Nitrogen ialahbukan logam, dengan nilaikeelektronegatifan 3.0. Ia mempunyai limaelektron pada petala luarnya, maka adalah trivalen pada kebanyakan sebatian. Nitrogen tulen adalah gasdwiatom tak berwarna dan tak reaktif pada suhu bilik, dan merangkumi 78.08% kandungan atmosferaBumi. Iameluwap pada 77 K pada tekanan atmosfera dan membeku pada 63 K. Cecair nitrogen ialahkriogen biasa.
Nitrogen memilikiduaisotop stabil, iaitu14N dan15N. Isotop yang paling banyak ialah14N (99.634%), yang dihasilkan dalamkitar CNO dalam bintang-bintang dan yang selebihnya ialah15N. Di antara sepuluh isotop yang dihasilkan secara sintetik,13N mempunyaiseparuh hayat selama 9 minit dan yang selebihnya adalah pada tertib saat atau lebih kecil daripada itu. Tindak balas perantaraan biologi (contoh asimilasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi) mengawal atur ketat dinamik nitrogen di dalam tanah. Tindak balas ini sering mengakibatkan pengayaan15N substrat and penyusutan produk tersebut. Walaupun pemendakan sering kali mengandungi kandunganammonium and nitrat, tetapi oleh kerana ammonium lebih digemari untuk dikekalkan pada kanopi berbanding dengan nitrat atmosfera, kebanyakan nitrogen atmosfera yang sampai ke permukaan tanah adalah dalam bentuk nitrat. Nitrat tanah adalah lebih digemari untuk diasimilasikan oleh akar pokok berbanding dengan ammonium tanah.
Selain itu, terdapat 10 isotop sintetik hidrogen, iaitu12N ke23N.13N memiliki separuh hayat selama 10 minit manakala isotop-isotop sintetik lain memiliki separuh hayat selama beberapa saat atau milisaat. Isotop-isotop lain adalah tidak mungkin kerana telah menjangkaui kestabilan nukleus atom, menyebabkan proton atau neutron akan terlepas.
13N ialah radioisotop nitrogen yang paling penting disebabkan oleh separuh hayatnya yang lama, dan digunakan dalam mesintomografi pancaran positron dalam bidang perubatan. Namun begitu, memandangkan jangka separuh hayat13N masih boleh dianggap singkat, isotop ini perlu dihasilkan di kawasan yang diperlukan, seperti kaedah perlanggaran proton terhadap16O untuk menghasilkan13N danzarah alfa.[4]
Hidrida utama nitrogen ialahammonia (NH3) walaupunhidrazina (N2H4) juga diketahui ramai. Ammonia ialah lebih bes daripadaair, dan dalam larutan membentukionammonium (NH4+). Cecair ammonia sebenarnya sedikit amfiprotik dan membentuk ion ammonium danamida (NH2-); kedua-dua garam amida dannitrida (N3-) diketahui, tetapi mengurai dalam air. Sebatian penggantian tunggal atau kembar ammonia dipanggilamina. Rantai, cincin atau struktur hidrida nitrogen yang lebih besar juga diketahui tetapi adalah tak stabil.
Lain-lain kelasanion nitrogen ialahazida (N3-), yang merupakan linear danisoelektronik kepada karbon dioksida. Molekul lain dengan struktur yang sama ialahdinitrogen monoksida (N2O), atau gas ketawa. Ini ialah salah satu daripada bermacam jenis oksida, yang paling utama ialahnitrogen monoksida (NO) dannitrogen dioksida (NO2), di mana kedua-dua mengandungielektron tak berpasangan. Nitrogen dioksida menunjukkan kecenderungan untuk membentukdimer dan juzuk penting dalam asbut.
Oksida yang lebih standard,dinitrogen trioksida (N2O3) dandinitrogen pentoksida (N2O5), adalah agak kurang stabil dan mudah meletup. Asid-asid yang berpadanan adalahasid nitrus (HNO2) danasid nitrik (HNO3), dan garam yang berpadanan adalahnitrit dannitrat. Asid nitrik adalah salah satu daripada asid-asid yang lebih kuat daripadahidronium.
