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Nitrógeno

El nitrógeno es un elemento químico de número atómico 7, símbolo N, su masa atómica es de 14,0067 y que en condiciones normales forma un gas diatómico (nitrógeno diatómico o molecular) que constituye del orden del 78 % del aire atmosférico.[1]​ Antiguamente era llamado ázoe (símbolo Az).

Carbono ← NitrógenoOxígeno
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Incoloro
Información general
Nombre, símbolo, número Nitrógeno, N, 7
Serie química No metales
Grupo, período, bloque 15, 2, p
Masa atómica 14,007 u
Configuración electrónica [He]2s22p3
Electrones por nivel 2, 5 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio 65 pm
Electronegatividad 3,04 (escala de Pauling)
Radio atómico (calc) 56 pm (radio de Bohr)
Radio covalente 75 pm
Radio de van der Waals 155 pm
Estado(s) de oxidación ±3, 5, 4, 2, 1 (ácido fuerte)
1.ª energía de ionización 1402,3 kJ/mol
2.ª energía de ionización 2856 kJ/mol
3.ª energía de ionización 4578,1 kJ/mol
4.ª energía de ionización 7475 kJ/mol
5.ª energía de ionización 9444,9 kJ/mol
6.ª energía de ionización 53266,6 kJ/mol
7.ª energía de ionización 64360 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario Gas
Densidad 1,2506 kg/m3
Punto de fusión 63,14 K (−210 °C)
Punto de ebullición 77,35 K (−196 °C)
Entalpía de vaporización 5,57 kJ/mol
Entalpía de fusión 0,7087 kJ/mol
Punto crítico 126,19 K (−147 °C)
3.39 MPa Pa
Varios
Estructura cristalina hexagonal
Calor específico 1040 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica __ 106 S/m
Conductividad térmica 0,02598 W/(K·m)
Velocidad del sonido 334 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del nitrógeno
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
13NSintético9,965 minε2,22013C
14N99,634Estable con 7 neutrones
15N0,366Estable con 8 neutrones
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

El nitrógeno es el miembro más ligero del grupo 15 de la tabla periódica, a menudo llamado pnicógeno. Es un elemento común en el universo, que se estima en aproximadamente séptimo en abundancia total en la Vía Láctea y el Sistema Solar. A temperatura y presión estándar, dos átomos del elemento se unen para formar dinitrógeno, una incolora e inodora gas con la fórmula N2. El dinitrógeno forma alrededor del 78% de la Atmósfera terrestre, lo que lo convierte en el elemento no combinado más abundante. El nitrógeno está presente en todos los organismos, principalmente en los aminoácidos (y por tanto en las proteínas), en los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y en la molécula de transferencia de energía trifosfato de adenosina. La el cuerpo humano contiene alrededor de un 3% de nitrógeno en masa, el cuarto elemento más abundante en el cuerpo después del oxígeno, el carbono y el hidrógeno. El ciclo del nitrógeno describe el movimiento del elemento desde el aire, hacia la biosfera y los compuestos orgánicos, y luego de vuelta a la atmósfera.

Muchos compuestos de importancia industrial, como el amoníaco, el ácido nítrico, los nitratos orgánicos (propulsores y explosivos) y el cianuro, contienen nitrógeno. El fortísimo triple enlace del nitrógeno elemental (N≡N), el segundo enlace más fuerte de cualquier molécula diatómica después del monóxido de carbono (CO),[2]​ domina la química del nitrógeno. Esto provoca dificultades tanto para los organismos como para la industria a la hora de convertir el N2 en compuestos útiles, pero al mismo tiempo significa que la quema, la explosión o la descomposición de los compuestos de nitrógeno para formar gas nitrógeno libera grandes cantidades de energía a menudo útil. El amoníaco y los nitratos producidos sintéticamente son fertilizantes clave para la industria, y los nitratos de los fertilizantes son contaminantes clave en la eutrofización de los sistemas acuáticos.

Aparte de su uso en fertilizantes y almacenes de energía, el nitrógeno es un constituyente de compuestos orgánicos tan diversos como el Kevlar utilizado en tejidos de alta resistencia y el cianoacrilato utilizado en el superglue. El nitrógeno es un constituyente de todas las principales clases de fármacos, incluidos los antibióticos. Muchos fármacos son imitaciones o profármacos de las moléculas naturales de señalización celular que contienen nitrógeno: por ejemplo, los nitratos orgánicos nitroglicerina y nitroprusiato controlan la presión arterial al metabolizarse en óxido nítrico. Muchas drogas notables que contienen nitrógeno, como la cafeína natural y la morfina o las anfetaminas sintéticas, actúan sobre los receptores de los neurotransmisores animales.

Historia

 
Daniel Rutherford, descubridor del nitrógeno

Los compuestos de nitrógeno tienen una historia muy larga, ya que el cloruro de amonio era conocido por Heródoto. Ya eran bien conocidos en la Edad Media. Los alquimistas conocían el ácido nítrico como aqua fortis (agua fuerte), así como otros compuestos nitrogenados como las sales de amonio y las sales de nitrato. La mezcla de ácido nítrico y clorhídrico era conocida como agua regia (agua real), célebre por su capacidad para disolver el oro, el rey de los metales.[3]

El descubrimiento del nitrógeno se atribuye al médico escocés Daniel Rutherford en 1772, que lo llamó aire nocivo.[4][5]​ Aunque no lo reconoció como una sustancia química totalmente diferente, lo distinguió claramente del "aire fijo", o dióxido de carbono, de Joseph Black. [6]​ El hecho de que había un componente del aire que no soportaba la combustión estaba claro para Rutherford, aunque no era consciente de que fuera un elemento. El nitrógeno también fue estudiado casi al mismo tiempo por Carl Wilhelm Scheele,[7]Henry Cavendish,[8]​ y Joseph Priestley,[9]​ que se refirió a él como aire quemado o teoría del flogisto. El químico francés Antoine Lavoisier se refirió al gas nitrógeno como "aire mefítico" o azote, de la palabra άζωτικός del griego. (azotikos), "sin vida", debido a que es mayoritariamente inerte. [10][11]​ En una atmósfera de nitrógeno puro, los animales morían y las llamas se extinguían. Aunque el nombre de Lavoisier no fue aceptado en inglés, ya que se señaló que casi todos los gases (de hecho, con la única excepción del oxígeno) son mefíticos, se utiliza en muchos idiomas (francés, italiano, portugués, polaco, ruso, albanés, turco, etc. El alemán Stickstoff también hace referencia a la misma característica, es decir, ersticken "ahogar o asfixiar") y aún permanece en inglés en los nombres comunes de muchos compuestos de nitrógeno, como la hidracina y los compuestos del ion azida. Finalmente, dio lugar a la denominación "pnicógenos" para el grupo encabezado por el nitrógeno, del griego πνίγειν "ahogar".[3]

La palabra inglesa nitrogen (1794) entró en la lengua a partir del francés nitrogène, acuñado en 1790 por el químico francés Jean-Antoine Chaptal (1756-1832),[12]​ del francés nitre (nitrato de potasio, también llamado salitre) y el sufijo francés -gène, "producir", del griego -γενής (-genes, "engendrado"). El significado de Chaptal era que el nitrógeno es la parte esencial del ácido nítrico, que a su vez se producía a partir del nitrato de potasio. En épocas anteriores, el nitro se había confundido con el "natrón" egipcio (carbonato de sodio) - llamado νίτρον (nitrón) en griego - que, a pesar del nombre, no contenía nitrato.[13]

