Université · Sciences Exactes · Chimie · Tableau Périodique
AzoteN · Numéro Atomique 7 · Période 2
Gaz diatomique incolore et inodore constituant 78 % de l'atmosphère terrestre, l'azote est l'élément fondamental de la vie : présent dans tous les acides aminés, les protéines, l'ADN et l'ARN. Inerte à température ambiante mais essentiel à la chimie de l'agriculture mondiale.
Point d'ébullition
−195,8 °C
Électronégativité
3,04 (Pauling)
Config. électronique
[He] 2s² 2p³
Abondance atmosphère
78,09 %
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Nature & Propriétés
L'azote (symbole N, du latin nitrogenium) est un non-métal de la colonne 15 du tableau périodique (pnictogènes). À température ambiante, il se présente sous forme de molécule diatomique N₂, liée par une triple liaison covalente (N≡N, énergie 945 kJ/mol) — l'une des liaisons les plus fortes de la chimie, ce qui explique sa grande stabilité et son inertie chimique.
L'azote possède 5 électrons de valence en couche 2p, lui conférant des degrés d'oxydation allant de −3 (dans NH₃) à +5 (dans HNO₃). Cette large plage de valences est à l'origine de la richesse de sa chimie. La configuration électronique [He] 2s² 2p³ avec trois orbitales p à moitié remplies contribue à sa haute électronégativité (3,04 sur l'échelle de Pauling).
À l'état liquide (−196 °C, 1 atm), l'azote est un liquide cryogénique incolore d'une densité de 0,807 g/mL, utilisé massivement pour le refroidissement et la conservation. Il se dilate brutalement lors de la vaporisation (rapport 1:696 liquide/gaz), nécessitant des précautions de sécurité importantes.
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Formes & Composés Principaux
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Le Cycle de l'Azote
L'azote circule entre l'atmosphère, le sol et les organismes vivants dans un cycle biogéochimique fondamental. Malgré sa grande abondance atmosphérique (78 %), la plupart des organismes ne peuvent utiliser le N₂ directement — il doit être fixé, c'est-à-dire converti en formes assimilables (NH₃, NO₃⁻).
Cycle de l'azote — Animation schématique
La fixation biologique est assurée par des bactéries (Rhizobium dans les légumineuses, Azotobacter en sol libre) qui possèdent l'enzyme nitrogénase capable de briser la triple liaison N≡N. La fixation industrielle (procédé Haber-Bosch, 450°C, 200 atm, catalyseur Fe) produit 175 Mt de NH₃/an — alimentant les engrais qui nourrissent la moitié de l'humanité. La dénitrification (bactéries anaérobies) re-convertit les nitrates en N₂ atmosphérique, fermant le cycle.
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Applications Industrielles & Scientifiques
🌾 Engrais Agricoles
Urée, nitrate d'ammonium, sulfate d'ammonium. 80 % de la production mondiale de NH₃ est destinée à l'agriculture. La révolution verte du XXe siècle a été rendue possible par l'azote synthétique.
❄️ Cryogénie
Azote liquide (−196 °C) pour le stockage de cellules biologiques, embryons, semences. Supraconducteurs, détecteurs infrarouges, IRM. Trempe des métaux en métallurgie.
🏭 Inertage Industriel
Atmosphère inerte pour la production de semi-conducteurs, soudure à l'arc, emballage alimentaire (chips, café en poudre), prévention d'explosions dans les cuves pétrolières.
💊 Médecine
Protoxyde d'azote (anesthésie). Monoxyde d'azote (vasodilatateur, base du Viagra). Cryothérapie dermique. Préservation des organes pour transplantation.
💣 Explosifs
TNT, RDX, PETN, nitroglycérine contiennent tous des groupes nitro (–NO₂). Le nitrate d'ammonium est l'explosif industriel le plus répandu (carrières, mines). Aussi utilisé comme engrais.
🧵 Matériaux
Nitrure de silicium (Si₃N₄) : céramique ultra-dure. Nitrure de bore hexagonal : graphène analogue. Nylon : polyamide. Mélamines et résines urée-formol. Polymères azotés omniprésents.
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Histoire & Découverte
🔬 Découverte & Etymologie
L'azote fut isolé indépendamment par Daniel Rutherford (Écosse, 1772), Carl Wilhelm Scheele et Henry Cavendish en séparant l'air de l'oxygène et du CO₂. Rutherford nota qu'une souris mourrait dans ce «air vicié» mais ne comprit pas sa nature. Antoine Lavoisier le nomma «azote» en 1790, du grec a-zōtos (sans vie), car il ne permet pas la combustion. Les Anglais le nomment «nitrogen» (générateur de nitre/salpêtre), référence à sa présence dans KNO₃.
Le procédé Haber-Bosch, développé entre 1909 et 1913, est considéré comme l'invention la plus importante du XXe siècle : sans engrais azotés synthétiques, la Terre ne pourrait nourrir que 3 à 4 milliards d'habitants au lieu de 8 milliards actuels. Fritz Haber et Carl Bosch reçurent tous deux le Prix Nobel de Chimie (1918 et 1931). Haber développa aussi les armes chimiques de la Première Guerre Mondiale — l'ambivalence la plus célèbre de la science appliquée.