud|url=https://archive.org/details/sim_british-journal-of-dermatology_2001-05_144_5/page/1006|year=2001|month=May|journal=Br. J. Dermatol.|pages=1006–9|author=Ahmed I, Agarwal S, Ilchyshyn A, Charles-Holmes S, Berth-Jones J|doi=10.1046/j.1365-2133.2001.04190.x}}</ref> Bizonyos laboratóriumi berendezésekben a [[Hidegcsapda|hidegcsapdákban]] alkalmazzák, illetve felhasználják röntgendetektorok vagy infravörös érzékelők hűtésére. Alkalmazzák órajelnél gyorsabban működtetett számítógépek [[Central processing unit|központi feldolgozóegységeinek]] és egyéb eszközeinek hűtésére, melyek a normál működésnél több hőt termelnek.<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/?id=9fYFiZ7QeEcC&pg=PA318|title=Encyclopedia of Computer Science and Technology, Volume 30|author=Kent, Allen; Williams, James G.|publisher=CRC Press|year=1994|isbn=0-8247-2283-3|page=318}}</ref>

=== Nitrogénvegyületek ===
A nitrogén összekapcsolása, illetve megkötése a modern ipari kémia legfontosabb jellemzője. A nitrogénből és a [[földgáz]]ból a [[Haber–Bosch-eljárás]]sal ammónia állítható elő. Az ammónia egyrészt közvetlenül felhasználható (elsősorban [[műtrágya]]ként és nitro-műtrágyák előállítására);<ref name="Gray"/> másrészt más fontos anyagok – beleértve a [[Robbanószer|robbanóanyagokat]] is – prekurzoraként, az [[Ostwald-eljárás]]sal előállított [[salétromsav]] útján.<ref name="emsley364"/>

A salétromsav szerves és szervetlen sói a kémiai energia történelmileg fontos és kényelmes tárolói voltak. Ezek közé fontos vegyületek tartoznak, például a [[kálium-nitrát]] (amit a [[lőpor]]ban használtak)<ref name="emsley362">Emsley, p. 362</ref> és az [[ammónium-nitrát]], amely fontos műtrágya<ref name="emsley360"/> és robbanóanyag (lásd [[ANFO]]). Egyéb különböző nitrált szerves vegyületek, mint a [[Glicerin-trinitrát|nitroglicerin]], a [[trinitrotoluol]],<ref name="emsley362"/> és a [[Cellulóz-nitrát|nitro-cellulóz]]<ref name="nitrocellulose">Cleveland, David (2002) "Don't Try This at Home: Some Thoughts on Nitrate Film, With Particular Reference to Home Movie Systems" in Roger Smither and Catherine Surowiec (eds.), ''This Film is Dangerous: A Celebration of Nitrate Film'', Brussels, FIAF, {{ISBN|978-2-9600296-0-4}}, p. 196</ref> robbanóanyagokként és a modern lőfegyverek hajtóanyagaiként használatosak. A salétromsavat oxidálószerként használják a folyékony üzemanyagú [[Rakéta|rakétákban]]. A [[hidrazin]] és származékai rakéta-üzemanyagokként és hajtógázokként használhatóak fel. A legtöbb ilyen vegyület instabilitását és robbanásra, illetve égésre való hajlamát az okozza, hogy a nitrogén oxidként, és nem a sokkal stabilabb nitrogén molekulaként (N<sub>2</sub>) van jelen, amely ezen vegyületek termikus bomlásának eredménye. Amikor a nitrátok elégnek vagy felrobbannak, a kialakuló dinitrogénmolekula erős hármas kötése termeli a legtöbb energiát a reakció során.

