नायट्रोजन

नायट्रोजन : आवर्त सारणीच्या [इलेक्ट्रॉन रचनेनुसार केलेल्या मूलद्रव्यांच्या कोष्टकरूप मांडणीच्या ⟶ आवर्त सारणी] ५ ब गटातील एक वायुरूप, वर्णहीन, गंधहीन, चवहीन मूलद्रव्य. चिन्ह N अणुक्रमांक (अणुकेंद्रातील प्रोटॉनांची संख्या) ७ अणुभार १४·००६७ वितळबिंदू –२०९·८६^° से. उकळबिंदू–१९५·८४^° से. याच तापमानाला त्याचे वि. गु . ०·८०४२ असते. घनावस्थेत त्याची घनता १·१४ ग्रॅ./घ. सेंमी. असते. स्थिर समस्थानिकांचे (अणुक्रमांक तोच पण अणुभार भिन्न असलेल्या त्याच मूलद्रव्याच्या प्रकारांचे) अमुभार १४, १५ किरणोत्सर्गी (भेदक कण वा किरण बाहेर टाकणाऱ्या) समस्थानिकांचे अणुभार १२, १३, १६, १७ संयुजा (इतर अणूंशी संयोग पावण्याची क्षमता दर्शविणारा अंक) ३, ५. क्रांतिक दाब (ज्या दाबास वायूची भौतिक अवस्था बदलते तो दाब) ३३·४९ वा. दा. क्रांतिक–तापमान (ज्या तापमानास वायूची भौतिक अवस्था बदलते ते तापमान)–१४७·१३^° से.

इतिहास : नेहमीची हवा ही ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन यांचे मिश्रण असते, हे सी. डब्ल्यू. शेले यांनी १७७२ मध्ये ओळखले व त्या मिश्रणातून त्यांनी ऑक्सिजन ज्वलनाने वेगळा केला व उरलेला वायू ज्वलनास व श्वासोच्छ्‌वासास मदत करीत नाही, हे सिद्ध केले. याच सुमारास जोसेफ प्रीस्टली व डॅनिएल रदरफर्ड यांनी स्वतंत्र रीत्या नायट्रोजनाचा शोध लावला. हा वायू जीवनास मदत करीत नाही म्हणून आंत्वान लव्हॉयझर यांनी ‘अझोट’ (जीव नाही या अर्थाच्या ग्रीक शब्दावरून) हे नाव त्याला दिले आणि ते एक मूलद्रव्य आहे असे सिद्ध केले. नायटर या खनिजात हे मूलद्रव्य असल्याने त्यावरून जे. ए. सी. शाप्टाल यांनी १७९० मध्ये त्या मूलद्रव्याला नायट्रोजन हे नाव दिले. १७८५ मध्ये हवेतील नायट्रोजनामध्ये आणखी एखादा वायू आहे अशी शंका हेन्री कॅव्हेंडिश यांना आली होती. १८९४ मध्ये ती शंका खरी असून हवेतील नायट्रोजनात १% आरगॉन वायू असतो असे जे. डब्ल्यू. रॅली व विल्यम रॅम्झी यांना आढळून आले. १९११ मध्ये रॅली यांनी क्रियाशील नायट्रोजनाचा शोध लावला.

आढळ : कोरड्या हवेत वजनी ७५·५% व घनळाने ७८% नायट्रोजन आढळतो. हवेतील ऑक्सिजनाची तीव्रता त्यामुळे कमी होते. सूक्ष्मजंतू, तडित् (वातावरणीय विद्युत्) व रसायने यांमुळे होणाऱ्या नायट्रोजनाच्या स्थिरीकरणामुळे (मुक्त नायट्रोजनापासून नायट्रोजनयुक्त संयुगे तयार करण्यामुळे) हवेतील नायट्रोजनाचे प्रमाण कमी होते, तर कार्बनी पदार्थांचे ज्वलन आणि त्यांचे सूक्ष्मजीवांकडून होणारे अपघटन (मोठ्या रेणूचे लहान रेणूंत तुकडे होण्याची क्रिया) यांमुळे हवेतील नायट्रोजनाचे प्रमाण कायम राखले जाते. संयुगावस्थेत नायट्रोजन विविध स्वरूपांत आढळतो. नायट्रोजन सर्व प्रथिनांचा एक महत्त्वाचा घटक आहे. तसेच बऱ्याच कार्बनी पदार्थांतही नायट्रोजन आढळतो. चिली देशाच्या उतरेकडील कोरड्या भागात आढळणारे सॉल्टपीटर हे नायट्रोजनाचे महत्त्वाचे खनिज होय. हवेखेरीज तो मुक्त स्वरूपात बऱ्याच अशनींमध्ये [⟶ उल्का व अशनि], ज्वालामुखीतून बाहेर पडणाऱ्या वायूंत, खाणींतील वायूंत व काही खनिज जलांत आढळतो. सूर्य, काही तारे आणि अभ्रिका यांवर नायट्रोजन आहे, हे ⇨ वर्णपटविज्ञानाच्या साहाय्याने सिद्ध झाले आहे.

प्राप्ती : नायट्रोजन पुढील दोन प्रकारांनी तयार करतात : (१) हवेतून ऑक्सिजन काढून घेऊन, (२) नायट्रोजन संयुगांचे अपघटन करून.

(१) सर्वसाधारण तापमानाला फॉस्फरसाशी हवेचा संपर्क आणून (हवेत फॉस्फरस जाळून ऑक्सिजन कमी होत नाही), लालभडक तांब्यावरून हवा पाठवून, लोखंडाचा ओलसर कीस हवेत ठेवून, पायरोगॅलिक अम्लाचा क्षारीय (अल्कलाइन) विद्राव हवेत ठेवून, क्रोमस क्लोराइडाचा वा क्युप्रस क्लोराइडाचा अम्लीय विद्राव हवेत उघडा ठेवून किंवा हायड्रोक्लोरिक अम्ल वा अमोनिया यांच्या सान्निध्यात धातवीय तांबे ठेवून हवेतील ऑक्सिजन वेगळा केला जातो. तसेच मोठ्या प्रमाणावर नायट्रोजनाची निर्मिती हवेच्या द्रवीकरणाने [⟶ वायूचे द्रवीकरण] करतात. हा वायू करड्या रंगाच्या दाबपात्रातून १२० वा. दा. खाली भरलेल्या स्वरूपात बाजारात येतो. यामध्ये आर्गॉनखेरीज हीलियम, निऑन इ. ⇨ अक्रिय वायू असतात. (२) नायट्रोजनाच्या संयुगांचे अपघटन करून शुद्ध नायट्रोजन तयार करतात. यासाठी (अ) अमोनिया विद्रावातून क्लोरीन पाठविणे, (आ) अमोनियम नायट्रेट विद्राव किंवा सोडियम नाइट्राइट व नवसागर यांचे मिश्रण तापविणे, (इ) अमोनियम डायक्रोमेट तापविणे, (ई) अमोनिया आणि नायट्रिक ऑक्साइड यांचे मिश्रण लाल भडक तांब्यावरून पाठविणे वा (उ) सोडियम वा बेरियम ॲझाइड निर्वातात तापविणे यांपैकी एका क्रियेचा उपयोग केला जातो. यात तयार होणारा वायू पाण्याच्या वर गोळा करतात.