Las primeras aplicaciones militares, industriales y agrícolas de los compuestos de nitrógeno utilizaban el salitre (nitrato de sodio o nitrato de potasio), sobre todo en la pólvora, y posteriormente como fertilizante. En 1910, Lord Rayleigh descubrió que una descarga eléctrica en el gas nitrógeno producía "nitrógeno activo", un monoatómico alótropo del nitrógeno.[14]​ La "nube arremolinada de luz amarilla brillante" producida por su aparato reaccionó con mercurio para producir nitruro de mercurio explosivo.[15]

Durante mucho tiempo, las fuentes de compuestos de nitrógeno fueron limitadas. Las fuentes naturales procedían de la biología o de depósitos de nitratos producidos por reacciones atmosféricas. La fijación de nitrógeno mediante procesos industriales como el proceso Frank-Caro (1895-1899) y el proceso Haber-Bosch (1908-1913) aliviaron esta escasez de compuestos nitrogenados, hasta el punto de que la mitad de la producción mundial de alimentos depende ahora de los fertilizantes nitrogenados sintéticos.[16]​ Al mismo tiempo, el uso del método de Ostwald (1902) para producir nitratos a partir de la fijación industrial del nitrógeno permitió la producción industrial a gran escala de nitratos como materia prima en la fabricación de explosivos en la World Wars del siglo XX. [17][18]

Propiedades

Atómicas

 
Las formas de los cinco orbitales ocupados en nitrógeno. Los dos colores muestran la fase o el signo de la función de onda en cada región. De izquierda a derecha: 1s, 2s (corte para mostrar la estructura interna), 2px, 2py, 2pz.

Un átomo de nitrógeno tiene siete electrones. En el estado básico, están dispuestos en la configuración electrónica 1s2
2s2
2p1
x
2p1
y
2p1
z
. Por lo tanto, tiene cinco electrones de valencia en los orbitales 2s y 2p, tres de los cuales (los electrones p) no están apareados. Tiene una de las más altas electronegatividades entre los elementos (3,04 en la escala de Pauling), sólo superada por el cloro (3,16), el oxígeno (3,44), y el flúor (3.98). (Los gases nobles ligeros, helio, neón y argón, presumiblemente también serían más electronegativos, y de hecho están en la escala de Allen.)[19]​ Siguiendo las tendencias periódicas, su radio covalente de 71 pm es menor que los del boro (84 pm) y del carbono (76 pm), mientras que es mayor que los del oxígeno (66 pm) y el flúor (57 pm). El anión nitruro, N3-, es mucho mayor, con 146 pm, similar al del óxido. (O2-: 140 pm) y del fluoruro (F-: 133 pm).[19]​ Las tres primeras energías de ionización del nitrógeno son 1,402, 2,856 y 4,577 MJ-mol-1, y la suma de la cuarta y la quinta es de 16,920 MJ-mol-1}. Debido a estas cifras tan elevadas, el nitrógeno no tiene una química catiónica simple.[20]

La falta de nodos radiales en la subesfera 2p es directamente responsable de muchas de las propiedades anómalas de la primera fila del bloque p, especialmente en el nitrógeno, el oxígeno y el flúor. La subcáscara 2p es muy pequeña y tiene un radio muy similar a la cáscara 2s, facilitando la hibridación orbital. También da lugar a fuerzas electrostáticas de atracción muy grandes entre el núcleo y los electrones de valencia de las cáscaras 2s y 2p, dando lugar a electronegatividades muy altas. La hipervalencia es casi desconocida en los elementos 2p por la misma razón, ya que la alta electronegatividad hace difícil que un pequeño átomo de nitrógeno sea un átomo central en un Enlace de tres centros y cuatro electrones, ya que tendería a atraer los electrones fuertemente hacia sí mismo. Así, a pesar de la posición del nitrógeno en la cabeza del grupo 15 de la tabla periódica, su química muestra enormes diferencias con la de sus congéneres más pesados fósforo, arsénico, antimonio y bismuto. [21]

Isótopos

 
Tabla de nucleidos (diagrama de Segrè) desde el carbono hasta el flúor (incluido el nitrógeno). El naranja indica emisión de protones (nucleidos fuera de la línea de goteo de protones); rosa para la emisión de positrones (desintegración beta inversa); negro para nucleidos estables ; azul para la emisión de electrones (desintegración beta); y violeta para la emisión de neutrones (nucleidos fuera de la línea de goteo de neutrones). El número de protones aumenta subiendo por el eje vertical y el número de neutrones va hacia la derecha en el eje horizontal.

El nitrógeno tiene dos isótopos estables: 14N y 15N. El primero es mucho más común, constituyendo el 99,634% del nitrógeno natural, y el segundo (que es ligeramente más pesado) constituye el 0,366% restante. Esto lleva a un peso atómico de alrededor de 14,007 u.[19]​ Ambos isótopos estables se producen en el ciclo CNO en las estrellas, pero el 14N es más común ya que su captura de neutrones es el paso que limita la velocidad. 14N es uno de los cinco núclidos impares estables. (un nucleido que tiene un número impar de protones y neutrones); los otros cuatro son 2H, 6Li, 10B y 180mTa.[22]

La abundancia relativa de 14N y 15N es prácticamente constante en la atmósfera pero puede variar en otros lugares, debido al fraccionamiento isotópico natural de las reacciones redox biológicas y a la evaporación del amoníaco natural o del ácido nítrico. [23]​ Reacciones mediadas biológicamente (por ejemplo, asimilación, nitrificación, y desnitrificación) controlan fuertemente la dinámica del nitrógeno en el suelo Estas reacciones típicamente resultan en el enriquecimiento de 15N del sustrato y el agotamiento del producto.[24]

El isótopo pesado 15N fue descubierto por primera vez por S. M. Naudé en 1929, poco después de que se descubrieran los isótopos pesados de los elementos vecinos oxígeno y carbono.[25]​ Presenta una de las secciones transversales de captura de neutrones térmicos más bajas de todos los isótopos. [26]​ Se utiliza frecuentemente en resonancia magnética nuclear (RMN) para determinar las estructuras de las moléculas que contienen nitrógeno, debido a su espín nuclear fraccionario de la mitad, que ofrece ventajas para la RMN, como una anchura de línea más estrecha. El 14N, aunque también es utilizable en teoría, tiene un espín nuclear entero de uno y, por lo tanto, tiene un momento cuadrupolar que conduce a espectros más amplios y menos útiles.[19]​ La RMN del 15N tiene, sin embargo, complicaciones que no se encuentran en la espectroscopia de RMN del 1H y del 13C, más comunes. La baja abundancia natural de 15N (0,36%) reduce significativamente la sensibilidad, un problema que se ve agravado por su baja relación giromagnética, (sólo el 10,14% de la de 1H). Como resultado, la relación señal-ruido para 1H es unas 300 veces mayor que la de 15N a la misma intensidad de campo magnético. [27]​ Esto puede aliviarse en cierta medida mediante el enriquecimiento isotópico de 15N por intercambio químico o destilación fraccionada. Los compuestos enriquecidos con 15N tienen la ventaja de que, en condiciones estándar, no sufren el intercambio químico de sus átomos de nitrógeno con el nitrógeno atmosférico, a diferencia de los compuestos con isótopos de hidrógeno, carbono y oxígeno marcados que deben mantenerse alejados de la atmósfera. [19]​La relación 15N:14N se utiliza habitualmente en el análisis de isótopos estables en los campos de la geoquímica, la hidrología, la paleoclimatología y la paleoceanografía, donde se denomina δ15N. [28]

Aplicación

La aplicación comercial más importante del nitrógeno diatómico es la obtención de amoníaco por el proceso de Haber. El amoníaco se emplea con posterioridad en la fabricación de fertilizantes y ácido nítrico.