A nitrogén összetevője minden nagyobb gyógyszerosztály molekuláinak a farmakológiában és az orvostudományban. A [[dinitrogén-oxid]]ot (N<sub>2</sub>O) a 19. század elején fedezték fel, mint részleges érzéstelenítő, habár azt csak később használták műtéti érzéstelenítésre. Kéjgáznak nevezték, és úgy találták, hogy belégzése a részegséghez hasonlító állapotot idéz elő. Egyéb említésre méltó nitrogéntartalmú gyógyszerek a növényi [[alkaloidok]]ból származó drogok, mint például a [[morfin]] (sok alkaloida létezik, amelyről ismert, hogy farmakológiai hatású; egyes esetekben ezek a növény ragadozókkal szembeni természetes kémiai védelmét szolgálják). A nitroglicerin és a [[nitroprusszid]] ismert vérnyomás- és a szívműködés-szabályzók, melyek a [[nitrogén-monoxid]] hatását utánozzák.

== Vegyületei ==
{{lásd még|:Kategória:Nitrogénvegyületek}}

A nitrogén legfontosabb semleges [[Hidridek|hidridje]] az [[ammónia]] (NH<sub>3</sub>), noha a [[hidrazin]]t (N<sub>2</sub>H<sub>4</sub>) is gyakran alkalmazzák. Az ammónia 6 nagyságrenddel [[Bázis (kémia)|bázikusabb]], mint a [[víz]]. Oldatban ammónium[[ion]]t (NH<sub>4</sub><sup>+</sup>) képez. A folyékony ammónia (forráspontja 240&nbsp;K) [[amfoter]] anyag (azaz kijelzi a [[Sav-bázis elméletek#Brønsted-Lowry féle|Brønsted-Lowry féle]] savas vagy bázikus jelleget is), ezenfelül [[amidok|amid]]ionokat képez (NH<sub>2</sub><sup>–</sup>). Amid és nitrid (N<sup>3−</sup>) [[só]]k is ismertek, de ezek vízben lebomlanak. Az ammónia alkil-vegyületekkel egy-, két-, három- illetve négyszeresen szubsztituált vegyületei az [[aminok]]. A négyszeresen szubsztituált, úgynevezett kvaterner aminok kereskedelmileg és biológiailag is egyaránt jelentősek; mindemellett mivel a négy szubsztituens egy pozitív töltésű nitrogénatomot eredményez, így ezek egyben vízben oldható, vagy legalábbis amfoter vegyületek.{{forrás}}

A nitrogén [[anion]]ok (negatív töltésű ionok) másik nagy csoportja a mérgező [[azidok]] (N<sub>3</sub><sup>–</sup>). Az azidok lineáris molekulák, és bár elektronszerkezetük a [[szén-dioxid]]hoz hasonló, de a szervezetben a [[cianid]]okhoz hasonló módon kötődnek a vas-tartalmú enzimekhez. Egy másik, azonos szerkezetű [[molekula]] a színtelen és viszonylag inert altatógáz, a [[dinitrogén-oxid]] (dinitrogén-monoxid, N<sub>2</sub>O), más néven kéjgáz. Ez a vegyület a különböző nitrogén-[[oxidok]] egyike, mely családot gyakran '''NOx'''-ként rövidítik. A [[nitrogén-monoxid]] (NO) egy természetes [[Szabad gyökök|szabad gyök]], amelyet növények és állatok egyaránt használnak a jelátvitel során; például [[értágulat]]kor ''(vazodilatáció)'' a vérerek [[Izom#Simaizom|simaizom-szöveteinek]] elernyedését okozza. A vöröses színű, és mérgező [[nitrogén-dioxid]] (NO<sub>2</sub>) párosítatlan elektront tartalmaz; illetve fontos összetevője a [[szmog]]nak. A párosítatlan elektront tartalmazó nitrogén vegyületek hajlamosak a [[dimerizáció]]ra (így párosíva az elektronjaikat), és általában véve nagyon reaktívak. A kapcsolódó savak a [[salétromossav]] HNO<sub>2</sub>, és a [[salétromsav]] HNO<sub>3</sub>; sóik a [[nitrit]]ek és a [[nitrát]]ok.

