什麼是氮？ 大眾氮。 氮分子

第15組[VA]週期表中的非金屬元素 - 氮原子的2結合形成的分子 - 構成地球大氣的大部分無色，無臭，無味的氣體，並且是所有生物的一部分。

發現的歷史

氮氣是4/5地球大氣層的。 它是在早期的航空研究隔離。 在1772年，瑞典Himik卡爾·威廉舍勒第一次證明了這樣的氮。 據他介紹，空氣兩種氣體，其中一個他所謂的“火風”的混合物，這是支持燃燒，以及其他 - ..“不純的空氣”，因為它仍然是第一消費後。 這些是氧和氮。 大約在同一時間氮已經由蘇格蘭植物學家丹尼爾·盧瑟福，誰第一個發表了他的研究結果，以及英國化學家卡文迪什和英國牧師兼科學家Dzhozefom Pristli，誰與氧氣的發現舍勒首要共享隔離。 進一步的研究表明，新的氣體是硝酸鹽或硝酸鉀的一部分（KNO _3），並且相應地，他命名一個氮（“生出硝石”）由法國化學家Chaptal在1790將氮氣第一歸因於拉瓦澤的化學元素，在燃燒的氧氣的作用，其解釋推翻燃素理論 - 在十八世紀流行。 誤解燃燒。 這種化學元素的無法支持生命（希臘ζωή）是拉瓦錫命名為氮氣的原因。

出現和蔓延

什麼是氮？ 據豐化學元素的人，他排行第六。 地球的大氣層，以75.51％（重量）和78.09％（體積）組成的元素，它是業界的一個主要來源。 的氣氛中還含有少量的氨和銨鹽，以及氮氧化物和 硝酸， 期間雷暴和在內燃機中形成。 游離氮在許多隕石，火山和礦井瓦斯和一些礦物溫泉，太陽，星星和星雲發現。

氮鉀和硝酸鈉的礦藏還發現，但滿足人類需要足夠的。 富含這種元素的材料是鳥糞，可以在洞穴中找到，其中大量的蝙蝠，或鳥類經常出沒的乾燥的地方。 此外，氮載於在氨和銨的鹽的形式的雨水和土壤，和在銨離子的形式海水（NH ₄ ^+），亞硝酸根（NO ₂ ^{- ）}和硝酸（NO ₃ ^{- ）。} 平均是例如蛋白質複合物的有機化合物的約16％，存在於所有活的生物體。 在地殼中的天然含量在空間0.3份1000患病 - 從每個矽原子3至7個原子。

在二十一世紀初氮（氨）的最大生產國，分別是印度，俄羅斯，美國，特立尼達和多巴哥，烏克蘭。

商業化生產和使用

工業生產氮的基於液化空氣的分餾。 其沸騰溫度等於-195.8℃，13℃，比氧的低，因此其被分離。 氮也可大規模由空氣中的碳或碳氫化合物和分離殘留氮氣將所得的二氧化碳和水的燃燒產生的。 在小規模的純氮氣通過加熱疊氮化物鋇Ba（N _3）2製備_。 實驗室反應包括加熱亞硝酸銨的溶液（NH ₄ NO _2），氨與水的溴溶液或用加熱氧化 的氧化銅 ：

• NH ₄ ^{+ +} NO ₂ ^- →N ₂ + 2H ₂ O.
• 8NH ₃ + 3BR _{2→N 2} + 6NH ₄ ^{+ +} 6BR ^{- 。}
• 2NH ₃ + 3CuO→N ₂ + 3H ₂ O + 3CU。

元素氮可被用作用於需要氧氣和濕氣的排除反應惰性氣氛。 使用和液氮。 氫氣，甲烷，一氧化碳，氧，氟，以及 - 其中，沸點氮的點時不處於固體結晶狀態的唯一物質。

在化學工業中，這種化學元件被用來防止氧化或其它損壞，如惰性稀釋劑，反應性氣體以去除所述熱或化學品，以及火災或爆炸抑製劑。 在食品工業中，氮氣被用來防止變質，並且液體 - 冷凍乾燥和冷卻系統。 在電氣工業氣體防止氧化等化學反應，加壓電纜護套並保護電機。 冶金，氮氣在焊接和釬焊中使用，防止氧化，滲碳，脫碳。 由於它是在生產的多孔橡膠，塑料和彈性體中使用的惰性氣體，它作為在氣溶膠罐的推進劑，並且還產生在液體燃料射流的壓力。 在醫學上，用液氮快速冷凍，用於存儲血液，骨髓，組織，細菌和精子。 他發現在低溫研究中的應用。