Las sales del ácido nítrico incluyen importantes compuestos como el nitrato de potasio (nitro o salitre empleado en la fabricación de pólvora) y el nitrato de amonio fertilizante.

Los compuestos orgánicos de nitrógeno como la nitroglicerina y el trinitrotolueno son a menudo explosivos. La hidracina y sus derivados se usan como combustible en cohetes.

El ciclo de este elemento es bastante más complejo que el del carbono, dado que está presente en la atmósfera no solo como N2 (78 %) sino también en una gran diversidad de compuestos. Se puede encontrar principalmente como N2O, NO y NO2, los llamados NOx. También forma otras combinaciones con oxígeno tales como N2O3 y N2O5 (anhídridos), "precursores" de los ácidos nitroso y nítrico. Con hidrógeno forma amoníaco (NH3), compuesto gaseoso en condiciones normales.

Al ser un gas poco reactivo, el nitrógeno se emplea industrialmente para crear atmósferas protectoras y como gas criogénico para obtener temperaturas del orden de 78 K de forma sencilla y económica. Inclusive se utiliza para inflar los neumáticos en los trenes de aterrizaje de los aviones, evitando condensación de agua a grandes alturas o su combustión al aterrizar.[29]

Etimología

Se considera que el nitrógeno (del latín nitrum -i, a su vez del griego νίτρον, "nitro" -nombre que históricamente se ha usado en forma vaga para referirse a diversos compuestos de sodio y de potasio que contienen nitrógeno-, y -geno, de la raíz griega γεν-, "generar"; es decir, "que genera salitre"[30]​) fue descubierto formalmente por Daniel Rutherford en 1772, al dar a conocer algunas de sus propiedades (lo llamó "aire flogisticado", en función de lo que observó en su experimento de ese año[31]​). Sin embargo, por la misma época también se dedicaron a su estudio Carl Wilhelm Scheele, quien lo aisló, Henry Cavendish y Joseph Priestley.

El nitrógeno es un gas tan inerte que Antoine Lavoisier se refería a él con el nombre azote, del griego ázoe, que significa "sin vida"[32][33]​ (o tal vez lo llamó así por no ser apto para respirar[34]​). Se clasificó entre los gases permanentes, sobre todo desde que Michael Faraday no consiguió verlo líquido a 50 atmósferas (atm) y –110 °C hasta los experimentos de Raoul Pictet y Louis Paul Cailletet, quienes en 1877 consiguieron licuarlo.

Los compuestos de nitrógeno ya se conocían en la Edad Media; así, los alquimistas llamaban aqua fortis al ácido nítrico y aqua regia (agua regia) a la mezcla de ácido nítrico y ácido clorhídrico, mezcla conocida por su capacidad para disolver el oro y el platino.

Abundancia y obtención

El nitrógeno es el componente principal de la atmósfera terrestre (78,1 % en volumen) y se obtiene para usos industriales de la destilación del aire líquido. Está presente también en los restos de animales, por ejemplo el guano, usualmente en la forma de urea, ácido úrico y compuestos de ambos. Por deficiencia causa falta de relajación de los músculos, problemas en el sistema cardiovascular, en el nervioso central y periférico.

También ocupa el 3 % de la composición elemental del cuerpo humano.

Se han observado compuestos que contienen nitrógeno en el espacio exterior y el isótopo Nitrógeno-14 se crea en los procesos de fusión nuclear de las estrellas.

La mayor parte del nitrógeno utilizado en la industria química se obtiene por destilación fraccionada del aire líquido, y se usa para sintetizar amoníaco. A partir de este amoníaco se preparan una gran variedad de productos químicos.

Compuestos

Con el hidrógeno forma el amoníaco (NH3), los nitritos (NO2), los nitratos (NO3), los ácidos nítricos (HNO3), la hidracina (N2H4) y el aziduro de hidrógeno (N3H, también conocido como azida de hidrógeno o ácido hidrazoico). El amoníaco líquido, anfótero como el agua, actúa como una base en una disolución acuosa, formando iones amonio (NH4+), y se comporta como un ácido en ausencia de agua, cediendo un protón a una base y dando lugar al anión amida (NH2). Se conocen largas cadenas y compuestos cíclicos de nitrógeno, pero son muy inestables.

Con los halógenos forma: NF3, NF2Cl, NFCl2, NCl3, NBr3.6 NH3, NI3.6 NH3, N2F4, N2F2 (cis y trans), N3F, N3Cl, N3Br y N3I.

Con el oxígeno forma varios óxidos que ya hemos nombrado: el nitroso o gas de la risa, el nítrico y el dióxido de nitrógeno. Son producto de procesos de combustión contribuyendo a la aparición de episodios contaminantes de smog fotoquímico. Otros óxidos son el trióxido de dinitrógeno (N2O3) y el pentóxido de dinitrógeno (N2O5), ambos muy inestables y explosivos.

Importancia biológica

 
Ciclo del nitrógeno

El nitrógeno es un componente esencial de los aminoácidos y los ácidos nucleicos vitales para los seres vivos. De todos los nutrientes minerales, es el que mayor efecto tiene en el crecimiento de las plantas y, por lo tanto, en la productividad primaria de los ecosistemas, lo que afecta a su  vez a todos los organismos que dependen de ellas:[35]​ El aumento en el rendimiento de las cosechas a partir de que se comenzaron a utilizar fertilizantes nitrogenados en el siglo XIX lo demuestra.[36]​ A pesar de la gran cantidad de nitrógeno atmosférico, este elemento es limitante: pocos organismos pueden asimilarlo en esta forma. Las plantas solamente pueden asimilarlo eficientemente forma de iones amonio (NH4+) o nitrato (NO3-), aunque también pueden absorber pequeñas cantidades de aminoácidos y urea.[37]

Algunas plantas han establecido relaciones simbióticas con hongos y procationtes capaces de reducir el nitrógeno atmosférico a amonio, a cambio de lo cual reciben moléculas energéticas de la planta hospedera. El nitrógeno reducido es así incorporado a la cadena trófica (véase también el ciclo del nitrógeno). Quizás el caso más conocido sea el de las bacterias del género Rhizobium con las leguminosas, pero también existen asociaciones con bacterias del género Frankia e inclusive algunas cianobacterias. Finalmente, también algunos hongos, llamados ectomicorrízicos, extienden sus filamentos más allá del alcance de las raíces, formando micorrizas que hacen más eficiente la absorción de nitritos, nitratos y amonio del suelo en ambientes limitantes.[38]​ 

Isótopos

Existen dos isótopos estables del nitrógeno, 14N y 15N, siendo el primero —que se produce en el ciclo carbono-nitrógeno de las estrellas— el más común sin lugar a dudas (99,634 %). Se ha logrado sintetizar diez isótopos de nitrógeno de los cuales, el 13N tiene un periodo de semidesintegración de nueve minutos. En el resto de isótopos, el periodo de semidesintegración es menor a 10 segundos, e incluso algún isótopo tiene un periodo de semidesintegración mucho menor al segundo.

Las reacciones biológicas de nitrificación y desnitrificación influyen de manera determinante en la dinámica del nitrógeno en el suelo, casi siempre produciendo un enriquecimiento en N-15 del sustrato.