A többi oxid, mint például a [[dinitrogén-trioxid]] (N<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), a [[dinitrogén-tetroxid]] (N<sub>2</sub>O<sub>4</sub>), illetve a [[dinitrogén-pentoxid]] (N<sub>2</sub>O<sub>5</sub>), nem stabil, és robbanásveszélyes; amely egyenes következménye az N<sub>2</sub> kémiai stabilitásának. Szinte mindegyik [[Rakéta-hajtóanyag|hipergol]]-hajtóanyagú rakéta N<sub>2</sub>O<sub>4</sub> használ oxidálószerként; ezek üzemanyagai a hidrazin különböző származékai, melyek szintén nitrogénvegyületek. Ezeket a rakéta-hajtóműveket széles körben használták, a [[Space Shuttle]]-n és az [[Apollo-program]] rakétáin, mert e hajtóanyagok szobahőmérsékleten folyadékok, és külön gyújtó-rendszer nélkül, érintkezéskor begyulladnak; ez lehetővé teszi a pontosan szabályzott égést. Néhány rakéta, mint a [[Titan hordozórakéta|Titan II]] és az [[Ariane]] 1-4 is hipergol üzemanyagokat használ, bár a trend távolodik ezektől költségvetési és a biztonsági okok miatt. Az N<sub>2</sub>O<sub>4</sub> a salétromsav (HNO<sub>3</sub>) előállításának köztes terméke, és egy meglehetősen erős oxidálószer.

A nitrogén figyelemre méltó azokról a robbanásszerűen instabil vegyületekről, amelyek belőle állíthatóak elő. A [[nitrogén-trijodid]] (NI<sub>3</sub>) egy rendkívül érzékeny robbanóanyag. A [[Cellulóz-nitrát|nitrocellulóz]], amelyet cellulóz salétromsavval történő nitrálásával állítanak elő, lőgyapot néven is ismert. A [[glicerin]] nitrálásával gyártható [[Glicerin-trinitrát|nitroglicerin]] a [[dinamit]] veszélyesen instabil robbanásveszélyes összetevője. A hozzá képest stabilabb, de kevésbé erős robbanóanyag, a [[trinitrotoluol]] ''(TNT)'' az a standard robbanóanyag, amelyhez a nukleáris robbantások erejét mérik.<ref>{{cite book|author=Häring, Heinz-Wolfgang|title=Industrial Gases Processing|url=https://books.google.com/books?id=4XNBJIrdK9wC&pg=PA243|accessdate=2 January 2012|date=2008|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-3-527-62125-5|pages=243–}}</ref>

A nitrogén [[szerves vegyület]]ekben is megtalálható. A gyakori nitrogéntartalmú [[funkciós csoport]]ok közé tartoznak: az [[aminok]], az [[amidok]], a [[nitrovegyületek|nitro-csoportok]], az [[imin]]ek, és az [[enaminok]]. Egy vegyi anyag nitrogén tartalmát a [[Kjeldahl-módszer]]rel lehet meghatározni.

== Biológiai szerepe ==
A nitrogén nélkülözhetetlen építőköve az [[aminosavak|amino]]- és [[nukleinsavak]]nak, amelyek alapvető fontosságúak a földi élet számára.<ref name="emsley360"/>

A légkörben lévő elemi nitrogént közvetlenül nem tudják felhasználni sem a növények, sem az állatok; át kell alakítani (meg kell kötni) megfelelő állapotba, hogy hasznos legyen a magasabb rendű növények és állatok számára. A [[csapadék]] gyakran tartalmaz jelentős mennyiségű ammóniumiont és nitrátot, melyről azt gondolják, hogy a [[villám]]lás, illetve egyéb légköri elektromos jelenségek nitrogén megkötésének eredménye.<ref name="Lightning">{{Cite book|title=Lightning: Physics and Effects|first=Vladimir A.|last=Rakov|coauthor=Uman, Martin A.|publisher=Cambridge University Press|year=2007|isbn=978-0-521-03541-5|page=508|url=https://books.google.com/?id=TuMa5lAa3RAC&pg=PA508}}</ref> Ezt először [[Justus von Liebig|Liebig]] javasolta 1827-ben, majd később megerősítették.<ref name="Lightning"/> Mivel azonban az erdő lombkoronája a légköri nitráthoz képest jobban megtartja az ammóniumionokat, a kötött nitrogén többsége nitrátként éri el a talaj felszínét a fák alatt. A fa [[Gyökér|gyökerei]] ezzel szemben előnyösebben asszimilálják a talaj-nitrátokat, mint a talajbeli ammóniumionokat.<ref>{{cite journal| last1 = Jama| first1 = Bashir| last2 = Ndufa| first2 = J. K.| last3 = Buresh| first3 = R. J.| last4 = Shepherd| first4 = K. D.| title = Vertical Distribution of Roots and Soil Nitrate: Tree Species and Phosphorus Effects| publisher = Soil Science Society of America Journal| volume = 62| issue = 1| pages = 280–286| url = https://www.crops.org/publications/sssaj/abstracts/62/1/SS0620010280?access=0&view=pdf| accessdate = 2 January 2013| archiveurl = https://web.archive.org/web/20130623132635/https://www.crops.org/publications/sssaj/abstracts/62/1/SS0620010280?access=0&view=pdf| archivedate = 2013-06-23}}</ref>

