氮气可以支持燃烧
氮气占大气总量的78.08%(体积分数),是空气体的主要成分之一。在标准大气压下,氮气冷却到-195.8℃时变成无色液体,液氮冷却到-209.8℃时变成雪状固体。氮在化学上不活泼,在常温下很难与其他物质发生反应,所以常被用来做防腐剂。但在高温高能的条件下,能与某些物质发生化学变化,产生对人类有用的新物质。
化学式为N的氮是一种无色无味的气体。氮气的化学性质非常不活泼,只能在高温高压和催化剂的条件下与氢气反应生成氨气。在放电条件下,能与氧气结合生成一氧化氮;即使是钙、镁、锶、钡等活性金属,也只有在加热的情况下才能与之发生反应。氮的高化学稳定性与其分子结构有关。两个N原子通过三键结合形成一个氮分子,氮分子包含一个σ键和两个π键。由于π键在化学反应中最先受到攻击,而N分子中π键的能级低于σ键,π键难以打开,从而使N难以参与化学反应。
来源
氮是不可燃的。氮气通常是无色无味的气体,密度低于空。一般来说,氮气不支持燃烧,但一些极其活跃的金属可以在氮气中燃烧。例如,镁在氮气中燃烧生成氮化镁。
氮是地球上第30丰富的元素。考虑到氮气占大气的4/5,即占大气的78%以上,我们几乎可以无限量使用氮气。氮也以硝酸盐的形式存在于各种矿物中,如智利硝石(硝酸钠)、硝石或硝石(硝酸钾)以及含有铵盐的矿物。氮存在于许多复杂的有机分子中,包括所有生物体内的蛋白质和氨基酸。
氮的使用
氮气通常被称为惰性气体,用于某些惰性气氛中进行金属处理,也用于灯泡中防止电弧,但它并不具有化学惰性。它是动物和植物生命中的基本元素,也是许多有用化合物的组成部分。氮与许多金属结合形成硬质氮化物,可用作耐磨金属。钢中少量的氮会抑制高温下的晶粒长大,也会提高某些钢的强度。它也可用于在钢上产生坚硬的表面。氮可以用来生产氨、硝酸、硝酸盐、氰化物等。制造炸药;填充式高温温度计、白炽灯泡;形成惰性材料保存材料,在干燥箱或手套袋中使用。食品冷冻过程中的液氮;作为实验室的冷却剂。