Nitrogen molekul dalam atmosfera adalah secara relatifnya tidak reaktif, tetapi dalam alam semulajadi ia boleh secara perlahan ditukar menjadi sebatian berguna dalam biologi (dan industri) oleh sesetengah organisma, lebih jelas pada sesetengahbakteria (lihatperanan biologi di bawah). Kebolehanmenggabungkan atau "mengikat" nitrogen adalah ciri utama kimia perindustrian moden, di mana nitrogen dangas asli ditukar menjadiammonia melaluiProses Haber. Ammonia pula boleh digunakan secara terus (terutamanya sebagaibaja), atau sebagai bahan mentah kepada kebanyakan hasil sepertibahan letupan, kebanyakannya melalui penghasilanasid nitrik dalamproses Ostwald.
Garam-garam asid nitrik termasuklah sebatian penting sepertikalium nitrat danammonium nitrat, sejenis baja penting. Pelbagai jenis sebatian organik bernitrat lain, sepertinitrogliserin dantrinitrotoluena, digunakan sebagai bahan letupan. Asid nitrik digunakan sebagai bahan pengoksida dalamroket bahan api cecair.Hidrazina dan terbitan hidrazina digunakan sebagaibahan api roket.
Gas nitrogen terhasil dengan membolehkan cecair nitrogen (lihat di bawah) dipanaskan danmengewap. Ia mempunyai pelbagai penggunaan, termasuk berperanan sebagai pengganti kepada udara sebagai bahan lengai apabilapengoksidaan tidak dikehendaki;
mengekal kesegaran makanan yang dibungkus atau makanan pukal (dengan melambatkanketengikan dan lain-lain bentuk kerosakan akibat pengoksidaan)
di atas permukaan bahan letupan cecair untuk keselamatan
Berbeza daripada sesetengah pendapat, nitrogen tidak meresap keluar daripada tayar getah lebih lambat daripada udara.Udara sebenarnya mengandungi kebanyakan campuran nitrogen dan oksigen (iaitu N2 dan O2), dan molekul nitrogen adalah lebih kecil. Sekiranya semua malar, molekulkecil akan meresap melalui bahan telap lebihcepat.
Contoh lanjut mengenai kepelbagaian penggunaannya adalah penggunaannya sebagai alternatif pilihan kepadakarbon dioksida dalam memberi tekanan dalam tongbir, terutamanyastaut, kerana buih kecil yang terhasil, yang menyebabkan bir yang dituang lebih lembut. Penggunaan moden ialah kapsul nitrogen peka tekanan yang dikenali sebagai "widget" yang membolehkan bir berisi nitrogen dipek dalam tin dan botol.
Cecair nitrogen dihasilkan dalam perindustrian pada kuantiti yang banyak melaluipenapisan daripadaudara cecair dan selalunya disingkatkan dalam kuasi-formulaLN2 (tetapi lebih tepat ditulis sebagaiN2(l)). Ia adalah bendalirkriogenik (sangat sejuk) yang boleh mengakibatkan ketipan ibun (frostbite) sekiranya disentuh secara terus. Apabiladitebat dengan secukupnya daripadahaba ambien, ia boleh berperanan sebagai sumber gas nitrogen tanpa tekanan yang senang dibawa dan padat. Tambahan pula, kebolehannya unutk mengekalkan suhu beratus-ratus darjah di bawah takat beku air apabila ia mengewap (77K, -196 °C or -320 °F) menjadikannya sangat berguna dalam pelbagai jenis kegunaan sebagaibahan penyejuk kitar terbuka, termasuk;
penyejukbekuan rendaman dan pengangkutan keluaranmakanan
sebagai bahan pendingin tambahan untuk pengoperasian pemprosesan lebih lajuoverclock dalam unit pemprosesan pusat, unit pemprosesan grafik dan perkakasan.
Nitrogen (Latin:nitrum,Bahasa Yunani:Nitron, bermaksud "soda asli", "gen", "pembentukan") secara rasminya dianggap dijumpai olehDaniel Rutherford pada 1772, yang memanggilnyaudara beracun atauudara tetap. Pengetahuan bahawa terdapat pecahan udara yang tidak membantu dalampembakaran telah diketahui olehahli kimia semenjak akhir kurun ke-18 lagi. Nitrogen juga dikaji pada masa yang lebih kurang sama olehCarl Wilhelm Scheele,Henry Cavendish, danJoseph Priestley, yang menggelarnya sebagaiudara terbakar atauudara telah flogistat. Gas nitrogen adalah cukup lengai sehingga dinamakan olehAntoine Lavoisier sebagaiazote, daripada perkataanYunani, αζωτος yang bermaksud "tak bernyawa". Istilah tersebut telah menjadi nama kepada nitrogen dalam perkataanPerancis dan kemudiannya merebak ke bahasa-bahasa lain.