Egyes különleges [[baktériumok]] (pl. ''[[Rhizobium]] trifolii'') rendelkeznek [[nitrogenáz]]-[[enzim]]mel, amely ammóniumion formájában megköti a légköri nitrogént, így kémiailag hasznossá alakítja a magasabb rendű szervezetek számára. Ehhez a folyamathoz nagy mennyiségű energia és [[Hypoxia|anoxiás]] körülmények szükségesek. Ezek a baktériumok képesek szabadon élni a talajban (pl. ''[[Azotobacter]]''), de általában egy [[Szimbiózis|szimbiotikus]] kapcsolatban élnek a hüvelyes növények (pl. [[Here (növénynemzetség)|lóhere]] ''(Trifolium)'', vagy [[szójabab]] ''(Glycine max)'') gyökérgumóival. A nitrogén-megkötő baktériumok szintén szimbiózisban élnek számos független növényfajjal is, például az [[éger]]rel ''(Alnus)'', a zuzmókkal, a [[kazuárfa|kazuárfával]] ''(Casuarina)'', a [[májmohák]]kal, és az [[óriáslapu]]val ''(Gunnera)''.<ref name=cycle/>

A szimbiotikus kapcsolat részeként a növény a megkötött ammóniumionokat nitrogén-oxidokká és aminosavakká alakítja, hogy [[Fehérje|fehérjéket]] és más molekulákat (például [[alkaloidok]]at) képezzen belőlük. Mindezért cserébe a növény cukrot juttat (szekretál) a szimbióta baktériumoknak.<ref name=cycle/> A hüvelyesek anaerob (oxigénmentes) környezetet tartanak fenn a nitrogén-megkötő baktériumok számára.{{forrás}}

A növények képesek asszimilálni a nitrogén közvetlenül nitrátok formájában is, melyek jelen lehetnek a talajban természetes ásványok, műtrágyák, állati hulladék, vagy szerves bomlás (nem kifejezetten a növényhez kapcsolódó baktériumok termékeként) formájában. Az ilyen módon elnyelt nitrátok először nitritekké alakulnak a [[nitrát reduktáz|''nitrát'' reduktáz]] enzim hatására, majd a [[nitrit reduktáz|''nitrit'' reduktáz]] enzim ammóniává alakítja őket.<ref name=cycle/>

A nitrogén vegyületek az állati biológia alap építőkövei is egyben. Az állatok növényi eredetű nitrogéntartalmú [[aminosavak]]at használnak kiindulási anyagként a nitrogén-biokémiájukhoz, beleértve a [[Fehérje|fehérjék]] és [[nukleinsavak]] gyártását is. A növényeken táplálkozó rovarok függenek az étrendjükben szereplő nitrogéntől, oly módon, hogy a növényre szórt nitrogén-műtrágya mennyiségének változtatása kihatással van a növényből táplálkozó rovarok szaporodási ütemére.<ref>{{Cite journal|author=Jahn, G.C.|year=2005|title=Effect of nitrogen fertilizer on the intrinsic rate of increase of the rusty plum aphid, ''Hysteroneura setariae'' (Thomas) (Homoptera: Aphididae) on rice (''Oryza sativa'' L.)|journal=Environmental Entomology|volume=34|issue=4|pages=938–943|url=http://puck.esa.catchword.org/vl=33435372/cl=21/nw=1/rpsv/cw/esa/0046225x/v34n4/s26/p938|doi=10.1603/0046-225X-34.4.938|last2=Almazan|first2=Liberty P.|last3=Pacia|first3=Jocelyn B.|accessdate=2013-02-02|archiveurl=https://web.archive.org/web/20160205191800/http://puck.esa.catchword.org/vl=33435372/cl=21/nw=1/rpsv/cw/esa/0046225x/v34n4/s26/p938#|archivedate=2016-02-05}}</ref>