गुणधर्म : नायट्रोजन पाण्यात अत्यल्प प्रमाणात विरघळतो पण द्रवरूप ऑक्सिजनात नायट्रोजनाचे विरघळण्याचे प्रमाण (घनफळात्मक) १ : ४५० असे आहे. दाबाखाली एकदम थंड केल्यास रंगहीन द्रव तयार होतो. या द्रवाचा उकळबिंदू –१९५·८४^° से. आहे. या द्रवाचे कमी दाबाखाली ऊर्ध्वपातन (वाफ थंड करून घटक अलग करण्याची क्रिया) केल्यास द्रव गोठून रंगहीन घन तयार होतो. या घनाचा वितळबिंदू – २०९·८६^° से. आहे. हा वायू विषारी नाही. या वायूमुळे ऑक्सिजनाची तीव्रता कमी होते. या वायूत प्राणी ठेवल्यास श्वसनास आवश्यक असणाऱ्या ऑक्सिजनाच्या अभावी गुदमरतात. हा वायू स्वत: जळत नाही तसेच ज्वलनास मदत करीत नाही. हा वायू रासायनिक दृष्ट्या २००^° से. खाली अक्रिय (सहजासहजी रासायनिक विक्रियेने संयोग न पावणारा) आहे. त्यावरील तापमानास बऱ्याच धातूंबरोबर त्याचा संयोग होऊन नायट्राइडे तयार होतात. विशिष्ट परिस्थितीत त्याचा ऑक्सिजन, हायड्रोजन, बोरॉन, सिलिकॉन, लिथियम, मॅग्नेशियम, कॅल्शियम, बेरियम, टिटॅनियम, व्हॅनेडियम, टँटॅलम, टंगस्टन, मँगॅनीज इ. मूलद्रव्यांबरोबर संयोग होऊन नायट्राइडे तयार होतात. वेगवेगळ्या परिस्थितींत या नायट्राइडांचे पाण्याने अपघटन होऊन अमोनिया तयार होतो. काही नायट्रोजन संयुगे प्राण्यांमध्ये कर्करोग उत्पन्न करू शकतात असे मानण्यात येते पण यासंबंधी अद्याप संशोधन चालू आहे.

क्रियाशील नायट्रोजन : नायट्रोजनामधून विद्युत् विसर्जन केल्यास (विद्युत् प्रवाह नेल्यास) वायूतून पिवळा प्रकाश पडतो, असे १८६५ मध्ये मोरेन यांना आढळून आले. विद्युत् प्रवाहामुळे नायट्रोजनात होणाऱ्या बदलामुळे हे घडून येते व असा नायट्रोजन नेहमीच्या नायट्रोजनापेक्षा क्रियाशील असतो, असे १९११ मध्ये रॅली यांनी दाखवून दिले. अशा नायट्रोजनाला त्यांनी क्रियाशील नायट्रोजन असे नाव दिले. असा नायट्रोजन आकृतीत दाखविल्या प्रमाणे (१) या नळीतून २ मिमी. पेक्षा कमी दाबाचा साधा नायट्रोजन पाठवून आणि त्यातून विद्युत् धारित्र (विद्युत् भार साठवून ठेवणारे साधन) असलेल्या मंडलाद्वारे उच्च शक्तीचे विद्युत् विसर्जन केल्यास मिळतो. विसर्जनाच्या पलीकडील नळीतील (३) या भागामधील वायूतून पिवळा प्रकाश बाहेर पडतो. असा नायट्रोजन कमी दाबाच्या साध्या नायट्रोजनातून विद्युत् अग्ररहित किंवा प्रज्योत विसर्जन केल्यानेही मिळतो. विद्युत् अग्रे वापरावयाची झाल्यास ती प्लॅटिनमाची न वापरता ॲल्युमिनियमाची किंवा ज्यातून वायू काढून टाकलेला आहे अशा लोखंडाचीच वापरतात.

शुद्ध नायट्रोजनामुळे असा प्रकाश मिळत नाही पण त्यात पाऱ्याची वाफ, ऑक्सिजन (०·००१%) इ. मूलद्रव्ये अत्यल्प प्रमाणात असल्यासच प्रकाश मिळतो. मूलद्रव्यांचे प्रमाण जास्त असल्यास प्रकाश मिळत नाही. मेटाफॉस्फोरिक अम्लाचे पुट दिलेल्या फुग्यातून (बल्बमधून) असा प्रकाश बरेच तास मिळतो. या प्रकाशाचा वर्णपट गुंतागुंतीचा असून वायूतील क्षोभित रेणू व अणू या दोहोंचा मिळून हा वर्णपट असतो. आयनीकृत (विद्युत् रेणूंच्या किंवा अणूंच्या स्वरूपातील) नायट्रोजनामुळे हा वर्णपट मिळू शकत नाही, कारण वायूतून विद्युत् भारित कण काढल्यासच वायूतून प्रकाश मिळतो. क्रियाशील नायट्रोजनाची रेणवीय हायड्रोजन व ऑक्सिजन यांबरोबर विक्रिया होत नाही पण आणवीय हायड्रोजनाबरोबर विक्रिया होऊन अमोनिया तयार होतो. गंधक, फॉस्फरस, सोडियम, कॅल्शियम, ॲल्युमिनियम, पारा आणि इतर काही धांतूबरोबर त्याची विक्रिया होऊन नायट्राइडे तयार होतात. ॲसिटिलिनाबरोबर त्याची विक्रिया होऊन हायड्रोसायनिक अम्ल तयार होते. तसेच बऱ्याच कार्बनी संयुगांबरोबर त्याची विक्रिया होते. नायट्रिक ऑक्साइडाबरोबरच (NO) विक्रिया होऊन नायट्रोजन व ऑक्सिजन तयार होतात. क्रियाशील नायट्रोजनामुळे हायड्रोजन आयोडाइडाचे जलद व हायड्रोजन ब्रोमाइडाचे त्यापेक्षा कमी प्रमाणात अपघटन होऊ शकते, तर हायड्रोजन क्लोराइडाचे मुळीच अपघटन होत नाही. क्रियाशील नायट्रोजनाचे स्वरूप अद्यापि अनिश्चित आहे.

उपयोग : मोठ्या वा स्वस्त किंमतीच्या विद्युत् दिव्यात, त्यातील तारेतून विद्युत् प्रवाह जात असताना तारेच्या वाफेमुळे दिव्याची काच काळी होऊ नये यासाठी व तारेचे तापमान वाढविण्याकरिता नायट्रोजन वायू भरतात. उच्च तापमान मोजण्यासाठी वापरण्यात येणाऱ्या पाऱ्याच्या तापमापकात दाबाखालील नायट्रोजनाचा वापर करण्यात येतो. नायट्रिक अम्ल, अमोनिया इ. संयुगे संश्लेषित करण्यासाठी (घटक द्रव्ये एकत्र आणून संयुगे तयार करण्यासाठी) नायट्रोजनाचा बराच मोठा भाग वापरला जातो. अशा संयुगांचा उपयोग खते, औषधे, रंग, स्फोटक पदार्थ इ. महत्त्वाचे पदार्थ तयार करण्यासाठी करण्यात येतो. कॅल्शियम, मॅग्नेशियम इ. धातूंच्या शुद्धीकरणासाठी तसेच विशिष्ट प्रकारच्या पोलादांचे पृष्ठभाग कठीण करण्यासाठी त्यांचा उपयोग करतात. द्रव नायट्रोजनाचा उपयोग खडक, मऊ जमीन इ. कठीण करण्यासाठी तसेच खाद्यपदार्थांची वाहतूक करणाऱ्या ट्रकच्या विशिष्ट भागाचे शीतन करण्यासाठी, कृत्रिम वीर्य साठविण्यासाठी इत्यादींकरिता करतात. नवसागर आणि फॉस्फरस पेंटाक्लोराइड यांच्यापासून मिळणाऱ्या फॉस्फॅझेने या जटिल संयुगांचा उपयोग खत, कीटकांची प्रजननक्षमता कमी करणारे रसायन, ज्वालाशामक, विशिष्ट प्रकारचे प्लॅस्टिक इत्यादींसाठी करतात.

अभिज्ञान : सर्व साधारण तापमानाला नायट्रोजन अक्रिय असल्याने त्याचे अभिज्ञान (अस्तित्व ओळखणे) अप्रत्यक्षपणे करावे लागते. इतर वायूंकरिता अभिज्ञान परीक्षा घेऊन नकारात्मक निर्णय आल्यास नायट्रोजनाचे अस्तित्व मानावे लागते. खात्री करून घेण्यासाठी वायू तप्त कॅल्शियम वा मॅग्नेशियमावरून जाऊ देऊन तयार होणारे संयुग पाण्यात मिसळल्यास अमोनिया तयार झाला, तर मूळ वायूमध्ये नायट्रोजन आहे हे सिद्ध होते.

