دنیل رادرفورد، دانشمند اسکاتلندی در سال ۱۷۷۲ عنصری را کشف کرد که امروزه به عنوان مایه حیات گیاهان شهرت دارد. نیتروژن نقش موثری در زندگی گیاهان، جانوران و به خصوص انسان دارد. نیتروژن با نشان شیمیایی N و عدد اتمی ۷ معمولاً به صورت یک گاز، نافلز، دو اتمی بی اثر، بی‌رنگ، بی‌مزه و بی‌بو است که ۷۸٪ جو زمین را دربر گرفته و عنصر اصلی در بافت‌های زنده است. نیتروژن ترکیبات مهمی مانند آمونیاک، اسید نیتریک و سیانیدها را شکل می‌دهد. نیتروژن از تقطیر جز به جز هوا به دست می‌آید. در فشار جوّ، نیتروژن در دمای ۱۹۵٫۸- درجه سانتیگراد (۳۲۰٫۴- درجه فارنهایت) مایع می‌شود.
مهم‌ترین کاربرد اقتصادی نیتروژن برای ساخت آمونیاک از طریق فرایند هابر (Haber) است. آمونیاک معمولاً برای تولید کود و مواد تقویتی و تولید اسید نیتریک استفاده می‌شود. نیتروژن همچنین به‌عنوان پرکننده خنثی، در مخازن نگهداری مایعات قابل انفجار و همچنین ساخت قطعات الکترونیک مانند ترانزیستور، دیود و مدار یکپارچه و برای ساخت قطعات گالوانیزه استفاده می‌شود. نیتروژن مایع برای منجمد کردن غذا و حمل و نقل آن، نگهداری اجساد و یاخته‌های تناسلی (اسپرم و تخمک) و غده‌های جنسی (بیضه و تخمدان) مورد استفاده قرار می گیرد. نیتروژن در مراقبت‌های پزشکی برای کمک‌های تنفسی استفاده می‌شود. در بیماران مبتلا به نارسایی تنفسی به دلیل اختلالاتی مانند امفیزم گاز نیتروژن مورد استفاده قرار می گیرد. این افراد به دلیل کم بودن گنجایش شش هایشان نمی‌توانند اکسیژن کافی را از هوا دریافت کنند؛ بنابراین اکسیژن درمانی می‌شوند. در این جا گاز اکسیژن با نیتروژن ترکیب می‌شود. اکسیژن با نیتروژن در یک نسبت خاص ترکیب شده و به وسیله لوله‌هایی که مستقیما در بینی قرار دارند، تنفس می‌شود. در این جا نیتروژن ترجیح داده می‌شود چراکه ۷۰ درصد از هوایی که ما تنفس می‌کنیم نیتروژن، و تنها ۲۱ درصد آن اکسیژن است. پس در درمان بهتر است که از ترکیب اکسیژن و نیتروژن استفاده شود.
از دیگر کاربردهای نیتروژن در پزشکی، سرمادرمانی یا کرایوتراپی است. سرمادرمانی برای بهبود و درمان قطعی بیماری‌های پوستی کاربرد دارد. در این روش نیتروژن مایع توسط وسیله‌ای به نام کرایواسپری به مدت چند ثانیه به ضایعه پوستی پاشیده می‌شود. این ضایعه پوستی می‌تواند از یک عامل ویروسی مانند زگیل ناشی شده باشد. در زیست‌شناسی نیز نیتروژن مایع برای نگهداری پایدار از نمونه‌های زیستی کاربرد دارد. در کروماتوگرافی از آن به عنوان یک گاز حامل یا گاز فاز متحرک استفاده می‌شود. این امر به طور خاص به علت عدم واکنش پذیری و ارزان و در دسترس بودن نسبت به هلیوم بودن مورد استفاده قرار می گیرد. از نیتروژن می توان در لاستیک خودرو به جای هوای فشرده استفاده کرد. استفاده از نیتروژن سبب ایمنی بیشتر ، ثبات فشار تایر، کاهش مصرف سوخت و افزایش دوام رینگ و تایر شده که این موارد مزیت نیتروژن نسبت به هوا می باشد. برخی از کاربررد های دیگر نیتروژن به قرار زیر است:
صنعت دارویی: شرکت‌های دارویی به مقادیر زیاد گاز نیتروژن تصفیه شده برای استفاده در ترکیب و ذخیره سازی ترکیبات درجه بندی شده پزشکی نیاز دارند.