Az oldható nitrátok fontos korlátozó tényezői bizonyos, az óceán vizein élő baktériumok szaporodásának.<ref name=ocean>{{Cite book|url=https://books.google.com/?id=qPuCVvAv2GwC&pg=PA392|page=392|title=Biology of the Southern Ocean|author=Knox, G. A.|publisher=CRC Press|year=2007|isbn=0-8493-3394-6}}</ref> Sok helyen a világon, a termőföldeken alkalmazott műtrágyázás eredményeképpen az elfolyó oldható nitrogén a folyótorkolatoknál az óceánokba jut. Ez a folyamat a vizek [[eutrofizáció]]ját eredményezheti, mivel a nitrogénalapú baktériumok elszaporodása kimeríti víz oxigéntartalmát, míg végül a magasabbrendű organizmusok elpusztulnak. A szennyező folyamatok miatt jól ismert „holt zóna” a [[Mexikói-öböl]] partvidéke, és a [[Fekete-tenger]].{{forrás}}

Sok tengeri hal nagy mennyiségű [[trimetilamin-oxid]]ot állít elő, hogy megvédje őket a környezetük erős [[Ozmózis|ozmotikus]] hatásai ellen; ennek a vegyületnek a [[dimetilamin]]ná alakulása felelős a nem-friss tengeri halak korai szagáért.<ref>{{Cite journal|pmid=15186102|year=2004|month=Jun|author=Nielsen, M. K.; Jørgensen, B. M.|title=Quantitative relationship between trimethylamine oxide aldolase activity and formaldehyde accumulation in white muscle from gadiform fish during frozen storage|volume=52|issue=12|pages=3814–3822|doi=10.1021/jf035169l|journal=Journal of Agricultural and Food Chemistry}}</ref> Az állatokban, az aminosavakból származó [[nitrogén-monoxid]] (NO) [[szabad gyökök]], fontos szabályozó molekulák a keringésben.<ref name=ocean/>

A nitrogén-monoxid vízzel való gyors reakciója az állatokban nitrit anyagcseretermékek termelődését eredményezi. Az állatok nitrogén anyagcseréje a fehérjékben általában [[karbamid]] kiválasztását; míg a nukleinsavakban karbamid és [[húgysav]] kiválasztását eredményezi. A bomló állati hús jellegzetes szagát hosszú szénláncú, nitrogén-tartalmú [[aminok]] keletkezése okozza; mint például a [[putreszcin]] és [[kadaverin]], melyek az [[ornitin]] és [[lizin]] - aminosavak - illetve a pusztuló fehérjék bomlástermékei.<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/?id=RMPis9OnJxkC&pg=PT121|page=121|title=Digestion, diet, and disease: irritable bowel syndrome and gastrointestinal function|author=Vickerstaff Joneja, Janice M.|publisher=Rutgers University Press|year=2004|isbn=0-8135-3387-2}}</ref>

Az organizmusok hulladékai és bomlástermékei előállítanak ugyan kis mennyiségű nitrátot, de a nitrogéntartalom nagy része végül molekuláris nitrogén formájában visszatér a légkörbe. A nitrogén körforgása a légkörből az organizmusokba, majd onnan vissza: a [[nitrogén ciklus]].<ref name=cycle>{{Cite book|url=https://books.google.com/?id=qmZDpnV-sYYC&pg=PA283|page=283|title=Biology of the nitrogen cycle|author=Bothe, Hermann; Ferguson, Stuart John; Newton, William Edward|publisher=Elsevier|year=2007|isbn=0-444-52857-1}}</ref>

