L’azote est un gaz incolore et inodore, qui se condense à -195,8 °C en un liquide incolore et mobile. L’élément existe sous forme de molécules de N2, représentées par :N:::N :, pour lesquelles l’énergie de liaison de 226 kilocalories par mole n’est dépassée que par celle du monoxyde de carbone, 256 kilocalories par mole. En raison de cette énergie de liaison élevée, l’énergie d’activation pour la réaction de l’azote moléculaire est généralement très élevée, ce qui fait que l’azote est relativement inerte pour la plupart des réactifs dans des conditions ordinaires. En outre, la grande stabilité de la molécule d’azote contribue de manière significative à l’instabilité thermodynamique de nombreux composés azotés, dans lesquels les liaisons, bien que raisonnablement fortes, le sont beaucoup moins que celles de l’azote moléculaire. Pour ces raisons, l’azote élémentaire semble dissimuler assez efficacement la nature réellement réactive de ses atomes individuels.
Une découverte relativement récente et inattendue est que les molécules d’azote sont capables de servir de ligands dans des composés de coordination complexes. L’observation que certaines solutions de complexes de ruthénium peuvent absorber l’azote atmosphérique a fait naître l’espoir de trouver un jour une méthode plus simple et meilleure de fixation de l’azote.
Une forme active d’azote, contenant vraisemblablement des atomes d’azote libres, peut être créée par le passage d’azote gazeux à basse pression dans une décharge électrique à haute tension. Le produit brille d’une lumière jaune et est beaucoup plus réactif que l’azote moléculaire ordinaire, se combinant avec l’hydrogène atomique et avec le soufre, le phosphore et divers métaux, et capable de décomposer l’oxyde nitrique, NO, en N2 et O2.
Un atome d’azote a la structure électronique représentée par 1s22s22p3. Les cinq électrons de la coquille extérieure font assez peu écran à la charge nucléaire, de sorte que la charge nucléaire effective ressentie à la distance du rayon covalent est relativement élevée. Ainsi, les atomes d’azote sont relativement petits en taille et très électronégatifs, étant intermédiaires entre le carbone et l’oxygène pour ces deux propriétés. La configuration électronique comprend trois orbitales extérieures à moitié remplies, ce qui donne à l’atome la capacité de former trois liaisons covalentes. L’atome d’azote est donc une espèce très réactive, qui se combine avec la plupart des autres éléments pour former des composés binaires stables, en particulier lorsque l’électronégativité de l’autre élément est suffisamment différente pour conférer une polarité importante aux liaisons. Lorsque l’autre élément est moins électronégatif que l’azote, la polarité confère une charge négative partielle à l’atome d’azote, ce qui rend ses électrons solitaires disponibles pour la coordination. En revanche, lorsque l’autre élément est plus électronégatif, la charge positive partielle qui en résulte sur l’azote limite considérablement les propriétés de donneur de la molécule. Lorsque la polarité de la liaison est faible (du fait que l’électronégativité de l’autre élément est similaire à celle de l’azote), la liaison multiple est grandement favorisée par rapport à la liaison simple. Si la disparité de la taille atomique empêche une telle liaison multiple, la liaison simple qui se forme sera probablement relativement faible et le composé sera probablement instable par rapport aux éléments libres. Toutes ces caractéristiques de liaison de l’azote sont observables dans sa chimie générale.
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