Азот в атмосфере



С химической точки зрения азот – типичный неметалл. При обычных условиях атмосферный азот – это газ без цвета и запаха, состоящий из двухатомных молекул N2. В природе азот представлен двумя стабильными изотопами: азотом с атомной массой 14 (99,6%) и азотом с атомной массой 15 (0,4%).
В составе атмосферного воздуха азот является основным газовым компонентом и занимает 78% объема.


Азот как биогенный элемент



Биогенными («дающими жизнь») называют элементы, необходимые для жизни. Химическую основу тканей живых организмов составляют 9 макротрофных веществ: углерод, водород, азот, кислород, калий, кальций, фосфор, магний и сера. Азот входит в состав растений и животных в форме белков, поэтому его круговорот в природе очень важен для поддержания жизни на Земле.

Связывание атмосферного азота



Связыванием, или фиксацией азота, называется процесс его превращения в форму, усвояемую растениями и животными. Он может происходить двумя путями: под действием электрических разрядов или при помощи бактерий. Во время грозовых разрядов часть атмосферного азота и кислорода соединяется с образованием оксидов азота:

N2 + O2 = 2NO – Q,
2NO + O2 = 2NO2.

Эти оксиды растворяются в воде и образуют разбавленную азотную кислоту:

2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3 (на холоде),
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (при нагревании).

Азотная кислота уже, в свою очередь, образует нитраты в почве, которые могут появляться там также из присутствующих в почве аммонийных соединений (фекалии животных, органика мертвых тел) под действием особых бактерий.
Нитраты могут дополнительно вноситься в почву человеком в виде удобрений.


Растения усваивают нитраты из почвы через свою корневую систему и используют их для синтеза белков. Животные употребляют растения и продуцируют собственные белки. После смерти растений и животных их белки разлагаются, образуя аммоний и его соединения. В конце концов эти соединения под воздействием гнилостных бактерий превращаются в нитраты, остающиеся в почве, и атмосферный азот.

Кроме молний во время грозы, есть и другой путь фиксации атмосферного азота и превращения его в почвенные нитраты – деятельность азотфиксирующих бактерий. Среди них выделяют свободноживущих в почве нитрификаторов и клубеньковых бактерий, обитающих на корнях бобовых растений (по этой причине выращивание бобов на участке способствует повышению плодородия почвы). Под действием этих микроорганизмов атмосферный азот непосредственно превращается в нитраты и становится доступным для усвоения растениями.