== Biztonság ==
Nitrogéngáz gyors felszabadulása zárt térben kiszoríthatja az oxigént, következésképpen a [[fulladás]] veszélye áll fenn. Elképzelhető néhány figyelmeztető tünet, mivel az emberi karotid test ''(glomus caroticum)'' egy viszonylag lassú és rossz oxigénhiány ([[hypoxia]]) érzékelő rendszer.<ref>{{cite web|url=http://www.bath.ac.uk/internal/bio-sci/bbsafe/asphyx.htm|title=Biology Safety&nbsp;– Cryogenic materials. The risks posed by them|publisher=University of Bath|accessdate=2007-01-03|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070206095504/http://www.bath.ac.uk/internal/bio-sci/bbsafe/asphyx.htm|archivedate=2007-02-06}}</ref> Hasonló eset történt röviddel az első [[Space Shuttle]] űrsikló-misszió fellövése előtt 1981-ben, amikor két technikus elvesztette az eszméletét (és egyikük meghalt), mert beléptek az űrsikló [[mobil indítóállvány (Cape Canaveral)|mobil indítóállvány]]ának egy kamrájába, amely tűzvédelmi elővigyázatosságból tiszta nitrogénnel volt nyomás alá helyezve.{{forrás}}

Amikor az ember magas [[parciális nyomás]]ú nitrogént lélegez be (magasabb, mint kb. 4 [[bar (mértékegység)|bar]]; [[búvárkodás]] esetén 30 méter alatti mélységben tapasztalható) a gáz érzéstelenítő szerként kezd hatni. Ez [[nitrogén narkózis]]hoz vezethet, amely egy átmeneti, félig altatott agykárosító állapot, hasonló ahhoz, amit a [[dinitrogén-oxid]] okoz.<ref>{{Cite journal|last=Fowler|first=B|coauthors=Ackles, KN; Porlier, G|title=Effects of inert gas narcosis on behavior—a critical review|journal=Undersea Biomed. Res.|volume=12|issue=4|pages=369–402|year=1985|pmid=4082343|url=http://archive.rubicon-foundation.org/3019|accessdate=2008-09-21|archiveurl=https://web.archive.org/web/20101225052236/http://archive.rubicon-foundation.org/3019|archivedate=2010-12-25}}</ref><ref>{{Cite journal|author=Rogers, W. H.; Moeller, G.|title=Effect of brief, repeated hyperbaric exposures on susceptibility to nitrogen narcosis|journal=Undersea Biomed. Res.|volume=16|issue=3|pages=227–32|year=1989|oclc=2068005|pmid=2741255|url=http://archive.rubicon-foundation.org/2522|accessdate=2008-09-21|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090901020853/http://archive.rubicon-foundation.org/2522|archivedate=2009-09-01}}</ref>