वायुमिश्रणातील नायट्रोजनाचे प्रमाण ठरविण्यासाठी प्रथम त्यातील इतर वायू काढून टाकून उरलेल्या वायूचे मापन करून ठरवितात. संयुगातील नायट्रोजनाचे शेकडा प्रमाण ठरविण्यासाठी जे. केल्डाल यांची पद्धत वापरली जाते [⟶ वैश्लेषिक रसायनशास्त्र].

संयुगे : नायट्रोजन व हायड्रोजन यांची संयुगे : नायट्रोजनाची हायड्रोजनाबरोबर विक्रिया होऊन अमोनिया (NH₃), हायड्रॅझीन (N₂H₄) व हायड्रॅझोइक अम्ल वा ॲझोइमाइड (HN₃) ही प्रमुख संयुगे तयार होतात. यांपैकी पहिली दोन संयुगे क्षारकीय व तिसरे अम्लीय असून पहिल्या दोहोंची तिसऱ्याबरोबर विक्रिया होऊन अनुक्रमे N₄H₄ व N₅H₅ ही नायट्रोजन हायड्राइडे तयार होतात. क्षारीय धातूंबरोबर अमोनिया व हायड्रॅझीन यांची विक्रिया होऊन त्यांच्यातील हायड्रोजनाच्या जागी धातूचा अणू असणारी काही संयुगे तयार होतात.

अमोनिया : (NH₃). हे संयुग प्राचीन रसायनशास्त्रज्ञांना माहीत होते. हवेतील हायड्रोजन व नायट्रोजन यांच्यापासून संश्लेषणानेअमोनिया तयार करतात. हे एक महत्त्वाचे संयुग असून त्याचा उपयोग खते, यूरिया, नवसागर इत्यादींच्या निर्मितीत तसेच प्रशीतन, रेयॉननिर्मिती इत्यादींमध्येही करतात [⟶ अमोनिया].

हायड्रॅझीन : (N₂H₄). याला डाय–अमाइड असेही म्हणतात. टी. कॉर्टिस यांनी १८८७ मध्ये दोन नायट्रोजन अणू एकमेकांना जोडलेले आहेत अशा कार्बनी संयुगांपासून हायड्रॅझीन मिळविले. एफ्. राशिख यांनी त्याचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन करण्याची पद्धत १९०७ मध्ये शोधून काढली. सोडियम हायपोक्लोराइटाच्या विद्रावात थोडे सरस मिसळून त्यात संहत (विद्रावातील प्रमाण जास्त असलेला) अमोनिया मिसळून तापवून क्लोरामीन (NH₂·CI) हे मध्यस्थ संयुग तयार होते. जास्त अमोनियाच्या विक्रियेने त्याच्यापासून हायड्रॅझीन मिळते. हायड्रॅझिनाची संरचना H₂N·NH₂ अशी आहे. हायड्रॅझिना पासून हायड्रॅझीन सल्फेट, हायड्रॅझीन हायड्रेट, निर्जल हायड्रॅझीन ही संयुगे तयार करतात. हायड्रॅझीन हे रंगहीन द्रव असून त्याचा उकळबिंदू ११३·५° से. आहे. गोठविल्यास त्याचे शुभ्र स्फटिक होतात व ते २^° से. ला वितळतात. हॅलोजनाबरोबर त्याची जोरदार विक्रिया होऊन नायट्रोजन व हॅलोजन हायड्रॅसीड तयार होते. हायड्रॅझिनाचे उष्णतेने अपघटन होते. हायड्रॅझीन व त्याची संयुगे विषारी असून प्रबल क्षपणकारक [क्षपणाची क्रिया घडविण्यास मदत करणारा पदार्थ ⟶ क्षपण] आहेत. बूच (कॉर्क) व रबर यांवर हायड्रॅझिनाची विक्रिया होऊन रबराचा किंवा बुचाचा नाश होतो. हायड्रॅझीन गरम असताना त्याचा काचेवरही परिणाम होतो. हा अमोनियापेक्षा कमी दुर्बल क्षारक आहे. हायड्रॅझीनामुळे तांबे, चांदी, सोने व प्लॅटिनम हे त्यांच्या संयुगाच्या विद्रावातून धातूरूपात अवक्षेपित होतात (न विरघळणाऱ्या साक्याच्या रूपात तयार होतात.). फेरिक लवणाचे फेरस लवणात व आयोडेटाचे आयोडाइडात रूपांतर होते. ह्या विक्रिया होत असताना हायड्रॅझिनाचे पाणी व नायट्रोजन यांमध्ये अपघटन होते. उडणारे बाँब व उच्च वेगी रॉकेट यांच्या इंधनात हायड्रोजन पेरॉक्साइडाबरोबर हायड्रॅझिनाचा उपयोग करतात. तसेच छायाचित्रणात, कृषि–उपयोगी रसायननिर्मितीत, स्फोटक द्रव्यात त्याचा उपयोग करतात.

हायड्रॅझोइक अम्ल : (HN₃). याही संयुगाचा शोध १८९० मध्ये कॉर्टिस यांनी लावला. नायट्रिक अम्लासारख्या ऑक्सिडीकारकाची [ऑक्सिडीकरण होण्यासाठी मदत करणाऱ्या पदार्थाची ⟶ ऑक्सिडीभवन] हायड्रॅझिनावर विक्रिया करून हे अम्ल मिळते. याशिवाय हे अम्ल इतर बऱ्याच पद्धतींनी तयार करतात. यालाच ॲझोइमाइड असेही म्हणतात. शुद्ध हायड्रॅझोइक अम्ल हे रंगहीन द्रव असून त्याचा उकळबिंदू ३७^° से. व वितळबिंदू –८०^° से. आहे. त्याला असह्य असा वास असून ते स्फोटक व विषारी आहे. तापविल्यास निळसर ज्योत मिळते. याचा जलीय विद्राव अम्लीय असून त्यात अनेक धातू विरघळतात व जी संयुगे तयार होतात त्यांना ॲझाइडे असे म्हणतात. ही ॲझाइडे, विशेषत: जड धातूंची, स्फोटक आहेत. मर्क्युरी फल्मिनेटाऐवजी लेड ॲझाइडाचा उपयोग विस्फोटक म्हणून करतात. धातूवर होणाऱ्या या अम्लाच्या विक्रियेत नायट्रोजन तयार होतो व अम्लाचे काही प्रमाणात अमोनियात रूपांतर होते. अमोनिया व हायड्रॅझीन यांबरोबर त्याची विक्रिया होऊन अनुक्रमे NH_3·HN₃ (N₄H₄) आणि N₂H_4·HN₃ (N₅H₅) ही रंगहीन व स्फटिकीय संयुगे तयार होतात. अम्लातील – N₃ हा भाग हॅलोजनासारखा कार्य करतो. सिल्व्हर नायट्रेटाबरोबर अम्लाची विक्रिया होऊन AgN₃ चा अवक्षेप (साका) मिळतो. क्षारीय धातू व बेरियम ॲझाइड यांचे मिश्रण तापविल्यास अपघटन होऊन शुद्ध नायट्रोजन मिळतो. यातील नायट्रोजन अणू क्ष–किरण वर्णपटानुसार एकाच रेषेत असतात.

ऑक्साइडे : नायट्रोजनाची पुढील ऑक्साइडे माहीत असून ती स्थिर आहेत : (१) नायट्रस ऑक्साइड (N₂O), (२) नायट्रिक ऑक्साइड (NO), (३) डायनायट्रोजन ट्राय–ऑक्साइड (N₂O₃), (४) नायट्रोजन डाय–ऑक्साइड (NO₂), व डायनायट्रोजन टेट्रॉक्साइड (N₂O₄), आणि (५) डायनायट्रोजन पेंटॉक्साइड (N₂O₅).याशिवाय अनिश्चित सूत्राचे अस्थिर असे एक उच्च ऑक्साइड माहीत आहे, त्याचे सूत्र NO₃ असे असावे.