連接

大部分氮在化學化合物的製造中使用。 該元件的原子之間的三鍵是如此強（每比分子氫的高兩倍摩爾千卡226），即氮分子難以進入的其它化合物。

主要的工業方法固定元件是用於氨的第二次世界大戰中，德國期間發展，以減少對依賴合成哈柏法 智利硝酸鹽。 它包括NH ₃的直接合成-無色氣體，有刺激性，刺激性氣味-直接從它的元件。

大部分的氨被轉化成硝酸（HNO _3）和硝酸鹽-鹽和硝酸，純鹼的酯（的Na ₂ CO _3），肼（N ₂ H _4） -用作火箭推進劑和在許多工業無色液體流程。

硝酸是所述元件的其他主要的商業化合物。 無色，高度腐蝕性的液體是用於生產化肥，染料，藥物和炸藥使用。 硝酸銨（NH ₄ NO _3） -的氨和硝酸鹽-是最常見的氮肥料組分。

氧氮+

-C形成一系列氧，氮氧化物，R。H.氧化亞氮（N ₂ O），其中它等於1氧化氮（NO）（2）和氧化鈦的價數（NO _{2）（4）。} 許多高揮發性的氮氧化物; 他們是污染大氣的主要來源。 一氧化二氮，也稱為笑氣，有時用作麻醉劑。 當吸入，會引起輕微的歇斯底里。 一氧化氮與氧迅速反應，形成在一個棕色氧化鈦中間產物 生產硝酸 和在化學工藝和推進劑一種強氧化劑。

還使用的是由金屬與在升高的溫度下的氮化合物形成的一些氮化物。 硼，鈦，鋯和鉭的氮化物有特殊的應用。 氮化硼（BN）的一種晶型，例如，不在硬度次於金剛石和氧化因此不好用作高磨料。

無機氰化物含有CN組^{- 。} 氰化氫或氫氰酸 HCN，是高揮發性和其用於熏蒸濃度極其有毒的氣體中的其它工業過程的礦石。 氰_（CN）2被用作化學中間體和用於熏蒸。

疊氮化物是含有一組三個氮原子-N ₃的化合物_。 他們中的大多數是不穩定的衝擊非常敏感。 它們中的一些，如疊氮化鉛，鉛（N _3）2，在雷管和引物使用。 疊氮化物，如鹵素，容易與其它物質相互作用以形成多個化合物。

氮是幾千有機化合物的一部分。 他們中的大多數是由氨，氰化氫，氰，亞硝酸或硝酸衍生的。 胺，氨基酸，酰胺，例如，衍生自氨或密切相關的給它。 硝酸甘油和硝酸纖維素 - 硝酸酯。 亞硝酸鹽從亞硝酸（HNO _2）製備_。 嘌呤和生物鹼是其中氮取代一個或更多個碳原子的雜環化合物。

性能和反應

什麼是氮？ 它是在冷凝-195,8℃，無色的，低粘度的液體為無色，無味的氣體。 元件存在於N ₂分子，在形式表示的形式：N ::: N：，其中，所述鍵能每摩爾等於226千卡，僅次於一氧化碳（256千卡每摩爾）。 出於這個原因，分子氮的活化能是非常高的，所以在正常情況下該元素是相對惰性的。 此外，高度穩定的氮分子非常有助於許多含氮化合物的熱力學不穩定性，在這方面，即使足夠強大，但是劣關係分子氮。