Precauciones

Los fertilizantes nitrogenados son una importante fuente de contaminación del suelo y de las aguas. Los compuestos que contienen iones de cianuro forman sales extremadamente tóxicas y son mortales para numerosos animales, entre ellos los mamíferos.

Efectos del nitrógeno sobre la salud

Las moléculas de nitrógeno, en estado natural, se encuentran principalmente en el aire. En el agua y en los suelos el nitrógeno puede ser encontrado compuesto, en forma de nitratos y nitritos.

Los humanos han cambiado radicalmente las proporciones naturales de nitratos y nitritos, mayormente debido a la aplicación de estiércoles que contienen nitrato. El nitrógeno es emitido en grandes cantidades por las industrias. A lo largo de la historia, se nota un incremento de la presencia de nitratos y nitritos en el suelo y en el agua como consecuencia de reacciones que tienen lugar en el ciclo del nitrógeno. Esto se refleja en un incremento de la concentración de nitrógeno en las fuentes utilizadas para consumo humano, y por ende también en el agua potable.

Los nitratos y nitritos son conocidos por causar varios efectos sobre la salud humana. Estos son los efectos más comunes:[39]

  • Tiene reacciones con la hemoglobina en la sangre, causando una disminución en la capacidad de transporte de oxígeno por la sangre. (nitrito)
  • Provoca la disminución del funcionamiento de la glándula tiroidea. (nitrato)
  • Ocasiona un bajo almacenamiento de la vitamina A. (nitrato)
  • Favorece la producción de nitrosaminas, las cuales son conocidas como una de las causas más comunes de cáncer. (nitratos y nitritos)

Desde un punto de vista metabólico, el óxido de nitrógeno (NO) es mucho más importante que el nitrógeno. En 1987, Salvador Moncada descubrió que este era un mensajero vital del cuerpo para la relajación de los músculos, y hoy se sabe que está involucrado en el sistema cardiovascular, el sistema inmunitario, el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico. La enzima que produce el óxido nítrico, la óxido-nítrico sintasa, es abundante en el cerebro.[40]

Aunque el óxido nítrico tiene una vida relativamente corta, se puede difundir a través de las membranas para llevar a cabo sus funciones. En 1991, un equipo encabezado por K. E. Anderson del hospital universitario de Lund, Suecia, demostró que el óxido nítrico activa la erección por medio de la relajación del músculo que controla el flujo de sangre en el pene. La droga Viagra trabaja liberando óxido nítrico para producir el mismo efecto.[41]

Véase también

Referencias

  1. NASA Earth Fact Sheet, (actualizado al 17 de noviembre de 2010). Consultado el 26 de febrero de 2013.
  2. Energías de enlace comunes (D) y longitudes de enlace (r). wiredchemist.com
  3. Greenwood y Earnshaw, pp. 406-07
  4. Rutherford, Daniel (1772) "Dissertatio Inauguralis de aere fixo, aut mephitico]" (Disertación inaugural sobre el aire [llamado] fijo o mefítico), disertación de doctorado, Universidad de Edimburgo, Escocia. Traducción al inglés: Dobbin, Leonard (1935). «Daniel Rutherford's inaugural dissertation». Journal of Chemical Education 12 (8): 370-75. Bibcode:1935JChEd..12..370D. 
  5. Weeks, Mary Elvira (1932). «El descubrimiento de los elementos. IV. Tres gases importantes». Journal of Chemical Education 9 (2): 215. Bibcode:1932JChEd...9..215W. doi:10.1021/ed009p215. 
  6. Aaron J. Ihde, The Development of Modern Chemistry, Nueva York 1964.
  7. Carl Wilhelm Scheele, Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer [Tratado químico sobre el aire y el fuego] (Upsala, Suecia: Magnus Swederus, 1777; y Leipzig, (Alemania): Siegfried Lebrecht Crusius, 1777). En la sección titulada "Die Luft muß aus elastischen Flüßigkeiten von zweyerley Art, zusammengesetzet seyn". (El aire debe estar compuesto por fluidos elásticos de dos clases), pp. 6-14, Scheele presenta los resultados de ocho experimentos en los que se hizo reaccionar el aire con diversas sustancias. Concluyó (p. 13): "Así veo yo en los experimentos realizados, que el aire está compuesto por dos fluidos diferentes, de los cuales el primero no tiene el efecto del flogisto, y el segundo tiene la misma fuerza de atracción, y está compuesto por el 3:10 y el 4:10 de la masa de aire total". (Así veo [esto] por los experimentos [que se] realizaron: que el aire consiste en dos fluidos [que] difieren entre sí, de los cuales el uno no expresa en absoluto la propiedad de atraer el flogisto; el otro, sin embargo, es capaz de tal atracción y que constituye entre 1/3 y 1/4 de la masa total del aire.)
  8. Priestley, Joseph (1772). «Observations on different kinds of air». Philosophical Transactions of the Royal Society of London 62: 147-256. S2CID 186210131.  ; ver p. 225.
  9. Priestley, Joseph (1772). «Observations on different kinds of air». Philosophical Transactions of the Royal Society of London 62: 147-256. S2CID 186210131. doi:10.1098/rstl.1772.0021.  ; ver: "VII. Del aire infectado con los humos del carbón vegetal encendido". pp. 225-28.
  10. 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]: "Al reflexionar sobre las circunstancias de este experimento, percibimos fácilmente; que el mercurio, durante su calcinación [es decir, su tostado en el aire], absorbe la parte salubre y respirable del aire, o, para hablar más estrictamente, la base de esta parte respirable; que el aire restante es una especie de mefitis [es decir, un gas venenoso emitido por la tierra], incapaz de soportar la combustión o la respiración; ... " [p. 86]: "Más adelante demostraré que, al menos en nuestro clima, el aire atmosférico está compuesto de aire respirable y mefítico, en la proporción de 27 y 73; ..."
  11. Lavoisier, Antoine con Robert Kerr, trans., Elements of Chemistry, 4ª ed., Edimburgo, Escocia: William Kerr. (Edimburgo, Escocia: William Creech, 1799), p. 101: "Siendo hasta ahora poco conocidas las propiedades químicas de la parte nociva del aire atmosférico, nos hemos conformado con derivar el nombre de su base de su conocida cualidad de matar a los animales que se ven obligados a respirarlo, dándole el nombre de azot, de la partícula privativa griega α y ξωη, vita; de ahí que el nombre de la parte nociva del aire atmosférico sea gas azótico. "
  12. Chaptal, J. A. y Nicholson, William trans. (1800) Elements of Chemistry, 3ª ed. Londres, Inglaterra: C.C. y J. Robinson, vol. 1. pp. xxxv-xxxvi: "Para corregir la Nomenclatura sobre este punto [es decir, a este respecto], no es necesario más que sustituir a [es decir, por] esta palabra una denominación que se derive del sistema general utilizado; y he presumido de proponer la de Gas Nitrógeno. En primer lugar, se deduce de la propiedad característica y exclusiva de este gas, que forma el radical del ácido nítrico. Por este medio conservaremos a las combinaciones [es decir, a los compuestos] de esta sustancia las denominaciones recibidas [es decir, prevalecientes], como las de Ácido Nítrico, Nitratos, Nitritos, &c."
  13. nitrón. Etymonline.com. Recuperado 2011-10-26.
  14. Strutt, R. J. (1911) "Bakerian Lecture. Una modificación químicamente activa del nitrógeno, producida por la descarga eléctrica". Proceedings of the Royal Society A, 85 (577): 219-29.
  15. El nitrógeno activo de Lord Rayleigh (enlace roto disponible en ).. Lateralscience.co.uk. Recuperado 2011-10-26.
  16. Erisman, Jan Willem; Sutton, Mark A.; Galloway, James; Klimont, Zbigniew; Winiwarter, Wilfried (2008). «Cómo un siglo de síntesis de amoníaco cambió el mundo». Nature Geoscience 1 (10): 636. Bibcode:2008NatGe...1..636E. doi:10.1038/ngeo325. 
  17. Ostwald, Wilhelm, ed. (January 9, 1902). Mejoras en la fabricación de ácido nítrico y óxidos de nitrógeno. 
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Enlaces externos