नायट्रस ऑक्साइड : (N₂O). जोसेफ प्रीस्टली यांनी १७७२ मध्ये याचा शोध लावला. आयर्न सल्फाइड वा क्षारीय सल्फाइड नायट्रिक ऑक्साइडामध्ये (‘नायट्रस एअर’ मध्ये) ठेवल्यास वायूचे घनफळ कमी होते व उरलेला वायू ज्वलनास हवेपेक्षा चांगल्या तऱ्हेने मदत करतो. हंफ्री डेव्ही यांनी अमोनियम नायट्रेट तापवून हा वायू तयार केला व त्याचा अभ्यास केला आणि १७९९ मध्ये त्याला नायट्रस ऑक्साइड हे नाव दिले. त्यांनी या वायूला संमोहनाचा गुणधर्म आहे हे सिद्ध केले. काही वेळा या वायूच्या हुंगण्याने मनुष्य बराच वेळ हसत राहतो म्हणून त्यास ‘हर्षवायू’ असेही म्हणतात. जस्त व विरल नायट्रिक अम्ल यांच्या विक्रियेने हा वायू तयार करण्यात येतो. याशिवाय हा वायू इतर बऱ्याच पद्धतींनी तयार करतात. हा वायू रंगहीन असून याला थोडासा वास आहे. त्याच्या सजल विद्रावाला सुसह्य गोड चव आहे. दाबाखाली व ०^° से. ला या वायूचे रंगहीन द्रवात रूपांतर होते. या द्रवाचा उकळबिंदू – ८८·७^° से. आहे. या द्रवाचे जलद ऊर्ध्वपातन केल्यास शुभ्र रंगाचा घन पदार्थ तयार होतो व तो –९०·८^° से.ला वितळतो. ज्वलनाच्या बाबतीत या वायूचे गुणधर्म ऑक्सिजनासारखे आहेत. हा वायू हुंगल्यास बेशुद्धी येते व वेदना जाणवत नाहीत. म्हणून त्याचा उपयोग लहान स्वरूपाच्या शस्त्रक्रियांमध्ये संमोहक म्हणून बराच काळ करीत होते. जास्त काळ हुंगल्यास मृत्यू ओढवतो. अल्प प्रमाणात हुंगल्यास उन्मादासारखी अवस्था येते. संमोहनासाठी वापरण्यात येणारा वायू शुद्ध आणि ऑक्सिजनाबरोबर वापरतात. याशिवाय हा वायू खाद्यपदार्थांच्या परिरक्षणातही वापरतात.

नायट्रिक ऑक्साइड : (NO). १६२० च्या सुमारास जे. बी. व्हॅन हेल्माँट यांनी व १६६० च्या सुमारास रॉबर्ट बॉइल यांनी नायट्रिक ऑक्साइड वायू तयार केला पण १७७२ च्या सुमारास प्रीस्टली यांनी तांबे व पारा यावर विरल नायट्रिक अम्लाची विक्रिया करून हा वायू तयार केला व त्याला ‘नायट्रस एअर‘ असे नाव दिले व त्याच्या गुणधर्मांचा अभ्यास केला. हा वायू उच्च तापमानाला नायट्रोजन व ऑक्सिजन यांची विक्रिया करून वा त्यांतून विद्युत् प्रवाह पाठवून तयार करतात. हा वायू रंगहीन असून हवेपेक्षा त्याची घनता थोडी जास्त (१·३४०२) असते. या वायूचा हवेशी संपर्क येताच करडसर तांबड्या वाफा निघतात त्यामुळे त्याचा वास घेता येत नाही. या वायूचे द्रवीभवन सहजपणे होत नाही. – ९३·५^° से. तापमान व ७१·२ वा. दा. असल्यास त्याचे द्रवीभवन होते. द्रवाचा उकळबिंदू –१५१·८^° से. व वितळबिंदू – १६३·६^° से. आहे. द्रव व घन वायूचा रंग निळा असतो. सर्वसाधारण तापमानाला पाण्यात तो सहजपणे विरघळत नाही. हा वायू अतिशय स्थिर असून सु. १,०००^° से. तापमानाला त्याचे ३·५% च अपघटन होते. हा वायू ज्वलनशील नाही, पण विशिष्ट परिस्थितीत ज्वलनास मदत करतो. हा वायू विषारी आहे.

डायनायट्रोजन ट्राय– ऑक्साइड : (N₂O₃). याला नायट्रोजन ट्राय-ऑक्साइड व नायट्रस ॲनहायड्राइड असेही म्हणतात. जे. आर्. ग्लाउबर यांनी १६४८ मध्ये त्याचा शोध लावला. आर्सेनियस ऑक्साइड व स्टार्च आणि ५६% नायट्रिक अम्ल एकत्र उकळून मिळणाऱ्या लाल वाफा थंड केल्यास गडद निळ्या रंगाचा द्रव मिळतो. हा द्रव डायनायट्रोजन ट्राय–ऑक्साइडाचा असून तापमान वाढल्यास त्याचे नायट्रोजन डाय-ऑक्साइड व नायट्रिक ऑक्साइड यांत अपघटन होते व परत थंड केल्यास N₂O₃ मिळते. गोठणबिंदू – १०३^° से. उकळबिंदू ३·५° से. सामान्य तापमानास त्यास स्वतंत्र अस्तित्व असत नाही. हे पाण्यात विरघळते. सल्फ्यूरिक अम्लनिर्मितीच्या शिशाच्या कोठीच्या प्रक्रियेत त्याच्यामुळे आवश्यक ऑक्सिजनाचा पुरवठा होतो. म्हणून तेथे नायट्रोजन ट्राय-ऑक्साइडाचा उपयोग करतात [→ सल्फ्यूरिक अम्ल].

नायट्रोजन डाय-ऑक्साइड (NO₂) व डायनाट्रोजन टेट्रॉक्साइड (N₂O₄) : हे दोन वायू विविध प्रमाणांत एकत्र सापडतात व त्या प्रमाणांत ते समतोलावस्थेत असतात. ह्या मिश्रणाचा रंग लाल असून क्वचित त्यास नायट्रोजन पेरॉक्साइड असे म्हणतात. नायट्रिक ऑक्साइड व ऑक्सिजन यांच्या सरळ संयोगाने नायट्रोजन डायऑक्साइड वायू तयार होतो. तसेच शुष्क लेड नायट्रेट [Pb (NO₃)₂] तापवूनही तयार करतात. अतिशुद्ध वायू नायट्रोसोसल्फ्यूरिक अम्ल व पोटॅशियम नायट्रेट तापवून तयार करतात. डायनायट्रोजन टेट्रॉक्साइड थंड केल्यास त्याचे रंगहीन स्फटिक बनतात. याचा वितळबिंदू – ९·०४° से. असून तयार होणारा द्रव मधासारख्या रंगाचा असतो. हा द्रव तापविल्यास लाल होतो. द्रव व घन या दोन्हीमध्ये प्रामुख्याने N₂O₄ असते. ते २१·९^° से. ला उकळते आणि लाल वाफा मिळतात. वायू तापविल्यास अपघटन होऊन रंग गडद होतो. १४०^_° से. ला अपघटन पूर्ण होऊन रंग काळा होतो. ६२०^_° से.ला त्याचे नायट्रिक ऑक्साइड व ऑक्सिजन यांमध्ये अपघटन होते. थंड केल्यास या सर्व क्रिया उलट तऱ्हेने घडतात. हा वायू विषारी असून त्याला तिखट वास असतो. जळता फॉस्फरस या वायूमुळे जोरात जळतो. हा वायू हायड्रोजनाबरोबर तप्त लाल प्लॅटिनमावरून पाठविल्यास अमोनिया तयार होतो. या वायूची पाण्याबरोबर विक्रिया होऊन नायट्रिक व नायट्रस अम्ले तयार होतात. बर्फमिश्रित थंड पाण्याने डायनायट्रोजन ट्रायऑक्साइडाचा निळा द्रव तयार होतो. कार्बनी रसायनशास्त्रातील काही विक्रियांत (ऑक्सिडीकरण व नायट्रीकरण) त्याचा उपयोग करतात. तसेच हवा मिसळून या वायूचा उपयोग पिठाच्या विरंजनासाठी (रंगहीन करण्यासाठी) करतात.