A nitrogén emellett feloldódik a [[Vérkeringés|véráram]]ban és a test zsírszöveteiben. A gyors dekompresszió (túl gyorsan felemelkedő búvárok, vagy kabin nyomásról szkafander nyomásra túl hamar áttérő űrhajósok esetén) egy potenciálisan végzetes állapothoz vezethet, amelyet [[keszonbetegség]]nek (másik nevén dekompressziós betegség) neveznek; mely során nitrogén buborékok keletkeznek a véráramban, az idegekben, ízületekben, és egyéb érzékeny vagy fontos területeken.<ref name="DCShx">{{Cite journal|last=Acott|first=C.|title=A brief history of diving and decompression illness|journal=South Pacific Underwater Medicine Society Journal|volume=29|issue=2|year=1999|oclc=16986801|url=http://archive.rubicon-foundation.org/6004|accessdate=2008-09-21|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110905152645/http://archive.rubicon-foundation.org/6004|archivedate=2011-09-05}}</ref><ref name="Kindwall">{{Cite journal|last=Kindwall|first=E. P.|coauthors=A. Baz; E. N. Lightfoot; E. H. Lanphier; A. Seireg.|title=Nitrogen elimination in man during decompression|journal=Undersea Biomed. Res.|volume=2|issue=4|pages=285–97|year=1975|oclc=2068005|pmid=1226586|url=http://archive.rubicon-foundation.org/2741|accessdate=2008-09-21|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110727224419/http://archive.rubicon-foundation.org/2741|archivedate=2011-07-27}}</ref> Egyéb inert gázok (a szén-dioxidon és az oxigénen kívül) használata azonos hatású buborékokat eredményez, így a nitrogén, mint gázkeverék lecserélése megakadályozza ugyan a nitrogén narkózis kialakulását, de nem akadályozza meg a dekompressziós betegséget.<ref name="usn">{{Cite book|title=US Navy Diving Manual, 6th revision|year=2006|publisher=US Naval Sea Systems Command|location=United States|url=http://www.supsalv.org/00c3_publications.asp?destPage=00c3&pageID=3.9|accessdate=2008-04-24|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080502023541/http://www.supsalv.org/00c3_publications.asp?destPage=00c3&pageId=3.9|archivedate=2008-05-02}}</ref>

A folyékony nitrogénnel való közvetlen érintkezés súlyos fagyási sérüléseket okoz. Ez a folyékony nitrogén formájától függően vagy azonnal az érintkezéskor, vagy néhány másodperccel azt követően következik be. Az ömlesztett folyékony nitrogén kevésbé gyors fagyást okoz, mint egy permetnyi nitrogén-köd (melyet a [[bőrgyógyászat|dermatológiai]] gyakorlatban bizonyos bőrelváltozások lefagyasztására használnak). A nitrogénnel átitatódott anyagok általi extra felület is fontos szereppel bír; az átitatódott ruházat vagy pamut sokkal gyorsabb fagyást eredményez, mintha a folyadék közvetlenül a bőrre kerülne. A csupasz bőr, és a folyékony nitrogén cseppek közti „teljes” érintkezést ugyanis a [[Leidenfrost-hatás]] következtében létrejött szigetelő gázréteg megakadályozza. Ez a jelenség néhány másodpercnyi védelmet biztosít a fagyás ellen. Azonban a bőrön, vagy a szöveteken alkalmazott nitrogén-permet megkerüli ezt a hatást, és emiatt helyileg azonnali fagyási sérülést okoz.

Bizonyos esetekben biztonsági okokból [[Lambda-szonda|oxigénérzékelőket]] alkalmaznak, ha zárt térben kell folyékony nitrogénnel dolgozni, így időben figyelmeztetni lehet a munkásokat a gázszivárgásra.<ref name="usn2">{{Cite book|title=Liquid Nitrogen – Code of practice for handling|year=2007|publisher=Birkbeck, University of London|location=United Kingdom|url=http://www.bbk.ac.uk/so/policies/liqn2|accessdate=2012-02-08}}</ref>

== Jegyzetek ==
{{jegyzetek|oszlopok=2}}

== Fordítás ==
*{{fordítás|en|Nitrogen|oldid=568181852}}

== További információk ==
* a magyar Wikipédia nitrogént tartalmazó vegyületeinek listája [[Nitrogénvegyületek összegképletének listája|belső lapon]] és [https://www.gyimesilaszlo.hu/cgi-bin/okepl.cgi?N külső keresővel]

{{commonskat-natúr|Nitrogen|Nitrogén}}
* [http://www.indavideo.hu/video/Szuperhideg_nitrogen_medence Videó: egy lavór cseppfolyós nitrogén beleöntése egy medencébe]

== Kapcsolódó szócikkek ==
* [[Nitrogénvegyületek összegképletének listája]]
* [[:Kategória:Nitrogénvegyületek|A nitrogén vegyületei]]

{{Kétatomos elemek}}
{{Nemzetközi katalógusok}}
{{portál|Kémia}}

[[Kategória:Nemfémek]]
[[Kategória:Nitrogéncsoport]]