  •   Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Nitrógeno.
  • Enciclopedia Libre.
  • WebElements.com – Nitrógeno.
  • EnvironmentalChemistry.com – Nitrógeno.
  • It's Elemental – Nitrógeno.
  • Ficha internacional de seguridad química del nitrógeno licuado.
  •   Datos: Q627
  •   Multimedia: Nitrogen

nitrógeno, nitrógeno, elemento, químico, número, atómico, símbolo, masa, atómica, 0067, condiciones, normales, forma, diatómico, nitrógeno, diatómico, molecular, constituye, orden, aire, atmosférico, antiguamente, llamado, ázoe, símbolo, carbono, oxígeno, tabl. El nitrogeno es un elemento quimico de numero atomico 7 simbolo N su masa atomica es de 14 0067 y que en condiciones normales forma un gas diatomico nitrogeno diatomico o molecular que constituye del orden del 78 del aire atmosferico 1 Antiguamente era llamado azoe simbolo Az Carbono Nitrogeno Oxigeno 7 N Tabla completa Tabla ampliadaIncoloroInformacion generalNombre simbolo numeroNitrogeno N 7Serie quimicaNo metalesGrupo periodo bloque15 2 pMasa atomica14 007 uConfiguracion electronica He 2s22p3Electrones por nivel2 5 imagen Propiedades atomicasRadio medio65 pmElectronegatividad3 04 escala de Pauling Radio atomico calc 56 pm radio de Bohr Radio covalente75 pmRadio de van der Waals155 pmEstado s de oxidacion 3 5 4 2 1 acido fuerte 1 ª energia de ionizacion1402 3 kJ mol2 ª energia de ionizacion2856 kJ mol3 ª energia de ionizacion4578 1 kJ mol4 ª energia de ionizacion7475 kJ mol5 ª energia de ionizacion9444 9 kJ mol6 ª energia de ionizacion53266 6 kJ mol7 ª energia de ionizacion64360 kJ molPropiedades fisicasEstado ordinarioGasDensidad1 2506 kg m3Punto de fusion63 14 K 210 C Punto de ebullicion77 35 K 196 C Entalpia de vaporizacion5 57 kJ molEntalpia de fusion0 7087 kJ molPunto critico126 19 K 147 C 3 39 MPa PaVariosEstructura cristalinahexagonalCalor especifico1040 J K kg Conductividad electrica 106 S mConductividad termica0 02598 W K m Velocidad del sonido334 m s a 293 15 K 20 C Isotopos mas establesArticulo principal Isotopos del nitrogenoiso AN Periodo MD Ed PDMeV13NSintetico9 965 mine2 22013C14N99 634Estable con 7 neutrones15N0 366Estable con 8 neutronesValores en el SI y condiciones normales de presion y temperatura salvo que se indique lo contrario editar datos en Wikidata El nitrogeno es el miembro mas ligero del grupo 15 de la tabla periodica a menudo llamado pnicogeno Es un elemento comun en el universo que se estima en aproximadamente septimo en abundancia total en la Via Lactea y el Sistema Solar A temperatura y presion estandar dos atomos del elemento se unen para formar dinitrogeno una incolora e inodora gas con la formula N2 El dinitrogeno forma alrededor del 78 de la Atmosfera terrestre lo que lo convierte en el elemento no combinado mas abundante El nitrogeno esta presente en todos los organismos principalmente en los aminoacidos y por tanto en las proteinas en los acidos nucleicos ADN y ARN y en la molecula de transferencia de energia trifosfato de adenosina La el cuerpo humano contiene alrededor de un 3 de nitrogeno en masa el cuarto elemento mas abundante en el cuerpo despues del oxigeno el carbono y el hidrogeno El ciclo del nitrogeno describe el movimiento del elemento desde el aire hacia la biosfera y los compuestos organicos y luego de vuelta a la atmosfera Muchos compuestos de importancia industrial como el amoniaco el acido nitrico los nitratos organicos propulsores y explosivos y el cianuro contienen nitrogeno El fortisimo triple enlace del nitrogeno elemental N N el segundo enlace mas fuerte de cualquier molecula diatomica despues del monoxido de carbono CO 2 domina la quimica del nitrogeno Esto provoca dificultades tanto para los organismos como para la industria a la hora de convertir el N2 en compuestos utiles pero al mismo tiempo significa que la quema la explosion o la descomposicion de los compuestos de nitrogeno para formar gas nitrogeno libera grandes cantidades de energia a menudo util El amoniaco y los nitratos producidos sinteticamente son fertilizantes clave para la industria y los nitratos de los fertilizantes son contaminantes clave en la eutrofizacion de los sistemas acuaticos Aparte de su uso en fertilizantes y almacenes de energia el nitrogeno es un constituyente de compuestos organicos tan diversos como el Kevlar utilizado en tejidos de alta resistencia y el cianoacrilato utilizado en el superglue El nitrogeno es un constituyente de todas las principales clases de farmacos incluidos los antibioticos Muchos farmacos son imitaciones o profarmacos de las moleculas naturales de senalizacion celular que contienen nitrogeno por ejemplo los nitratos organicos nitroglicerina y nitroprusiato controlan la presion arterial al metabolizarse en oxido nitrico Muchas drogas notables que contienen nitrogeno como la cafeina natural y la morfina o las anfetaminas sinteticas actuan sobre los receptores de los neurotransmisores animales Indice 1 Historia 2 Propiedades 2 1 Atomicas 2 2 Isotopos 3 Aplicacion 4 Etimologia 5 Abundancia y obtencion 6 Compuestos 7 Importancia biologica 8 Isotopos 9 Precauciones 9 1 Efectos del nitrogeno sobre la salud 10 Vease tambien 11 Referencias 12 Enlaces externosHistoria Editar Daniel Rutherford descubridor del nitrogeno Los compuestos de nitrogeno tienen una historia muy larga ya que el cloruro de amonio era conocido por Herodoto Ya eran bien conocidos en la Edad Media Los alquimistas conocian el acido nitrico como aqua fortis agua fuerte asi como otros compuestos nitrogenados como las sales de amonio y las sales de nitrato La mezcla de acido nitrico y clorhidrico era conocida como agua regia agua real celebre por su capacidad para disolver el oro el rey de los metales 3 El descubrimiento del nitrogeno se atribuye al medico escoces Daniel Rutherford en 1772 que lo llamo aire nocivo 4 5 Aunque no lo reconocio como una sustancia quimica totalmente diferente lo distinguio claramente del aire fijo o dioxido de carbono de Joseph Black 6 El hecho de que habia un componente del aire que no soportaba la combustion estaba claro para Rutherford aunque no era consciente de que fuera un elemento El nitrogeno tambien fue estudiado casi al mismo tiempo por Carl Wilhelm Scheele 7 Henry Cavendish 8 y Joseph Priestley 9 que se refirio a el como aire quemado o teoria del flogisto El quimico frances Antoine Lavoisier se refirio al gas nitrogeno como aire mefitico o azote de la palabra azwtikos del griego azotikos sin vida debido a que es mayoritariamente inerte 10 11 En una atmosfera de nitrogeno puro los animales morian y las llamas se extinguian Aunque el nombre de Lavoisier no fue aceptado en ingles ya que se senalo que casi todos los gases de hecho con la unica excepcion del oxigeno son mefiticos se utiliza en muchos idiomas frances italiano portugues polaco ruso albanes turco etc El aleman Stickstoff tambien hace referencia a la misma caracteristica es decir ersticken ahogar o asfixiar y aun permanece en ingles en los nombres comunes de muchos compuestos de nitrogeno como la hidracina y los compuestos del ion azida Finalmente dio lugar a la denominacion pnicogenos para el grupo