डायनायट्रोजन पेंटॉक्साइड : (N₂O₅, नायट्रिक ॲनहायड्राइड). गरम सिल्व्हर नायट्रेटावर कोरड्या क्लोरिनाची विक्रिया करून एच्. ई. सिंक्लेअर डेव्हिल यांनी १८४९ मध्ये N₂O₅ चा शोध लावला. हे संयुग आणखीही काही पद्धतींनी तयार केले जाते. हे संयुग पांढऱ्या रंगाचे स्फटिकरूप आहे. ०_^° से.च्या खाली ते स्थिर असून जलशोषक आहे. वितळबिंदू ३०° से. गरम केल्यास संप्लवन (घन स्थितीतून एकदम वायू स्थितीत जाणे) होते पण अशुद्धता असल्यास ते वितळते व काही भागाचे नायट्रोजन डाय–ऑक्साइड व ऑक्सिजन यांमध्ये अपघटन होते. प्रकाशामुळेही त्याचे अपघटन होते. जलद तापविल्यास स्फोट होतो. पाण्यामुळे नायट्रिक अम्ल तयार होते.

नायट्रोजन हॅलाइडे : नायट्रोजन व हॅलोजन यांच्यापासून NX₃ सारखी (X = क्लोरीन, ब्रोमीन, फ्ल्युओरीन व आयोडीन) संयुगे तयार होतात. नायट्रोजन ट्रायफ्ल्युओराइड (NF₃), डायनायट्रोजन डायफ्ल्युओराइड (N₂F₂) व डायनायट्रोजन टेट्राफ्ल्युओराइड (N₂F₄) ही फ्ल्युओरिनाबरोबरची संयुगे होत. क्लोरिनाबरोबर नायट्रोजन ट्रायक्लोराइड (NCl₃), मोनोक्लोरामीन (NH₂Cl) व डायक्लोरामीन (NHCl₂) ही संयुगे तयार होतात. नायट्रोजन ट्रायब्रोमाइड (NBr₃), NH₂Br व NHBr₂ ही ब्रोमिनाची संयुगे तयार होतात. आयोडिनाबरोबर नायट्रोजन आयोडाइड (NI₂·NH₃) व नायट्रोजन ट्रायआयोडाइड (NI3) ही संयुगे तयार होतात.

नायट्रोजनाची ऑक्सि अम्ले : (ज्यात ऑक्सिजन आहे अशी अम्ले). नायट्रोजन, ऑक्सिजन व हायड्रोजन यांच्यापासून मिळणाऱ्या ऑक्सि-अम्लांत नायट्रिक अम्ल (HNO₃), नायट्रस अम्ल (HNO₂) व हायपोनायट्रस अम्ल (H₂N₂O₂) ही अम्ले महत्त्वाची आहेत.

नायट्रिक अम्ल : (HNO₃). हे एक औद्योगिक दृष्ट्या महत्त्वाचे अम्ल आहे. याचा उपयोग खते, रंजके, स्फोटक पदार्थ इत्यादींच्या निर्मितीत करतात [→ नायट्रिक अम्ल].

नायट्रस अम्ल : (HNO₂) हे अम्ल अद्यापि स्वतंत्र रीत्या मिळवता आलेले नाही, पण ते विरल विद्रावाच्या व त्याच्या संयुगांच्या स्वरूपात आढळते. हे अम्ल नायट्रोजन ट्राय-ऑक्साइड, बेरियम नायट्राइट, पाणी व सल्फ्यूरिक अम्ल यांच्यापासून ०^° से. ला तयार करतात. हे अम्ल गडद निळसर रंगाचे असून ते अस्थिर आहे. ते तयार होताच त्यापासून सामान्य तापमानाला नायट्रिक ऑक्साइड व नायट्रिक अम्ल तयार होते. विद्राव संहत असल्यास वा तापमान उच्च असल्यास त्याचे नायट्रिक ऑक्साइड व नायट्रोजन पेरॉक्साइड यांमध्ये अपघटन होते. हे अम्ल फार क्रियाशील असून ते परिस्थितीनुसार ऑक्सिडीकारक व क्षपणकारक म्हणून कार्य करते. संश्लेषित कार्बनी रसायन उद्योगात विशेषतः रंग उद्योगात या अम्लाचा मोठ्या प्रमाणावर उपयोग करतात. या अम्लाच्या क्लोराइडाचा (नायट्रोसिल क्लोराइड, NOCl) उपयोग पिठाच्या विरंजनासाठी करतात.

हायपोनायट्रस अम्ल : (H₂N₂O₂). सोडियम वा पोटॅशियम नायट्रेट वा नायट्राइट यांची सोडियम पारदमेलाबरोबर (सोडियमाच्या पाऱ्यातील विद्रावाबरोबर) विक्रिया होऊन सोडियम हायपोनायट्राइट तयार होते. त्यात ॲसिटिक अम्ल घालून मग सिल्व्हर नायट्रेट विद्राव मिसळल्यास सिल्व्हर हायपोनायट्राइट मिळते. कोरड्या ईथरामध्ये सिल्व्हर हायपोनायट्राइट व हायड्रोक्लोरिक अम्ल यांची विक्रिया करून हायपोनायट्रस अम्लाचे पांढरे स्फटिक मिळतात. हे अम्ल चिघळणारे व अस्थिर असून ०^° से. खालील तापमानातही त्याचा स्फोट होऊ शकतो. हवेत उघडे राहिल्यास त्याचे नायट्रस आणि नायट्रिक अम्लांत अपघटन होते पण त्याचा सजल विद्राव उकळल्यास नायट्रस ऑक्साइड तयार होते.

नायट्रेटे : नायट्रिक अम्ल व धातू यांच्यापासून बनणाऱ्या M[NO₃]_n (M = धातू व n = धातूच्या संयुजेवर अवलंबून असलेला अंक १, २, ३ …..) या सूत्राची संयुगे. ही संयुगे सर्वसाधारण तापमानाला घन आणि स्फटिकीय असतात. धातूनुसार ती रंगीत वा पांढरी असतात. ही जलविद्राव्य (पाण्यात विरघळणारी) असतात. नायट्रेटे तापविल्यास धातुनुरूप विक्रिया घडते. उच्च तापमानाला ती प्रबल ऑक्सिडीकारक असतात. बहुतेक सर्व नायट्रेटे हवेतील आर्द्रता शोषून घेतात. नायट्रिक अम्ल आणि धातूंचे ऑक्साइड वा कार्बोनेट यांपासून नायट्रेटे तयार करतात. सोडियम, पोटॅशियम, अमोनिया, चांदी इत्यादींची नायट्रेटे महत्त्वाची आहेत. नायट्रेटांचा उपयोग नायट्रिक अम्ल, खते, स्फोटक पदार्थ इत्यादींच्या निर्मितीत, तसेच औषधे, खाद्यपदार्थ (परिरक्षक म्हणून) इत्यादींत केला जातो. सोडियम नायट्रेट हे चिली सॉल्टपीटर या नावाने चिली देशात मोठ्या प्रमाणावर सापडते.

