Il triazoturo, nome sistematico del nome comune azoturo (ambiguo) e detto impropriamente anche azide (calco pedestre dall'inglese), è l'anione lineare N3− presente in composti binari di tipo salino formati dall'azoto con un metallo (M), aventi formula generale M(N3)n. Questi sono composti prevalentemente ionici e sono anch'essi detti triazoturi: LiN3 è il triazoturo di litio. Parallelamente, il nome indica anche composti organici in cui il gruppo N3 è unito covalentemente ad un alchile o arile, la cui formula molecolare generale è R−N3: CH3−N3 è il triazoturo di metile.
Il "triazoturo di idrogeno" (HN3) è il nome sistematico dell'acido azotidrico (nome chimico comune), che è l'acido coniugato dell'anione triazoturo, ed è l'acido da cui derivano i triazoturi metallici M(N3)n.
Struttura elettronica e molecolare
L'anione N3− è una specie triatomica con 16 elettroni di valenza e, allo stato isolato (in fase gassosa), è esattamente lineare (simmetriaD∞h); questo è in accordo con l'ibridazionesp dell'atomo centrale, qui l'azoto, come accade anche per C e N nelle specie precisamente isoelettronicheCO2, N2O, NCO−NCS−, e altri simili.
Questo ione, che è considerato uno pseudoalogenuro, è un ibrido di risonanza di tre forme limite: la principale (al centro) e due secondarie (ai lati), meno stabili e quindi con un contributo minore all'ibrido, a causa della doppia carica sugli N terminali:
2−N−N+≡N ↔−N=N+=N−↔ N≡N+−N2−
In ogni caso, l'azoto centrale porta una carica formale positiva e quelli terminali, che sono equivalenti, una negativa. Anche questi ultimi, dovendo partecipare ad un legame triplo, sono ibridati sp. Non di rado, i testi riportano solo la forma limite centrale in quanto ritenuta sufficientemente rappresentativa dello ione reale.
La lunghezza calcolata (al livello teorico B3LYP/6-311++G**) di ognuno dei legami N-N per lo ione isolato è pari a 118pm; le cariche parziali sono -0,67e per gli N terminali e +0,34e per l'N centrale. L'energia necessaria per estrarre un elettrone da N3− e formare quindi il radicale N3•, trovata attraverso spettroscopia fotoelettronica, è pari a 2,68eV e questa non è altro che l'affinità elettronica di N3•; un altro valore sperimentale per quest'ultima è praticamente lo stesso (2,68±0,03)eV; per confronto, questa affinità elettronica è comunque inferiore a quella dell'atomo di iodio (3,059eV). Da notare che questa energia aumenta sensibilmente già con la presenza, accanto a N3−, della prima molecola d'acqua di solvatazione (3,14eV) e prosegue con le successive.
Solvatazione dell'anione triazoturo
Sono state simulate situazioni di ione triazoturo solvatato da un numero di molecole di acqua. Con una molecola di acqua, nella struttura più favorita, questa molecola viene a formare un legame idrogeno con un N terminale (−N=N+=N−…H−OH), quasi collineare, con il legame N…H piuttosto forte e corto, di 182pm, e con il legame N-N vicino che si allunga (di 1pm) e viene così a rompersi la perfetta simmetria dello ione; con più molecole d'acqua che donano un legame idrogeno allo stesso N terminale, il legame N-N vicino si allunga mentre quello lontano si accorcia, ma le variazioni sono esigue, entro ≈2÷3pm. Inoltre, in presenza di molecole d'acqua, lo ione N3− completa la prima sfera di solvatazione con quattro molecole, ossia formando varie specie (a seconda delle disposizioni delle molecole H2O) formulabili come [N3(4H2O)]−, dove tutte le H2O formano legami idrogeno direttamente con N3− (e non solo tra loro).
Sintesi
Si ottengono facendo gorgogliare protossido d'azoto in ammoniuri alcalini fusi:
L'azoturo di sodio (NaN3) è un composto bianco, assai velenoso, usato nei laboratori come preservante di fluidi biologici (plasma, siero, diluizioni anticorpali ed altri campioni biologici contenenti proteine), poiché è dotato di proprietà battericide. Trova infine uso, come già accennato, come carica propellente negli airbag.
Un secondo uso applicativo riguarda la sintesi chimica; gli azoturi sono impiegati per inserire in una molecola la specie N-. Recentemente è stato dimostrato che il composto azabicicloeptadiene (il cui anione per cessione dello N- si trasforma in antracene) è molto meno pericoloso e agisce nello stesso modo in condizioni assai più favorevoli.
La maggior parte (soprattutto gli azoturi di metalli pesanti) sono molto sensibili sia al calore che a sollecitazioni meccaniche, ed in queste condizioni si decompongono ad alta velocità generando una deflagrazione o un'esplosione, pertanto la loro sintesi o stoccaggio richiede delle speciali precauzioni.
Formula del C2N14
L'azoturo di sodio non deve mai essere usato in reazioni in cui si utilizza diclorometano come solvente in quanto i due composti reagiscono formando il diazidometano, estremamente esplosivo.
Il 1-diazidocarbamoil-5-azidotetrazolo (C2N14) è uno dei composti più esplosivi e instabili conosciuti.
I ricercatori che lo hanno sintetizzato scrivono: La sensibilità di C2N14 è al di là delle nostre capacità di misura. Il più piccolo peso disponibile per test di urto e frizione ne provoca la decomposizione esplosiva...
Durante la registrazione di spettri IR e Raman si sono verificate esplosioni per semplice esposizione a luce laser a bassa intensità.
L'azoturo di piombo, ad esempio, si decompone secondo la seguente reazione:
12Egon Wiberg, Nils Wiberg e A. F. Holleman, Anorganische Chemie, 103. Auflage, De Gruyter, 2017, p.747, ISBN978-3-11-026932-1.
12J. Theo Kloprogge, Concepcion P. Ponce e Tom A. Loomis, The periodic table, nature's building blocks: an introduction to the naturally occurring elements, their origins and their uses, Elsevier, 2020, p.139, ISBN978-0-12-821538-8.
↑(EN) The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), IUPAC - pseudohalogens (P04930), su goldbook.iupac.org. URL consultato il 26 aprile 2026.
↑Erwin Riedel e Christoph Janiak, Anorganische Chemie, collana De Gruyter Studium, 10. Auflage, De Gruyter, 2022, p.513, ISBN978-3-11-069604-2.
![{\displaystyle {2\,\mathrm {NaNH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {N} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {NaN} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {NaOH} {}+{}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cf167a5c892b7c65bcb0781a2047e689e3ba09fe)
![{\displaystyle {\mathrm {PbN} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Pb} {}+{}3\,\mathrm {N} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/832843e9f9b9a8c5bf7561396bc48cfd661b736a)