最近相對，並且氮分子意外地發現的能力作為配體配位化合物。 釕配合物的一些解決方案可以吸收大氣中的氮的觀察結果導致什麼可能很快就會發現固定元素的簡單和更好的方法。

活性氮可以通過使低壓氣體通過高壓放電而得到。 該產品為琥珀色和更容易起反應比分子，原子氫，硫，磷和各種金屬，並且還能夠分解NO成N ₂和O ₂的_。

什麼是氮更清楚地了解，可以由於其具有形式1秒2 ^{2 2 3} 2P其電子結構而獲得。 五外部電子殼層小幅屏幕充電，從而導致有效核電荷的共價半徑的區域感覺。 氮原子是相對小的，並具有高的電負性，位於碳和氧之間。 E構包括三個外部半軌道，能夠形成三個共價鍵。 因此，氮原子必須具有極高的反應性，與大多數其它元素穩定二元化合物形成，特別是當其他元件基本上是不同的電負性，賦予顯著極性連接。 當另一個元件電連接到局部負電荷，從而釋放其未共用電子對參與配位鍵的氮原子上低級極性。 當另一個元件電性更強氮部分正電荷基本上限制了分子的供體性質。 在由於因電負性的低極性等於另一元件時，多個通信戰勝單一。 如果原子尺寸不匹配防止形成單鍵很可能是相對較弱的多重鍵的形成，並且所述連接不穩定。

分析化學

常在氣體混合物中氮的百分比可通過化學試劑的其它成分的吸收後測量其體積來確定。 在硝酸汞的存在下硫酸的分解釋放的一氧化氮，其可以作為氣體進行測定。 氮氣從有機化合物釋放時它們燃燒在銅氧化物，和自由氮可作為氣體的其它燃燒產物的吸收後進行測定。 用於物質這裡考慮在有機化合物的判斷結果是公知的凱氏方法包括分解用濃硫酸（任選地包含汞或它的氧化物，和各種鹽）的化合物。 因此氮被轉化為硫酸銨。 加入氫氧化鈉釋放氨，其通過常規的酸收集; 未反應的酸的殘留量，然後通過滴定法測定。

生物和生理意義

氮的生命物質的作用證實了有機化合物的其生理活性。 大多數生物體不能使用這種化學元素本身應該有機會獲得它的化合物。 因此，固氮是必不可少的。 在自然界中，這種情況發生時作為兩個基本過程的結果。 一個是電能到大氣中的作用，使氮和氧分子離解，允許自由原子以形成NO和NO _2。 二氧化然後與水反應：3NO ₂ + H ₂ O→2HNO ₃ + NO。

HNO ₃溶解並從稀液的形式雨來地球。 最終酸的作用成為其被中和以形成亞硝酸鹽和硝酸鹽的組合土壤氮的一部分。 的N的耕地土壤中的含量通常通過含有受精硝酸鹽和銨鹽回收。 自旋動物和植物和它們的分解返回的氮化合物到土壤和空氣。

另一個重大自然定影過程是豆科植物的生命活動。 由於與細菌共生，這些培養物能夠直接轉化大氣中的氮為它的化合物。 一些微生物，如圓褐固氮菌和巴氏芽孢梭菌，能夠解決自己的N.

氣體本身，是惰性的，無害的，除了當它們在壓力下呼吸，並且它在較高濃度溶解在血液和其它體液。 這會導致藥物的效果，並且如果壓力降低過快，過量的氮被釋放在所述主體的不同位置的氣泡。 這可能會導致肌肉和關節，昏厥，局部麻痺，甚至死亡的痛苦。 這些症狀被稱為減壓病。 因此，那些誰是被迫吸入空氣在這種情況下必須非常緩慢，以減少通過肺中的過量的氮從壓力到正常沒有氣泡的形成。 一個更好的選擇是使用氧和氦的透氣混合物。 氦是一種體液較少可溶性和風險減少。

同位素

氮氣存在作為兩種穩定同位素¹⁴ N（99,63％）和¹⁵ N（0,37％）。 他們可以通過化學交換或通過熱擴散分開。 在人工放射性同位素的形式的氮的質量在該範圍內10-13和16-24。 10分鐘最穩定的半衰期。 第一人工誘導核嬗變是由英國物理學家在1919年由 盧瑟福， 其中轟擊獲得核-17的氧和氮的質子-14α粒子。

性能

最後列出氮的基本屬性：

• 原子序數：7。
• 氮的原子量：14,0067。
• 熔點：-209,86℃。
• 沸點：-195,8℃。
• 密度（1個大氣壓，0℃）：1.2506克每升氮。
• 為-3，3，5常規的氧化狀態。
• 電子配置：1秒2 ^{2 2 3} 2P。