नायट्राइटे : ही नायट्रस अम्लाची लवणे आहेत. ती जलविद्राव्य आहेत. फक्त सिल्व्हर नायट्राइट अल्प प्रमाणात विरघळते. ही संयुगे ऑक्सिडीकारक व क्षपणकारकही आहेत. जटिल नायट्राइटेही तयार होतात व त्यांचा उपयोग विश्लेषणात करतात. क्षारधर्मी धातूंची नायट्राइटे स्थिर आहेत. सर्व नायट्राइटे स्फोटक स्वरूपाची आहेत. सोडियम व पोटॅशियम नायट्राइटांचा उपयोग रंग उद्योगात व कार्बनी विश्लेषणात मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

नायट्राइडे : ही नायट्रोजनाची द्वैती संयुगे (एका ठराविक रेणवीय गुणोत्तरात तयार होणारी व फक्त दोनच मूलद्रव्यांपासून बनलेली संयुगे) आहेत. टिटॅनियम नायट्राइड वगळता ती नैसर्गिक रीत्या आढळत नाहीत. ही संयुगे नायट्रोजन व मूलद्रव्य यांची सरळ वा अप्रत्यक्ष विक्रिया करून तयार करतात. बऱ्याच मूलद्रव्यांबरोबर नायट्रोजनाची विक्रिया होऊन नायट्राइडे तयार होतात. ऑक्साइडांप्रमाणेच नायट्राइडांमध्ये स्थिरता व क्रियाशीलता या बाबतींत विविधता आढळून येते. काही नायट्राइडे तापविल्यास त्यांचा स्फोट होऊन अपघटन होते, तर काही उच्च तापमानाला स्थिर राहतात. बहुतेक नायट्राइडांची पाण्याबरोबर विक्रिया होऊन अमोनिया मिळतो. रासायनिक अक्रियता व उच्च तापसह्यता यांमुळे काही नायट्राइडे मुशी इ. साधने तयार करण्यासाठी वापरतात. या गुणधर्मांबरोबरच कठीण असणाऱ्या नायट्राइडांचा उपयोग मिश्रधातू व अपघर्षक (खरवडून व घासून पृष्ठभाग गुळगुळीत करणारे पदार्थ) तयार करण्यासाठी करतात. तसेच धातूंचा पृष्ठभाग कठीण करण्याच्या ‘नायट्राइडिंग’ या प्रक्रियेतही त्यांचा उपयोग करतात.

कार्बनी संयुगे : कार्बनी संयुगे व अकार्बनी अम्ले यांच्या विक्रियेतून मिळणाऱ्या संयुगांना अकार्बनी अम्ल– एस्टरे म्हणतात. नायट्रिक अम्ल व ग्लिसरीन यांपासून ⇨ नायट्रोग्लिसरीन हे महत्त्वाचे संयुग मिळते. तसेच नायट्रिक अम्ल आणि सेल्युलोज यांच्यात विक्रिया होऊन नायट्रोसेल्युलोज हा संयुगांचा गट मिळतो. नायट्रिक अम्लाच्या प्रमाणानुसार सेल्युलोजाबरोबर त्याची विविध संयुगे तयार होतात [→ सेल्युलोज].

कार्बनी संयुगातील हायड्रोजन अणूऐवजी नायट्रो (– NO₂) गट प्रतिष्ठापित करून (संयुगातील एक अणू वा रेणू काढून त्या जागी दुसरा अणू वा रेणू घालण्याची क्रिया करून) मिळणाऱ्या संयुगांना नायट्रो संयुगे असे म्हणतात. या संयुगांचे सर्वसाधारण सूत्र R – NO₂ [R = ॲलिफॅटिक वा ॲरोमॅटिक गट →ॲलिफॅटिक संयुगे ॲरोमॅटिक संयुगे] असे असते. दुसऱ्या महायुद्धापर्यंत फक्त ॲरोमॅटिक नायट्रो संयुगे तयार करीत असत. यानंतर (सु. १९४० नंतर) ॲलिफॅटिक संयुगांपासून नायट्रो संयुगे बनविता येऊ लागली, यांना नायट्रोपॅराफिने असे म्हणतात. नायट्रोमिथेन (CH₃NO₂) व नायट्रोप्रोपेन (C₃H₇NO₂) ही नायट्रोपॅराफिने व्यापारी पद्धतीने तयार करतात, तर ⇨ नायट्रोबेंझीन व ⇨ ट्रायनायट्रोटोल्यूइन (टीएनटी) ही ॲरोमॅटिक नायट्रो संयुगे मोठ्या प्रमाणावर बनवितात. बहुतेक नायट्रोसंयुगे लष्करी व औद्योगिक महत्त्वाची आहेत.

कार्बन व नायट्रोजन यांच्यापासून बनलेला CN हा गट ज्या कार्बनी संयुगात आहे, त्यांना सायनोजेन संयुगे म्हणतात [→ सायनोजेन संयुगे]. सायनोजेन वायू (C₂N₂), सायनामाइड (NH₂CN), हायड्रोसायनिक अम्ल (HCN), सायनिक अम्ल (HOCN), सायनुरिक अम्ल (C₃H₃O₃N₃) इ. औद्योगिक व लष्करी दृष्ट्या उपयुक्त संयुगांचा यात समावेश होतो.

अमोनिया व कार्बनी संयुगे यांपासून नायट्रोजनाची बरीच कार्बनी संयुगे मिळतात. यांपैकी अमोनियातील हायड्रोजनाचे प्रतिष्ठापन करून मिळणाऱ्या संयुगांना ⇨ अमाइने म्हणतात. ॲलिफॅटिक व ॲरोमॅटिक अमाइने औद्योगिक दृष्ट्या महत्त्वाची आहेत. एथॅनॉल अमाइन हे ॲलिफॅटिक अमाइन महत्त्वाचे असून ॲरोमॅटिक अमाइनांपैकी ॲनिलीन, डायफिनिल अमाइन इ. रंजक म्हणून वापरतात. ॲलिफॅटिक अम्लात ॲमिनो गट जर प्रतिष्ठापित केला, तर ⇨ ॲमिनो अम्ले मिळतात. ही अम्ले ⇨ प्रथिनांचे घटक आहेत. तसेच ॲमिनो गट असणाऱ्या कार्बनी अम्लांच्या अनुजातींच्या (एका संयुगापासून तयार केलेल्या दुसऱ्या संयुगांच्या) आणखी एका गटास अम्ल अमाइडे असे म्हणतात. डाय अमाइने व द्विक्षारकीय अम्ले [→ अम्ले व क्षारक] यांच्यापासून कृत्रिम तंतू वा घन प्लॅस्टिक तयार करतात. ॲरोमॅटिक अमाइने व नायट्रस अम्ल यांपासून डायाझोनियम लवणे मिळतात. या लवणांपासून ⇨ डायाझो संयुगे मिळतात. ⇨ यूरिया हे कार्बोनिक अम्लाचे अम्ल अमाइड आहे. ते अमोनिया व कार्बन डाय ऑक्साइड यांच्यापासून व्यापारी प्रमाणावर तयार करतात. यूरियापासून बार्बिच्युरेटासारखी औषधे व प्लॅस्टिके तयार करता येतात. यूरियाचा खत म्हणून व रवंथ करणाऱ्या प्राण्यांच्या खाद्यात उपयोग करतात.

वलयात एक वा अनेक नायट्रोजन अणू असणाऱ्या संयुगांना ⇨ विषमवलयी संयुगे असे म्हणतात. यांपैकी प्यूरिन हा पदार्थ मूलपदार्थ असून त्यापासून यूरिक अम्ल व झँथीन (हायड्रॉक्सि-प्यूरिने), कॅफिन व थिओब्रोमीन (ऑक्सि-प्यूरिने) इ. अनुजात तयार करतात. बरीच विषमवलयी संयुगे अतृप्त (काही संयुजा मुक्त असलेली) असून ती ॲरोमॅटिक संयुगांसारखी क्रिया करतात. उदा., पायरॉल, इंडॉल, पिरिडीन, पिरिमिडीन इत्यादी.

नायट्रोजनयुक्त कार्बनी संयुगांचा आणखी एक मोठा गट असून त्यांना ⇨ अल्कालॉइडे म्हणतात. यांतील काही औषधी आहेत, काहींचा अत्यल्पच वाईट परिणाम होतो, तर काही विषारी आहेत. उदा., एफेड्रीन, ॲड्रेनॅलिन, निकोटीन, ॲट्रोपीन, क्विनीन, मॉर्फीन, स्ट्रिक्नीन इ. यांशिवाय थायामीन, रिबोफ्लाविन इ. जीवनसत्त्वे, नीळ, हीमीन, क्लोरोफिल (हरितद्रव्य) इ. नैसर्गिक रीत्या आढळणारे रंजक ⇨ एंझाइमे, न्यूक्लिओप्रथिने, काही ⇨ हॉर्मोने (उत्तेजक स्त्राव) ही नायट्रोजनयुक्त संयुगे होते.

सल्फा औषधे, पेनिसिलिनासारखी प्रतिजैव (अँटिबायॉटिक) औषधे, मलेरियाविरोधी औषधी, धूम्रकारी पदार्थ, नायलॉन, ॲक्रिलोनायट्राइल इ. नायट्रोजनयुक्त पदार्थ कृत्रिम रीत्या तयार करतात.

