Твердий азот — це низка твердих форм елемента азоту, вперше виявлених у 1884 році. Твердий азот є переважно предметом академічних досліджень, але низькотемпературний твердий азот низького тиску є суттєвим компонентом тіл у зовнішній частині Сонячної системи, а високотемпературний твердий азот високого тиску є потужною вибуховою речовиною з вищою щільністю енергії, ніж будь-який інший неядерний матеріал.
Походження Кароль Ольшевський вперше спостерігав твердий азот у 1884 році, спочатку розріджуючи водень за допомогою випаровування рідкого азоту, а потім дозволяючи рідкому водню заморозити азот. Випаровуючи пару з твердого азоту, Ольшевський також створив надзвичайно низьку температуру 48 К, що на той час було світовим рекордом.
Сучасні методи зазвичай використовують подібний підхід: твердий азот зазвичай виготовляється в лабораторії шляхом випаровування рідкого азоту у вакуумі. Отримана тверда речовина є пористою.
Поширення в природі Твердий азот утворює значну частину поверхні Плутона (де він змішується з твердим чадним газом та метаном) та супутника Нептуна Тритона. На Плутоні його вперше безпосередньо спостерігали в липні 2015 року космічним зондом «Нові горизонти», а на Тритоні його безпосередньо спостерігав космічний зонд «Вояджер-2» у серпні 1989 року. Значна частина поверхні Тритона покрита гексагональною формою твердого азоту (фаза β-кристалів), яку можна побачити як блакитно-зелену смугу навколо екватора на цій синтетичній кольоровій фотомозаїці. Навіть за низьких температур твердий азот досить леткий і може сублімуватися, утворюючи атмосферу, або конденсуватися назад у азотний іній. Порівняно з іншими матеріалами, твердий азот втрачає зчеплення при низькому тиску та тече у вигляді льодовиків при накопиченні. Однак його щільність вища, ніж у водяного льоду, тому сили плавучості природним чином переносять блоки водяного льоду до поверхні. Дійсно, «Нові горизонти» спостерігали «плаваючий» водяний лід поверх азотного льоду на поверхні Плутона.
На Тритоні твердий азот має форму кристалів інею та прозорого шару відпаленого азотного льоду, який часто називають «глазур’ю». Виверження газоподібного азоту спостерігалися апаратом Voyager 2 з субполярних областей навколо південної полярної крижаної шапки Тритона.Можливе пояснення цього спостережуваного явища полягає в тому, що Сонце світить крізь прозорий шар азотного льоду, нагріваючи шари під ним. Азот сублімується і зрештою вивергається через отвори у верхньому шарі, несучи з собою пил і створюючи темні смуги. Примітки
Інтернет-ресурси
Jessica Orwig: Freezing Liquid Nitrogen Creates Something Amazing. On: BusinessInsider. Jan 28, 2015 - Videos of nitrogen boiling, freezing, and spontaneously changing crystal form. Xiaoli Wang, J. Li, N. Xu et al. (2015): Layered polymeric nitrogen in RbN3 at high pressures. In: Scientific Reports volume 5, Article number: 16677. doi:10.1038/srep16677.