صنعت غذایی: گاز نیتروژن برای جابجایی هوا در بسته بندی‌های غذایی به کار می‌رود. جابجایی هوا اکسیژن را از بسته بندی حذف می‌کند که می‌تواند روند فساد غذایی را آهسته کند.
تولید فلزات: برخی از فلزات نیاز دارند تا در محیط فاقد اکسیژن تولید شوند تا از اکسیداسیون و تشکیل فلزات مختلف جلوگیری شود.
صنعت نفت: صنعت نفت از گاز نیتروژن برای رها کردن گاز‌ها از مخازن بزرگ برای آماده سازی آن‌ها جهت ذخیره سازی نفت استفاده می‌شود. نیتروژن که ماده‌ای نامطبوع است با نفت واکنش نمی‌دهد و می‌تواند آن را در مخازن ذخیره سازی نگه دارد.
ساخت و ساز: هنگام ساخت خطوط لوله در خاک‌های آبدار عمیق زیرزمینی، شرکت‌های ساختمانی نیتروژن مایع را از طریق لوله‌ها عبور می‌دهند تا زمین را منجمد کرده و حفر را آسان کنند.
از ترکیبات گازی حاوی نیتروژن می توان NO, NO2و N2O را نام برد. دی نیتروژن مونوکسید گاز مصارف بهداشتی درمانی داشته و به عنوان گاز بیهوشی از آن استفاده می شود. مونوکسید نیتروژن و دی اکسید نیتروژن دو گاز آلاینده ی هوا هستند که از سوختن برخی از مواد ناشی می شوند.
نقش زیستی (بیولوژیکی) و چرخه نیتروژن
کاربردهای نیتروژن
نیتروژن به طور طبیعی توسط موجودات زنده (عمدتا مدفوع) و از طریق چرخه نیتروژن به وجود می‌آید. این نیتروژن توسط گیاهان سبز و جلبک به عنوان نیترات و برای ساخت پایگاه‌هایی که برای ساخت DNA ، RNA و تمام آمینواسیدها، مورد استفاده قرار می‌گیرد. آمینواسیدها اجزا‌ی اصلی سازنده پروتئین‌ها هستند. حیوانات نیتروژن مورد نیاز خود را با استفاده از دیگر جانداران به دست می‌آورند.
آن‌ها پروتئین‌ها و DNA را به پایگاه‌های تشکیل دهنده و آمینو اسید‌ها هضم می‌کنند و آن‌ها را برای استفاده خود اصلاح می‌کنند.
میکروب‌های موجود در خاک، ترکیب‌های نیتروژن در خاک را برای استفاده مجدد گیاهان به نیترات تبدیل می‌کنند. عرضه نیترات نیز توسط باکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن تامین می‌شود که نیتروژن را مستقیما از جو حل می‌کند.
· بازده محصولات می‌تواند به وسیله اضافه کردن کود‌های شیمیایی به خاک که توسط آمونیاک فرآوری شده اند، تا حد زیادی افزایش یابد. اگر از کود‌ها به درستی استفاده نشود آن‌ها می‌توانند از خاک خارج شده و به رودخانه‌ها و دریاچه‌ها بریزند و موجب رشد سریع جلبک شوند. این عمل می‌تواند نور را از انجام فتوسنتز باز دارد. اکسیژن محلول به زودی از بین می‌رود و رودخانه یا دریاچه خشک می‌شود.