नायट्रोजन चक्र : सूक्ष्मजंतू, तडित् इ. मार्गांनी हवेतील नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण होऊन त्याचे प्रमाण कमी होते, तर कार्बनी पदार्थांचे ज्वलन व सूक्ष्मजीवांकडून कार्बनी पदार्थांचे अपघटन होते. यांमुळे हवेतील नायट्रोजनाचे प्रमाण कायम राखले जाते. यालाच नायट्रोजन चक्र असे म्हणतात.

प्राण्याला लागणारा नायट्रोजन तो इतर प्राणी व वनस्पती यांपासून मिळणाऱ्या प्रथिनांतून घेतो. वनस्पतींना लागणारा नायट्रोजन जमिनीत असणाऱ्या नायट्रोजनयुक्त अकार्बनी संयुगांपासून व काही प्रमाणात हवेतून त्या मिळवितात. पी. ई. एम्. बर्थेलॉट यांना असे आढळून आले होते की, निर्जंतुक केलेली माती हवेतील नायट्रोजन घेऊ शकत नाही आणि नायट्रोजन घेण्यासाठी मातीत सूक्ष्मजीव असणे आवश्यक आहे.

वाटाणा, घेवडा, लसूणघास (क्लोव्हर मेडिकॅगो), रानमेथी, सफेद सेंजी (क्लोव्हर मेलिलोटस) इ. शिंबी (शेंगा येणाऱ्या द्विदल) वनस्पती वातावरणातील नायट्रोजन ऱ्हायझोबियम ह्या वंशातील अनेक जातींच्या सूक्ष्मजंतूंच्या साहाय्याने उपयोगात आणतात. ही प्रक्रिया या वनस्पतींच्या मुळांवरील केसांद्वारे घडवून आणली जाते व हीमध्ये मुळांवर गाठी निर्माण होऊन त्यांत बॅक्टिरिऑइड नावाचे Y अशा आकाराच्या सूक्ष्मजंतूंचे समूह असतात. तसेच जमिनीतील स्वोपजीवी (अन्न तयार करण्याकरिता कार्बन डाय-ऑक्साइडाचा उपयोग करू शकणारे) व अवायुजीवी (हवेशिवाय जगणारे) सूक्ष्मजंतू (ॲझोटोबॅक्टर, क्रोकॉकम, क्लॉस्ट्रिडियम पॅस्टोरिआनम) हवेतील नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करू शकतात. तसेच शैवलेही नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करू शकतात. यामुळे उष्ण कटिबंधातील जमिनीच्या दृष्टीने सूक्ष्मजंतू महत्त्वाचे आहेत. जर जमिनीत काही आदिजीव (प्रोटोझोआ) असले, तर (आदिजीव हे सामान्यतः सूक्ष्मजंतूंवर उपजीविका करणारे असले तरीही) नायट्रोजनाच्या स्थिरीकरणाचे प्रमाण ३०% नी वाढते. सूक्ष्मजंतूंमुळे जमिनीतील अमोनियम लवणांचे ऑक्सिडीकरण होऊन नायट्रेटे बनतात. या प्रक्रियेला नायट्रीकरण म्हणतात. या प्रक्रियेत जमीन क्षारधर्मी वा उदासीन असल्यास व हवेचा पुरवठा भरपूर असल्यास नायट्रोसोमोनॅस या सूक्ष्मजंतूंमुळे अमोनियम लवणांचे नायट्राइटांत रूपांतर होते व नायट्रोबॅक्टर या सूक्ष्मजंतूंमुळे नायट्रेटांत रूपांतर होते. वनस्पतींमध्ये नायट्रेटे प्रविष्ट झाल्यावर त्यांचे अमोनियात रूपांतर होते. तसेच काही सूक्ष्मजंतू जमिनीतील नायट्रोजन संयुगांचे अपघटन करतात. परिणामी जमिनीतील नायट्रेटे कमी होऊन नायट्रोजन हवेत निघून जातो. म्हणून लागवडीखालील जमिनीतील संचित नायट्रोजनाचे प्रमाण वाढविणे वा पुन्हा स्थापित करणे यासाठी नायट्रोजनयुक्त खत घातले जाते.

तसेच हवेतून विद्युत् प्रवाह गेल्यास काही नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण होऊन नायट्रस व नायट्रिक अम्लांत रूपांतर होते. पावसामुळे ही अम्ले जमिनीकडे येतात व जमिनीत त्यांचे नायट्राइटे व नायट्रेटे यांमध्ये रूपांतर होते. ह्या स्वरूपात २४ तासांत सु. २,५०,००० टन नायट्रिक अम्ल तयार होते, असे मानले जाते. वादळी हवेमुळे पावसातील संयुक्त नायट्रोजनाचे प्रमाण वाढत नाही, असेही काही प्रयोगान्ती आढळून आले आहे.

नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण : रासायनिक दृष्ट्या नायट्रोजन अक्रिय असतो. सर्वसामान्य परिस्थितीत तो इतर मूलद्रव्यांशी विक्रिया करीत नाही. तसेच त्याच्या वाढत्या उपयोगांमुळे चिली सॉल्टपीटरचा साठा संपल्यावर नायट्रोजनावर अवलंबून असणारे उद्योगधंदे बंद पडू नयेत म्हणून तसेच सजीवांचा तो एक महत्त्वाचा घटक असल्याने हवेत असणाऱ्या सु. ७५% नायट्रोजनाचा उपयोग करून घेण्याकडे शास्त्रज्ञांचा कल झाला. हवेतील नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करण्याच्या अनेक पद्धती शोधून काढण्यात आल्या आहेत. त्यांपैकी काही महत्त्वाच्या पद्धती पुढीलप्रमाणे आहेत : (१) सूक्ष्मजंतूंच्या साहाय्याने, (२) ऑक्साइडाच्या स्वरूपात, (३) सायनाइडाच्या स्वरूपात, (४) नायट्राइडाच्या स्वरूपात, (५) सायनामाइडाच्या स्वरूपात व (६) अमोनियाच्या स्वरूपात.

सूक्ष्मजंतूंच्या साहाय्याने : एकोणिसाव्या शतकाच्या सुरुवातीला एन्. टी. द सास्युरे, जे. बी. बौसिंगाल्ट, जे. फोन लीबिक इ. शास्त्रज्ञांनी असे दाखवून दिले की, वनस्पती त्यांना लागणारा नायट्रोजन मातीतून घेतात, तर प्राणी वनस्पतींपासून किंवा इतर प्राण्यांपासून घेतात. १८८६ मध्ये काही सूक्ष्मजंतू हवेतील नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करतात, असे सिद्ध करण्यात आले. यांमध्ये ऱ्हायझोबियम व ॲझोटोबॅक्टर या वंशांतील सूक्ष्मजंतू महत्त्वाचे आहेत. यांपैकी ऱ्हायझोबियम हे द्विदल वनस्पतींच्या मुळांत तर ॲझोटोबॅक्टर जमिनीत राहतात. सामान्यतः क्लॉस्ट्रिडियम, स्यूडोमोनस, ॲझोटोबॅक्टर, बॅसिलस, एंटरोबॅक्टर, डर्क्सिया, मायक्रोबॅक्टेरियम, क्लेबसिएल्ला इ. वंशांतील सूक्ष्मजीव नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करतात, असे आढळून आले आहे.

सूक्ष्मजंतू त्यांच्यात असलेल्या नायट्रोजिनेज या एंझाइमाच्या साहाय्याने स्थिरीकरण करतात, असे आढळून आले आहे. आतापर्यंत तीन प्रकारच्या सूक्ष्मजंतूंपासून हे एंझाइम वेगळे करण्यात आले आहे. हे एंझाइम दोन प्रकारच्या प्रथिनांपासून बनलेले असून त्यांपैकी एका प्रथिनाचा ऑक्सिजनामुळे जलद व कायमचा नाश होतो आणि स्थिरीकरण होण्यास अडथळा येतो. म्हणून काही सूक्ष्मजंतू ऑक्सिजनरहित अवस्थेत, तर काही ऑक्सिजनाचे प्रमाण वाढल्यास स्थिरीकरण बंद ठेवतात, तर काही सूक्ष्मजंतू ऑक्सिजनापासून हे एंझाइम अलग ठेवून नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करतात. स्थिरीकृत नायट्रोजनाचे सूक्ष्मजंतूंभोवतीचे प्रमाण योग्य असल्यास सूक्ष्मजंतू नायट्रोजिनेज हे एंझाइम तयार करू शकतात, असे आढळून आले आहे.