Sebatian nitrogen diketahui semenjakZaman Pertengahan Eropah.Ahli alkimia mengetahuiasid nitrik sebagaiaqua fortis. Campuranasid hidroklorik dan asid nitrik dinamakanakua regia, yang disanjung kerana kebolehannya untuk melarutkanemas. Kegunaan sebatian nitrogen dalam bidang pertanian dan perusahaan yang terawal ialah dalam bentukkalium nitrat,terutamanya dalam penghasilan serbuk peledak (garam mesiu), dan kemudiannya, sebagaibaja dan juga stok makanan ternakan kimia.
Nitrogen ialah satu-satunya juzuk terbanyak dalamatmosfera (78.084% secara isipadu, 75.5% secara berat) dan diperoleh untuk kegunaan perindustrian daripadapenyulingan berperingkat udara cecair atau melalui cara mekanikal gas udara (iaitu membran osmosis songsang bertekanan atau penjerapan buaian tekanan).Sebatian yang mengandungi unsur ini telah dikesan dalam ruang angkasa lepas.14Nitrogen dihasilkan sebagai sebahagian daripada prosespelakuran padabintang-bintang. Nitrogen ialah komponen dalam buangan haiwan ternakan (sebagai contoh,guano), biasanya dalam bentukurea,asid urik, dan sebatian-sebatian produk bernitrogen lain.
Nitrogen ialah juzuk penting dalamasid amino danasid nukleik, dan ini menjadikan nitrogen penting bagi semua hidupan.Kekacang sepertikacang soya, boleh mendapat semula nitrogen secara terus daripada atmosfera keran akarnya mempunyai nodul yang menyimpan mikrob yang melakukan penukaran kepadaammonia dalam proses yang dinamakanpengikatan nitrogen. Kekacang seterusnya akan menukarkan ammonia menjadi oksida-oksida nitrogen dan asid amino untuk menghasilkanprotein.
Nitrogen secara dasarnya adalah tidak beracun, tetapi boleh menyesarkan gas oksigen daripada bekas tertutup apabila gas nitrogen dilalukan ke dalam bekas lalu membawa kepada bahaya asfiksian. Bahaya ini boleh berlaku tanpa kesan yang ketara kepada manusia kerana badan manusia memiliki sistem pengesananhipoksia yang perlahan.[5] Dalam tekanan separa tinggi (lebih daripada empat bar, tekanan pada kedalaman air melebihi 30 meter dalampenyelaman skuba), nitrogen boleh menjadi agenanestesia lalu boleh menyebabkannarkosis nitrogen, suatu kerosakan sementera otak yang serupa dengankeracunan nitrus oksida.[6][7]
Cecair nitrogen, sebagai cecair kriogen adalah berbahaya dan boleh menyebabkan kelecuran apabila disentuh, meskipunkesan Leidenfrost memberikan perlindungan selama satu saat kepada kulit.[8] Perbuatan menelan cecair nitrogen boleh menyebabkan kerosakan dalaman badan yang teruk. Cecair nitrogen secara serta-merta menyejat menjadi gas nitrogen, dan oleh itu, langkah-langkah keselamatan bagi gas nitrogen juga terpakai apabila mengendalikan cecair nitrogen,[9] seperti penggunaan sensor oksigen bagi memberi amaran kepada pekerja sekiranya berlaku kebocoran dalam ruang tertutup.[10]
Kumbahan baja nitrat ialah punca utamapencemaran air sungai dan air bawah tanah. Sebatian yang mengandungi siano (-CN) menghasilkan garam yang sangat beracun dan boleh membawa maut kepada hampir semuamamalia dan hidupan akuatik.
^abcLide, David R. (1990–1991).CRC Handbook of Physics and Chemistry (dalam bahasa Inggeris) (ed. ke-71). Boca Raton, Ann Arbor, Boston: CRC Press, inc. m/s. 4–22.
^"Gases - Density".The Engineering Toolbox. Dicapai pada27 Januari 2019.