encabezado por el nitrogeno del griego pnigein ahogar 3 La palabra inglesa nitrogen 1794 entro en la lengua a partir del frances nitrogene acunado en 1790 por el quimico frances Jean Antoine Chaptal 1756 1832 12 del frances nitre nitrato de potasio tambien llamado salitre y el sufijo frances gene producir del griego genhs genes engendrado El significado de Chaptal era que el nitrogeno es la parte esencial del acido nitrico que a su vez se producia a partir del nitrato de potasio En epocas anteriores el nitro se habia confundido con el natron egipcio carbonato de sodio llamado nitron nitron en griego que a pesar del nombre no contenia nitrato 13 Las primeras aplicaciones militares industriales y agricolas de los compuestos de nitrogeno utilizaban el salitre nitrato de sodio o nitrato de potasio sobre todo en la polvora y posteriormente como fertilizante En 1910 Lord Rayleigh descubrio que una descarga electrica en el gas nitrogeno producia nitrogeno activo un monoatomico alotropo del nitrogeno 14 La nube arremolinada de luz amarilla brillante producida por su aparato reacciono con mercurio para producir nitruro de mercurio explosivo 15 Durante mucho tiempo las fuentes de compuestos de nitrogeno fueron limitadas Las fuentes naturales procedian de la biologia o de depositos de nitratos producidos por reacciones atmosfericas La fijacion de nitrogeno mediante procesos industriales como el proceso Frank Caro 1895 1899 y el proceso Haber Bosch 1908 1913 aliviaron esta escasez de compuestos nitrogenados hasta el punto de que la mitad de la produccion mundial de alimentos depende ahora de los fertilizantes nitrogenados sinteticos 16 Al mismo tiempo el uso del metodo de Ostwald 1902 para producir nitratos a partir de la fijacion industrial del nitrogeno permitio la produccion industrial a gran escala de nitratos como materia prima en la fabricacion de explosivos en la World Wars del siglo XX 17 18 Propiedades EditarAtomicas Editar Las formas de los cinco orbitales ocupados en nitrogeno Los dos colores muestran la fase o el signo de la funcion de onda en cada region De izquierda a derecha 1s 2s corte para mostrar la estructura interna 2px 2py 2pz Un atomo de nitrogeno tiene siete electrones En el estado basico estan dispuestos en la configuracion electronica 1s2 2s2 2p1x 2p1y 2p1z Por lo tanto tiene cinco electrones de valencia en los orbitales 2s y 2p tres de los cuales los electrones p no estan apareados Tiene una de las mas altas electronegatividades entre los elementos 3 04 en la escala de Pauling solo superada por el cloro 3 16 el oxigeno 3 44 y el fluor 3 98 Los gases nobles ligeros helio neon y argon presumiblemente tambien serian mas electronegativos y de hecho estan en la escala de Allen 19 Siguiendo las tendencias periodicas su radio covalente de 71 pm es menor que los del boro 84 pm y del carbono 76 pm mientras que es mayor que los del oxigeno 66 pm y el fluor 57 pm El anion nitruro N3 es mucho mayor con 146 pm similar al del oxido O2 140 pm y del fluoruro F 133 pm 19 Las tres primeras energias de ionizacion del nitrogeno son 1 402 2 856 y 4 577 MJ mol 1 y la suma de la cuarta y la quinta es de 16 920 MJ mol 1 Debido a estas cifras tan elevadas el nitrogeno no tiene una quimica cationica simple 20 La falta de nodos radiales en la subesfera 2p es directamente responsable de muchas de las propiedades anomalas de la primera fila del bloque p especialmente en el nitrogeno el oxigeno y el fluor La subcascara 2p es muy pequena y tiene un radio muy similar a la cascara 2s facilitando la hibridacion orbital Tambien da lugar a fuerzas electrostaticas de atraccion muy grandes entre el nucleo y los electrones de valencia de las cascaras 2s y 2p dando lugar a electronegatividades muy altas La hipervalencia es casi desconocida en los elementos 2p por la misma razon ya que la alta electronegatividad hace dificil que un pequeno atomo de nitrogeno sea un atomo central en un Enlace de tres centros y cuatro electrones ya que tenderia a atraer los electrones fuertemente hacia si mismo Asi a pesar de la posicion del nitrogeno en la cabeza del grupo 15 de la tabla periodica su quimica muestra enormes diferencias con la de sus congeneres mas pesados fosforo arsenico antimonio y bismuto 21 Isotopos Editar Articulo principal Anexo Isotopos de nitrogeno Tabla de nucleidos diagrama de Segre desde el carbono hasta el fluor incluido el nitrogeno El naranja indica emision de protones nucleidos fuera de la linea de goteo de protones rosa para la emision de positrones desintegracion beta inversa negro para nucleidos estables azul para la emision de electrones desintegracion beta y violeta para la emision de neutrones nucleidos fuera de la linea de goteo de neutrones El numero de protones aumenta subiendo por el eje vertical y el numero de neutrones va hacia la derecha en el eje horizontal El nitrogeno tiene dos isotopos estables 14N y 15N El primero es mucho mas comun constituyendo el 99 634 del nitrogeno natural y el segundo que es ligeramente mas pesado constituye el 0 366 restante Esto lleva a un peso atomico de alrededor de 14 007 u 19 Ambos isotopos estables se producen en el ciclo CNO en las estrellas pero el 14N es mas comun ya que su captura de neutrones es el paso que limita la velocidad 14N es uno de los cinco nuclidos impares estables un nucleido que tiene un numero impar de protones y neutrones los otros cuatro son 2H 6Li 10B y 180mTa 22 La abundancia relativa de 14N y 15N es practicamente constante en la atmosfera pero puede variar en otros lugares debido al fraccionamiento isotopico natural de las reacciones redox biologicas y a la evaporacion del amoniaco natural o del acido nitrico 23 Reacciones mediadas biologicamente por ejemplo asimilacion nitrificacion y desnitrificacion controlan fuertemente la dinamica del nitrogeno en el suelo Estas reacciones tipicamente resultan en el enriquecimiento de 15N del sustrato y el agotamiento del producto 24 El isotopo pesado 15N fue descubierto por primera vez por S M Naude en 1929 poco despues de que se descubrieran los isotopos pesados de los elementos vecinos oxigeno y carbono 25 Presenta una de las secciones transversales de captura de neutrones termicos mas bajas de todos los isotopos 26 Se utiliza frecuentemente en resonancia magnetica nuclear RMN para determinar las estructuras de las moleculas que contienen nitrogeno debido a su espin nuclear fraccionario de la mitad que ofrece ventajas para la RMN como una anchura de linea mas estrecha El 14N aunque tambien es utilizable en teoria tiene un espin nuclear entero de uno y por lo tanto tiene un momento cuadrupolar que conduce a espectros mas amplios y menos utiles 19 La RMN del 15N tiene sin embargo complicaciones que no se encuentran en la espectroscopia de RMN del 1H y del 13C mas comunes La baja abundancia natural de 15N 0 36 reduce significativamente la sensibilidad un problema que se ve agravado por su baja relacion giromagnetica solo el 10 14 de la de 1H Como resultado la relacion senal ruido para 1H es unas 300 veces mayor que la de 15N a la misma intensidad de campo magnetico 27 Esto puede aliviarse en cierta medida