सूक्ष्मजंतूंमधील जीन (आनुवंशिक लक्षणे एका पिढीतून पुढच्या पिढीत नेणाऱ्या सुतासारख्या सूक्ष्म घटकांतील म्हणजे गुणसूत्रांतील आनुवंशिक लक्षणांचे एकक) नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करण्यास मदत करतात, असेही आढळून आले आहे. त्यांना ‘नीफ जीन’ असे म्हणतात. असा जीन सूक्ष्मजंतूंतून काढून तो वनस्पतीमध्ये घातल्यास ती वनस्पती नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करू शकते, तसे स्थिरीकरण करू न शकणाऱ्या सूक्ष्मजंतूंत असा जीन घातल्यास ते सूक्ष्मजंतूंही नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करू शकतात, असे आढळून आले आहे.

सूक्ष्मजंतूंशिवाय निळी-हिरवी शैवलेही [→ शैवले] नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करतात, असे दिसून आले आहे. टॉलीपोथ्रिक्स टेन्यूइ, ऑलोसिरा फर्टिलिसिमा तसेच कॅलोथ्रिक्स, ॲनाबीना या वंशांतील शैवले नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करतात, असे आढळून आले आहे. भाभा अणुशक्ती संशोधन केंद्राने मुंबईजवळील भात शेतीमधून ॲनाबीना एल–३१ हे शैवल शोधून काढले. हे शैवल नायट्रोजिनेज या एंझाइमाचे ऑक्सिजनापासून संरक्षण करते, असे आढळले आहे.

ऑक्साइडाच्या स्वरूपात : जलपृष्ठावरील हवेतून विद्युत् प्रवाह पाठविला, तर हवेचे घनफळ कमी होते आणि पाणी अम्लीय होते, असे १७७२ मध्ये जोसेफ प्रीस्टली यांना आढळून आले पण त्यांना या आविष्काराचे वर्णन व्यवस्थित करता आले नाही. दोन वर्षांनंतर हेन्री कॅव्हेंडिश यांनी हे कार्य केले व नायट्रिक ऑक्साइडाच्या स्वरूपात नायट्रोजन स्थिरीकरणाची ‘प्रज्योत’ वा ‘ठिणगी’ पद्धत उदयास आली पण सुरुवातीला विद्युत् ऊर्जा महाग होती. एकोणिसाव्या शतकाच्या अखेरीस स्वस्त विद्युत् पुरवठा होऊ लागल्याने ठिणगी पद्धतीने स्थिरीकरणाचे बरेच प्रयोग झाले. १९०२ मध्ये चार्ल्स ब्रॅड्ली व डी. आर्. लव्हजॉय यांनी केलेला प्रयोग व्यापारी दृष्ट्या अयशस्वी ठरला. १९०४ मध्ये सी. बर्कलँड व एस्. ऑइड यांनी व्यापारी दृष्ट्या ठिणगी पद्धतीचा वापर केला. १९२० पर्यंत या पद्धतीत बऱ्याच सुधारणा होऊन तीपासून नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करण्यात येऊ लागले. जास्त सुलभ अशा नवीन पद्धती त्यानंतर शोधून काढण्यात आल्याने ही पद्धत मागे पडली. १९४०–५० या काळात उच्च तापमानावर नायट्रोजनाचे नायट्रिक ऑक्साइडामध्ये स्थिरीकरण करण्याची पद्धत शोधून काढण्यात आली.

सायनाइडाच्या स्वरूपात : लोखंडी नळीतील पोटॅश व कार्बन यांच्या लालभडक मिश्रणावरून नायट्रोजनाचा प्रवाह पाठविल्यास नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण होऊन पोटॅशियम सायनाइड तयार होते, असे १८२८ च्या सुमारास डेसफोसेस यांना आढळून आले. १८४२ साली फ्रान्समध्ये एक छोटा कारखाना या पद्धतीवर सुरू झाला व तो काही वर्षेच चालू होता. विसाव्या शतकाच्या मध्यापर्यंत या पद्धतीचा व्यापारी दृष्ट्या उपयोग करण्याचे प्रयत्न अयशस्वी झाले.

नायट्राइडाच्यास्वरूपात: उच्च तापमानाला काही धातूंबरोबर नायट्रोजन सरळ संयोग पावून नायट्राइडे बनतात आणि ती पाण्यात विरघळून धातु–हायड्रॉक्साइड व अमोनिया तयार होतो या गुणधर्माचा उपयोग करून ओ. सर्पेक यांनी एक पद्धत शोधून काढली, पण तिचा व्यापारी दृष्ट्या उपयोग करण्याचे सर्व प्रयत्न अयशस्वी झाले.

सायनामाइडाच्या स्वरूपात : सायनाइड पद्धतीत १९९५–९८ या काळात सुधारणा करीत असताना, कॅल्शियम कार्बाइड व नायट्रोजन यांची १,०००^० से. ला विक्रिया होऊन सायनामाइड तयार होते, असे ए. फ्रांक व एन्. कारो यांना आढळून आले. या सायनामाइडाचा सरळ खत म्हणून उपयोग करता येतो. १९०७ मध्ये या पद्धतीवरील पहिला कारखाना इटलीमध्ये सुरू झाला. नंतरच्या १०–१५ वर्षांत बऱ्याच देशांत असे कारखाने सुरू झाले. या पद्धतीला लागणारा विद्युत् पुरवठा ठिणगी पद्धतीपेक्षा कमी लागतो. पहिल्या महायुद्धानंतर या पद्धतीचा उपयोग करणारा नवीन कारखाना निघाला नाही.

अमोनियाच्या स्वरूपात : मूलद्रव्य स्वरूपातील नायट्रोजन व हायड्रोजन यांच्यापासून अमोनिया संश्लेषित करण्याच्या पद्धतीचा व्यापारी दृष्ट्या नायट्रोजनाचे स्थिरीकरण करण्यासाठी उपयोग करण्यात आला. ही पद्धत स्वस्त असल्याने तिचा उपयोग बऱ्याच देशांत करण्यात येऊ लागला. एकोणिसाव्या शतकाच्या शेवटी आणि विसाव्या शतकाच्या सुरुवातीस फ्रिट्स हाबर, –जी. व्हॅन ऊर्ट, आर्. ल रॉसीन्याल, डब्ल्यू. नेर्न्स्ट, एफ्. जोस्ट, के. योल्यिनेक इ. शास्त्रज्ञांनी नायट्रोजन व हायड्रोजन यांपासून अमोनिया तयार करण्याच्या पद्धतीवर संशोधन केले. हाबर व त्यांच्या सहकाऱ्यांनी शोधलेल्या पद्धतीचा उपयोग करणारा एक कारखाना १९१० मध्ये जर्मनीत सुरू करण्यात आला आणि १९१३ मध्ये त्यातून व्यापारी दृष्ट्या उत्पादन करण्यात येऊ लागले [→ अमोनिया].

संदर्भ : 1. Asimov, I. World of Nitrogen, New York, 1958.

            2. Harding, A. J. Ammonia : Manufacture and Uses, New York, 1959.

            3. Jolly, W. L. The Inorganic Chemistry of Nitrogen, New York, 1964.

            4. McKee, H. S. Nitrogen Metabolism in Plants, New York, 1962.

            5. Parkes, G. D. Mellor’s Modern Inorganic Chemistry, London, 1961.

            6. Partington, J. R. General and Inorgani Chemistry, London, 1966.

            7. Riegel, E. R. Industrial Chemistry, Bombay, 1959.

दीक्षित, व. चिं. लेले, आ. मा. ठाकूर, अ. ना.

“