Neden sadece azotun yanması endotermik?

Azotun yanması, lise kimyasından beri ezberletilen meşhur bir istisnadır fakat arkasındaki neden tamamen bağ enerjilerinin acımasız aritmetiğidir. Bu tepkimenin endotermik olmasının sebebi, azot molekülündeki o kaya gibi sert üçlü bağı koparmak için harcanan enerjinin, yeni azot oksit bağları kurulurken geri kazanılan enerjiden çok daha fazla olmasıdır.

Kimyasal tepkimelerde durum aslında tam bir bütçe meselesidir. Bir yanmanın dışarıya ısı vermesi, yani ekzotermik olması için ürünler oluşurken açığa çıkan enerjinin, başlangıçta bağları kırmak için harcanan enerjiyi fazlasıyla amorti etmesi gerekir. Fakat moleküler düzeyde tam bir ayrılık krizi yaşanır. Azot gazı (N₂), iki azot atomunun birbirine üçlü kovalent bağla kenetlendiği, kimya dünyasının ayrılması en zor çiftlerinden biridir. Bu bağı koparmak için mol başına yaklaşık 945 kilojul gibi dudak uçuklatan bir enerji yatırmanız gerekir. Yanına bir de oksijen molekülünün ikili bağını kırmak için gereken yaklaşık 498 kilojul eklenince, girenlerin enerji faturası fena halde kabarır.

İş ürün tarafına, yani azot monoksit (NO) oluşumuna geldiğinde ise tam bir hayal kırıklığı yaşanır. Yeni kurulan bağlar sisteme enerji iade eder ancak bu miktar, başlangıçta o inatçı azot bağını parçalamak için ödenen devasa bedelin yanında adeta devede kulak kalır. Sistem aradaki açık yüzünden dışarıya ısı saçamaz, aksine bu enerji borcunu kapatabilmek için ortamdan ısı soğurur. Haliyle tepkimenin net entalpi değişimi pozitif çıkar ve olay endotermik biter.

İyi ki de bu moleküler inat var. Eğer azotun yanması da diğer yanma tepkimeleri gibi coşkuyla ekzotermik olsaydı, atmosferimizin yüzde 78'i azot ve yüzde 21'i oksijenden oluştuğu için çakan ilk şimşekte bütün gezegen tek bir alev topuna dönüşürdü. Azotun bu masraflı ve isteksiz kimyasal tavrı, yeryüzündeki yaşamın sessiz ama en büyük termodinamik koruyucusudur.