摘要氮在常况下是一种无色无味无嗅的气体，且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%（体积分数），在标准情况下的气体密度是1.25g·dm-3，氮气在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体。氮气在水里溶解度很小，在常温常压下，1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气。它是个难于液化的气体。在水中的溶解度很小，在283K时，一体积水约可溶解0.02体积的N2,氮气在极低温下会液化成白色液体，进一步降低温度时，更会形成白色晶状固体。在生产中，通常采用灰色钢瓶盛放氮气。
     氮气，无色、无臭、无味的气体，作为一种工业气体可由空气分离而得。液化温度77.35K，固化温度63.2K。稍溶于水或乙醇，化学性不活泼，高温下能与锂、镁、钙、钛等化合，并能直接与氧或氢化合。氮是空气的主要组分,空气中含氮78.09％（体积），空气中的氮因植物的根瘤菌作用、闪电或工业化学反应而得到固定，地球上的有机物质分解又使氮释放到大气中去。氮在大气中的浓度是这两者之间平衡的结果。1772年在苏格兰爱丁堡，由D.Rutherford发现。1774年法国A.L.拉瓦锡将这种气体命名为azote，含义是无益于生命。氮的英文名称来源于希腊文nitre，含义是硝石。
    
    

氮气-简介

氮气-物理性质

    单质氮在常况下是一种无色无臭的气体，在标准情况下的气体密度是1.25g·dm-3，氮气在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体。
    氮气在水里溶解度很小，在常温常压下，1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气。它是个难于液化的气体。在水中的溶解度很小，在283K时，一体积水约可溶解0.02体积的N2。氮气在极低温下会液化成白色液体，进一步降低温度时，更会形成白色晶状固体。
    

氮气-化学性质

氮气分子的分子轨道式为,对成键有贡献的是三对电子，即形成两个π键和一个σ键。对成键没有贡献，成键与反键 能量近似抵消，它们相当于孤电子对。由于N2分子中存在叁键N≡N，所以N2分子具有很大的稳定性，将它分解为原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的，氮气的相对分子质量是27。
    
    检验方法：
    将燃着的Mg条伸入盛有氮气的集气瓶，Mg条会继续燃烧
    提取出燃烧剩下的灰烬（白色粉末Mg3N2），加入少量水，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体（氨气）
    
    反应方程式
    Mg3＋N2＝Mg3N2(氮化镁)
    Mg3N2＋H6O2＝3Mg(OH)2＋N2H3
    由氮元素的氧化态-吉布斯自由能图也可以看出，除了NH4离子外，氧化数为0的N2分子在图中曲线的最低点，这表明相对于其它氧化数的氮的化合物来讲，N2是热力学稳定状态。氧化数为0到 5之间的各种氮的化合物的值都位于HNO3和N2两点的连线的上方，因此，这些化合物在热力学上是不稳定的，容易发生歧化反应。在图中唯一的一个比N2分子值低的是NH4 离子。
    由氮元素的氧化态-吉布斯自由能图和N2分子的结构均可以看出，单质N2不活泼，只有在高温高压并有催化剂存在的条件下，氮气可以和氢气反应生成氨：
    在放电条件下，氮气才可以和氧气化合生成一氧化氮：
    在水力发电很发达的国家，这个反应已用于生产硝酸。
    N2与电离势小，而且其氮化物具有高晶格能的金属能生成离子型的氮化物。例如：
    N2与金属锂在常温下就可直接反应：
    6Li N2===2Li3N
    N2与碱土金属Mg、Ca、Sr、Ba在炽热的温度下作用：
    3Ca N2===Ca3N2
    N2与硼和铝要在白热的温度才能反应：
    2B N2===2BN（大分子化合物）
    N2与硅和其它族元素的单质一般要在高于1473K的温度下才能反应。
    

氮气-制备

 单质氮一般是由液态空气的分馏而制得的，常以1.5210pa的压力把氮气装在气体钢瓶中运输和使用。一般钢瓶中 氮气的纯度约99.7%。为获得纯氮，可在上述氮气中加入少量氨，并以Pt作催化剂，将氧除去，也可使不纯的氮通过赤热的铜或其他金属以除去微量的氧。
    
    实验室中制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧化，最常用的是如下几种方法：
    ⑴加热亚硝酸铵的溶液：
    343k
    NH4NO2=====N2↑ 2H2O
    
    ⑵亚硝酸钠与氯化铵的饱和溶液相互作用：
    NH4Cl NaNO2===NaCl 2H2O N2↑
    
    ⑶将氨通过红热的氧化铜：
    2NH3 3CuO===3Cu 3H2O N2
    
    ⑷氨与溴水反应：
    8NH3 3Br2(aq)===6NH4Br N2↑
    
    ⑸重铬酸铵加热分解：
    （NH4)2Cr2O7===N2↑ Cr2O3 4H2O
    

氮气-用途

    氮主要用于合成氨，由此制造化肥、硝酸和炸药等，氨还是合成纤维（锦纶、腈纶），合成树脂，合成橡胶等的重要原料。由于氮的化学惰性，常用作保护气体。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化，用氮气填充粮仓，可使粮食不霉烂、不发芽，长期保存。液氨还可用作深度冷冻剂。作为冷冻剂在医院做除斑，包，豆等的手术时常常也使用，即将斑，包，豆等冻掉，但是容易出现疤痕，并不建议使用。