mediante el enriquecimiento isotopico de 15N por intercambio quimico o destilacion fraccionada Los compuestos enriquecidos con 15N tienen la ventaja de que en condiciones estandar no sufren el intercambio quimico de sus atomos de nitrogeno con el nitrogeno atmosferico a diferencia de los compuestos con isotopos de hidrogeno carbono y oxigeno marcados que deben mantenerse alejados de la atmosfera 19 La relacion 15N 14N se utiliza habitualmente en el analisis de isotopos estables en los campos de la geoquimica la hidrologia la paleoclimatologia y la paleoceanografia donde se denomina d15N 28 Aplicacion EditarLa aplicacion comercial mas importante del nitrogeno diatomico es la obtencion de amoniaco por el proceso de Haber El amoniaco se emplea con posterioridad en la fabricacion de fertilizantes y acido nitrico Las sales del acido nitrico incluyen importantes compuestos como el nitrato de potasio nitro o salitre empleado en la fabricacion de polvora y el nitrato de amonio fertilizante Los compuestos organicos de nitrogeno como la nitroglicerina y el trinitrotolueno son a menudo explosivos La hidracina y sus derivados se usan como combustible en cohetes El ciclo de este elemento es bastante mas complejo que el del carbono dado que esta presente en la atmosfera no solo como N2 78 sino tambien en una gran diversidad de compuestos Se puede encontrar principalmente como N2O NO y NO2 los llamados NOx Tambien forma otras combinaciones con oxigeno tales como N2O3 y N2O5 anhidridos precursores de los acidos nitroso y nitrico Con hidrogeno forma amoniaco NH3 compuesto gaseoso en condiciones normales Al ser un gas poco reactivo el nitrogeno se emplea industrialmente para crear atmosferas protectoras y como gas criogenico para obtener temperaturas del orden de 78 K de forma sencilla y economica Inclusive se utiliza para inflar los neumaticos en los trenes de aterrizaje de los aviones evitando condensacion de agua a grandes alturas o su combustion al aterrizar 29 Etimologia EditarSe considera que el nitrogeno del latin nitrum i a su vez del griego nitron nitro nombre que historicamente se ha usado en forma vaga para referirse a diversos compuestos de sodio y de potasio que contienen nitrogeno y geno de la raiz griega gen generar es decir que genera salitre 30 fue descubierto formalmente por Daniel Rutherford en 1772 al dar a conocer algunas de sus propiedades lo llamo aire flogisticado en funcion de lo que observo en su experimento de ese ano 31 Sin embargo por la misma epoca tambien se dedicaron a su estudio Carl Wilhelm Scheele quien lo aislo Henry Cavendish y Joseph Priestley El nitrogeno es un gas tan inerte que Antoine Lavoisier se referia a el con el nombre azote del griego azoe que significa sin vida 32 33 o tal vez lo llamo asi por no ser apto para respirar 34 Se clasifico entre los gases permanentes sobre todo desde que Michael Faraday no consiguio verlo liquido a 50 atmosferas atm y 110 C hasta los experimentos de Raoul Pictet y Louis Paul Cailletet quienes en 1877 consiguieron licuarlo Los compuestos de nitrogeno ya se conocian en la Edad Media asi los alquimistas llamaban aqua fortis al acido nitrico y aqua regia agua regia a la mezcla de acido nitrico y acido clorhidrico mezcla conocida por su capacidad para disolver el oro y el platino Abundancia y obtencion EditarEl nitrogeno es el componente principal de la atmosfera terrestre 78 1 en volumen y se obtiene para usos industriales de la destilacion del aire liquido Esta presente tambien en los restos de animales por ejemplo el guano usualmente en la forma de urea acido urico y compuestos de ambos Por deficiencia causa falta de relajacion de los musculos problemas en el sistema cardiovascular en el nervioso central y periferico Tambien ocupa el 3 de la composicion elemental del cuerpo humano Se han observado compuestos que contienen nitrogeno en el espacio exterior y el isotopo Nitrogeno 14 se crea en los procesos de fusion nuclear de las estrellas La mayor parte del nitrogeno utilizado en la industria quimica se obtiene por destilacion fraccionada del aire liquido y se usa para sintetizar amoniaco A partir de este amoniaco se preparan una gran variedad de productos quimicos Compuestos EditarVease tambien Categoria Compuestos de nitrogeno Con el hidrogeno forma el amoniaco NH3 los nitritos NO2 los nitratos NO3 los acidos nitricos HNO3 la hidracina N2H4 y el aziduro de hidrogeno N3H tambien conocido como azida de hidrogeno o acido hidrazoico El amoniaco liquido anfotero como el agua actua como una base en una disolucion acuosa formando iones amonio NH4 y se comporta como un acido en ausencia de agua cediendo un proton a una base y dando lugar al anion amida NH2 Se conocen largas cadenas y compuestos ciclicos de nitrogeno pero son muy inestables Con los halogenos forma NF3 NF2Cl NFCl2 NCl3 NBr3 6 NH3 NI3 6 NH3 N2F4 N2F2 cis y trans N3F N3Cl N3Br y N3I Con el oxigeno forma varios oxidos que ya hemos nombrado el nitroso o gas de la risa el nitrico y el dioxido de nitrogeno Son producto de procesos de combustion contribuyendo a la aparicion de episodios contaminantes de smog fotoquimico Otros oxidos son el trioxido de dinitrogeno N2O3 y el pentoxido de dinitrogeno N2O5 ambos muy inestables y explosivos Importancia biologica Editar Ciclo del nitrogeno El nitrogeno es un componente esencial de los aminoacidos y los acidos nucleicos vitales para los seres vivos De todos los nutrientes minerales es el que mayor efecto tiene en el crecimiento de las plantas y por lo tanto en la productividad primaria de los ecosistemas lo que afecta a su vez a todos los organismos que dependen de ellas 35 El aumento en el rendimiento de las cosechas a partir de que se comenzaron a utilizar fertilizantes nitrogenados en el siglo XIX lo demuestra 36 A pesar de la gran cantidad de nitrogeno atmosferico este elemento es limitante pocos organismos pueden asimilarlo en esta forma Las plantas solamente pueden asimilarlo eficientemente forma de iones amonio NH4 o nitrato NO3 aunque tambien pueden absorber pequenas cantidades de aminoacidos y urea 37 Algunas plantas han establecido relaciones simbioticas con hongos y procationtes capaces de reducir el nitrogeno atmosferico a amonio a cambio de lo cual reciben moleculas energeticas de la planta hospedera El nitrogeno reducido es asi incorporado a la cadena trofica vease tambien el ciclo del nitrogeno Quizas el caso mas conocido sea el de las bacterias del genero Rhizobium con las leguminosas pero tambien existen asociaciones con bacterias del genero Frankia e inclusive algunas cianobacterias Finalmente tambien algunos hongos llamados ectomicorrizicos extienden sus filamentos mas alla del alcance de las raices formando micorrizas que hacen mas eficiente la absorcion de nitritos nitratos y amonio del suelo en ambientes limitantes 38 Isotopos EditarArticulo principal Anexo Isotopos de nitrogeno Existen dos isotopos estables del nitrogeno 14N y 15N siendo el primero que se produce en el ciclo carbono nitrogeno de las estrellas el mas comun sin lugar a dudas 99 634 Se ha logrado sintetizar diez isotopos de nitrogeno de los cuales el 13N