氮 (N)

原子序数7
原子质量14.007 u
类别双原子非金属
电子排布[He] 2s² 2p³
外观无色气体、液体或固体
密度(STP)1.251 g/L
熔点63.15 K
沸点77.355 K
电负性3.04 (鲍林标度)
电离能1402.3 kJ/mol
原子半径65 pm
晶体结构简单六方
发现者丹尼尔·卢瑟福 (1772)

简介

氮(N)是一种无色、无味、无臭的双原子气体,约占地球大气的78%。由于N₂分子中存在牢固的三键,它相对惰性。以下是关于氮(N)的主要信息:

用途:主要用于生产化肥所需的氨(哈伯-博施法),在食品包装和化工处理中用作惰性保护气氛,用于低温技术(液氮),以及制造硝酸、炸药和半导体。

生产/提取:工业上通过液态空气分馏制取,低温分离是最常用的方法。对于纯度要求较低的应用,也可通过变压吸附(PSA)和膜分离制取。

历史:1772年由丹尼尔·卢瑟福发现,同一时期卡文迪什、普里斯特利和舍勒也对其进行了研究。1790年让-安托万·沙普塔尔根据希腊语“nitron genes”(生成硝石者)为其命名。

健康影响与安全:无毒,但在密闭空间中可排挤氧气导致窒息。液氮可造成严重冻伤。氮麻醉会影响深潜的潜水员。氮是所有生物体中氨基酸和蛋白质的必需成分。

价格/市场:由于大气中含量丰富,价格相对低廉。液氮供应广泛。氮肥对全球粮食安全至关重要。

性质:室温下反应活性很低,在-196°C时变为液体,能形成牢固的三键(N≡N),是蛋白质和核酸的必需组分,在化合物中具有多种氧化态。

← 碳 (C) · 氧 (O) →

元素周期表