Nitrogen
Kimia dan senyawa > Alotrop

Nitrogen atom, juga dikenal sebagai nitrogen aktif, sangat reaktif, berbentuk triradikal dengan tiga elektron yang tidak berpasangan. Atom nitrogen bebas mudah bereaksi dengan sebagian besar unsur untuk membentuk nitrida, dan bahkan ketika dua atom nitrogen-bebas bertumbukan untuk menghasilkan molekul N2 yang tereksitasi, mereka dapat melepaskan begitu banyak energi pada tumbukan dengan molekul stabil semacam karbon dioksida dan air menyebabkan fisi homolitik yang menghasilkan radikal seperti CO dan O atau OH dan H. Nitrogen atomik disiapkan dengan melewatkan aliran listrik melalui gas nitrogen pada 0,1–2 mmHg, yang menghasilkan nitrogen atom bersamaan dengan emisi kuning peach yang memudar perlahan sebagai pendaran selama beberapa menit bahkan setelah aliran listrik berakhir.
Mengingat reaktivitas nitrogen atom yang besar, nitrogen elementer biasanya terjadi sebagai molekul N2, dinitrogen. Molekul ini adalah gas diamagnetik yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa pada kondisi standar: meleleh pada suhu −210 °C dan mendidih pada −196 °C. Dinitrogen relatif tidak reaktif pada suhu kamar, namun tetap bereaksi dengan logam litium dan beberapa kompleks logam transisi. Hal ini disebabkan ikatannya, yang unik di antara unsur diatomik pada kondisi standar karena memiliki ikatan rangkap tiga N≡N. Ikatan rangkap tiga memiliki panjang ikatan pendek (dalam hal ini, 109,76 pm) dan energi disosiasi yang tinggi (dalam hal ini, 945,41 kJ/mol), sehingga sangat kuat. Ini menjelaskan ke-inert-an kimia dinitrogen.
Ada beberapa indikasi teoretis bahwa oligomer dan polimer nitrogen lainnya memungkinkan. Jika bisa disintesis, mereka mungkin memiliki aplikasi potensial sebagai bahan dengan kepadatan energi yang sangat tinggi, yang bisa digunakan sebagai propelan atau bahan peledak yang kuat. Hal ini karena semuanya harus terurai menjadi dinitrogen, yang ikatan rangkap tiganya N≡N (energi ikatan 946 kJ⋅mol−1) jauh lebih kuat daripada ikatan rangkap dua N=N (418 kJ⋅mol−1) atau ikatan tunggal N–N (160 kJ⋅mol−1): memang, ikatan rangkap tiga memiliki lebih dari tiga kali energi daripada ikatan tunggal. (Kebalikannya berlaku untuk pniktogen yang lebih berat, yang lebih memilih alotrop poliatomik.) Kerugian besar adalah bahwa kebanyakan polinitrogen netral tidak diharapkan memiliki penghalang besar terhadap dekomposisi, dan beberapa pengecualian bahkan akan lebih menantang untuk disintesis daripada tetrahedran yang telah lama dicari namun masih belum diketahui. Ini berbeda dengan polinitrogen kationik dan anionik azida (N−3), pentazenium (N+5), dan pentazolida (aromatik siklik N−5) yang dicirikan dengan baik. Di bawah tekanan yang sangat tinggi (1,1 juta atm) dan suhu tinggi (2000 K), seperti yang diproduksi dalam sel landas berlian, nitrogen dipolimerisasi menjadi struktur kristal gauche kubus ikatan tunggal. Struktur ini mirip dengan berlian, dan keduanya memiliki ikatan kovalen yang sangat kuat, yang menghasilkan julukan "berlian nitrogen".
Pada tekanan atmosfer, nitrogen molekul mengembun (menjadi cair) pada suhu 77 K (−196,2 °C) dan membeku pada 63 K (−210,2 °C) ke bentuk alotropi kristal kemasan-rapat heksagonal (disebut fase alfa). Nitrogen cair, cairan tak berwarna yang berpenampilan menyerupai air, namun massa jenisnya hanya 80,8% dari massa jenis air (massa jenis nitrogen cair pada titik didihnya adalah 0,808 g/mL), adalah kriogen yang umum. Nitrogen padat memiliki banyak modifikasi kristal. Ia membentuk cakupan permukaan dinamis yang signifikan pada permukaan Pluto dan bulan bagian luar dari Tata Surya seperti Triton. Bahkan pada suhu rendah, nitrogen padat cukup mudah menguap dan dapat menyublim membentuk atmosfir, atau mengembun kembali ke dalam nitrogen beku. Ini sangat lemah dan mengalir dalam bentuk gletser dan pada geyser Triton, gas nitrogen berasal dari daerah kutub es kutub.