tiene un periodo de semidesintegracion de nueve minutos En el resto de isotopos el periodo de semidesintegracion es menor a 10 segundos e incluso algun isotopo tiene un periodo de semidesintegracion mucho menor al segundo Las reacciones biologicas de nitrificacion y desnitrificacion influyen de manera determinante en la dinamica del nitrogeno en el suelo casi siempre produciendo un enriquecimiento en N 15 del sustrato Precauciones EditarLos fertilizantes nitrogenados son una importante fuente de contaminacion del suelo y de las aguas Los compuestos que contienen iones de cianuro forman sales extremadamente toxicas y son mortales para numerosos animales entre ellos los mamiferos Vease tambien Nutricion de nitrogeno en plantas Efectos del nitrogeno sobre la salud Editar Las moleculas de nitrogeno en estado natural se encuentran principalmente en el aire En el agua y en los suelos el nitrogeno puede ser encontrado compuesto en forma de nitratos y nitritos Los humanos han cambiado radicalmente las proporciones naturales de nitratos y nitritos mayormente debido a la aplicacion de estiercoles que contienen nitrato El nitrogeno es emitido en grandes cantidades por las industrias A lo largo de la historia se nota un incremento de la presencia de nitratos y nitritos en el suelo y en el agua como consecuencia de reacciones que tienen lugar en el ciclo del nitrogeno Esto se refleja en un incremento de la concentracion de nitrogeno en las fuentes utilizadas para consumo humano y por ende tambien en el agua potable Los nitratos y nitritos son conocidos por causar varios efectos sobre la salud humana Estos son los efectos mas comunes 39 Tiene reacciones con la hemoglobina en la sangre causando una disminucion en la capacidad de transporte de oxigeno por la sangre nitrito Provoca la disminucion del funcionamiento de la glandula tiroidea nitrato Ocasiona un bajo almacenamiento de la vitamina A nitrato Favorece la produccion de nitrosaminas las cuales son conocidas como una de las causas mas comunes de cancer nitratos y nitritos Desde un punto de vista metabolico el oxido de nitrogeno NO es mucho mas importante que el nitrogeno En 1987 Salvador Moncada descubrio que este era un mensajero vital del cuerpo para la relajacion de los musculos y hoy se sabe que esta involucrado en el sistema cardiovascular el sistema inmunitario el sistema nervioso central y el sistema nervioso periferico La enzima que produce el oxido nitrico la oxido nitrico sintasa es abundante en el cerebro 40 Aunque el oxido nitrico tiene una vida relativamente corta se puede difundir a traves de las membranas para llevar a cabo sus funciones En 1991 un equipo encabezado por K E Anderson del hospital universitario de Lund Suecia demostro que el oxido nitrico activa la ereccion por medio de la relajacion del musculo que controla el flujo de sangre en el pene La droga Viagra trabaja liberando oxido nitrico para producir el mismo efecto 41 Vease tambien EditarCiclo del nitrogeno Dinitrogeno Nitrogeno liquido HidroxilaminaReferencias Editar NASA Earth Fact Sheet actualizado al 17 de noviembre de 2010 Consultado el 26 de febrero de 2013 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estar compuesto por fluidos elasticos de dos clases pp 6 14 Scheele presenta los resultados de ocho experimentos en los que se hizo reaccionar el aire con diversas sustancias Concluyo p 13 Asi veo yo en los experimentos realizados que el aire esta compuesto por dos fluidos diferentes de los cuales el primero no tiene el efecto del flogisto y el segundo tiene la misma fuerza de atraccion y esta compuesto por el 3 10 y el 4 10 de la masa de aire total Asi veo esto por los experimentos que se realizaron que el aire consiste en dos fluidos que difieren entre si de los cuales el uno no expresa en absoluto la propiedad de atraer el flogisto el otro sin embargo es capaz de tal atraccion y que constituye entre 1 3 y 1 4 de la masa total del aire Priestley Joseph 1772 Observations on different kinds of air Philosophical Transactions of the Royal Society of London 62 147 256 S2CID 186210131 ver p 225 Priestley Joseph 1772 Observations on different kinds of air Philosophical Transactions of the Royal Society of London 62 147 256 S2CID 186210131 doi 10 1098 rstl 1772 0021 ver VII Del aire infectado con los humos del carbon vegetal encendido pp 225 28 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 Al reflexionar sobre las circunstancias de este experimento percibimos facilmente que el mercurio durante su calcinacion es decir su tostado en el aire absorbe la parte salubre y respirable del aire o para hablar mas estrictamente la base de esta parte respirable que el aire restante es una especie de mefitis es decir un gas venenoso emitido por la tierra incapaz de soportar la combustion o la respiracion p 86 Mas adelante demostrare que al menos en nuestro clima el aire atmosferico esta compuesto de aire respirable y mefitico en la proporcion de 27 y 73 Lavoisier Antoine con Robert Kerr trans Elements of Chemistry 4ª ed Edimburgo Escocia William Kerr Edimburgo Escocia William Creech 1799 p 101 Siendo hasta ahora poco conocidas las propiedades quimicas de la parte nociva del aire atmosferico nos hemos conformado con derivar el nombre de su base de su conocida cualidad de matar a los animales que se ven obligados a respirarlo dandole el nombre de azot de la particula privativa griega a y 3wh vita de ahi que el nombre de la parte nociva del aire atmosferico sea gas azotico Chaptal J A y Nicholson William trans 1800 Elements of Chemistry 3ª ed Londres Inglaterra C C y J Robinson vol 1 pp xxxv xxxvi Para corregir la Nomenclatura sobre este punto es decir a este respecto no es necesario mas que sustituir a es decir por esta palabra una denominacion que se derive del sistema general utilizado y he presumido de proponer la de Gas Nitrogeno En primer lugar se deduce de la propiedad caracteristica y exclusiva de este gas que forma el radical del acido nitrico Por este medio conservaremos a las combinaciones es decir a los compuestos de esta sustancia las denominaciones recibidas es decir prevalecientes como las de Acido Nitrico Nitratos Nitritos amp c nitron Etymonline com Recuperado 2011 10 26 Strutt R J 1911 Bakerian Lecture Una modificacion quimicamente activa del nitrogeno producida por la descarga electrica Proceedings of the Royal Society A 85 577 219 29 El nitrogeno activo de Lord Rayleigh enlace roto disponible en este archivo Lateralscience co uk Recuperado 2011 10 26 Erisman Jan Willem Sutton Mark A Galloway James Klimont Zbigniew Winiwarter Wilfried 2008 Como un siglo de sintesis de amoniaco cambio el mundo Nature Geoscience 1 10 636 Bibcode 2008NatGe 1 636E doi 10 1038 ngeo325 Ostwald Wilhelm ed January 9 1902 Mejoras en la fabricacion de acido nitrico y oxidos de nitrogeno Ostwald Wilhelm ed December 18 1902 Mejoras en y relacionadas con la fabricacion de acido nitrico y oxidos de nitrogeno a b c d e Greenwood y Earnshaw pp 411 12 Greenwood y Earnshaw p 550 Kaupp Martin 1 de diciembre de 2006 El papel de los nodos radiales 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