氮
| 氮 | |||||||||||||||||||||||||
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7N
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| 外观 | |||||||||||||||||||||||||
無色氣體,液體及固體 液態氮  氮的原子光譜 |
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| 概况 | |||||||||||||||||||||||||
| 名称 · 符号 · 序数 | 氮 · N · 7 | ||||||||||||||||||||||||
| 元素类别 | 非金屬 | ||||||||||||||||||||||||
| 族 · 週期 · 区 | 15 · 2 · p | ||||||||||||||||||||||||
| 标准原子质量 | 14.007（1） | ||||||||||||||||||||||||
| 电子排布 | [氦] 2s2 2p3 2, 5  |
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| 历史 | |||||||||||||||||||||||||
| 发现 | 丹尼爾·盧瑟福（1772年） | ||||||||||||||||||||||||
| 命名 | Jean-Antoine Chaptal（1790年） | ||||||||||||||||||||||||
| 物理性质 | |||||||||||||||||||||||||
| 状态 | 氣態 | ||||||||||||||||||||||||
| 密度 | （0 °C, 101.325 kPa） 1.251 g/L |
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| 沸点时液体密度 | 0.808 g·cm−3 | ||||||||||||||||||||||||
| 熔点 | 63.15 K，−210.00 °C，−346.00 °F | ||||||||||||||||||||||||
| 沸点 | 77.36 K，−195.79 °C，−320.33 °F | ||||||||||||||||||||||||
| 三相点 | 63.1526 K（-210°C），12.53 kPa | ||||||||||||||||||||||||
| 临界点 | 126.19 K，3.3978 MPa | ||||||||||||||||||||||||
| 熔化热 | (N2) 0.72 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||
| 汽化热 | (N2) 5.56 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||
| 比热容 | (N2) 29.124 J·mol−1·K−1 |
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| 蒸汽压 | |||||||||||||||||||||||||
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| 原子性质 | |||||||||||||||||||||||||
| 氧化态 | 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −3 （強酸性） |
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| 电负性 | 3.04（鲍林标度） | ||||||||||||||||||||||||
| 电离能 （更多） |
第一：1402.3 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||
| 第二：2856 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||
| 第三：4578.1 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||
| 共价半径 | 71±1 pm | ||||||||||||||||||||||||
| 范德华半径 | 155 pm | ||||||||||||||||||||||||
| 杂项 | |||||||||||||||||||||||||
| 晶体结构 | hexagonal
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| 磁序 | 抗磁性 | ||||||||||||||||||||||||
| 热导率 | 25.83 × 10−3 W·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||
| 声速 | (gas, 27 °C) 353 m·s−1 | ||||||||||||||||||||||||
| CAS号 | 7727-37-9 | ||||||||||||||||||||||||
| 最稳定同位素 | |||||||||||||||||||||||||
| 主条目：氮的同位素 | |||||||||||||||||||||||||
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氮是一种化学元素，它的化学符号是N，它的原子序数是7。氮通常的单质形态是氮气。在标准状况下是无色无味无臭的雙原子气体，不容易產生化學反应。氮气是地球大气中最多的气体，佔總體積的78.09%[1]。1772年在苏格兰爱丁堡，由丹尼尔·卢瑟福分離空氣後发现，有說法認為大約同時期的卡爾·威廉·席勒及亨利·卡文迪什分別也單獨發現了氮。
氮是宇宙中常見的元素，在銀河系及太陽系的豐度約有14%。其生成的原因推測是由於超新星中碳和氫產生的核融合。由於氮氣及其和氫、氧形成的化合物都容易揮發，在內太陽系中的類地行星中，氮比較不常見。不過若這些星球中有大氣層，其中常常會有氮氣和含氮的化合物。
目录 |
单质：N2 [编辑]
名稱由來 [编辑]
1774年法國A.L.拉瓦錫將這種氣體命名為azote。
D. Rutherford發現將生物放入其中都會窒息而死，因此命名為noxious air(有毒的氣體)；德文中便直接以sticken(導致窒息)和Stoff(物質)組合，命名為Stickstoff(導致窒息的物質)，日文及韓文便自此將之意譯為「窒素」。
英文名稱Nitrogen則來自希臘文Nitron(νιτρον,硝石)和genen(γενης,構成...的物質)組合的Nitrongenen(構成硝石的物質)。而法文名稱Azote來自希臘文azotos(άζωτος ,無生命的)，席勒將之命名為「無用的氣體」。而中文名稱「氮」則有沖淡氣體的意思。
19世纪70年代化学家徐寿将H、O、N、F、Cl译为氫气、氧气、淡气、弗气、绿气，直至1933年，化学家郑贞文在其主持编写出版的《化学命名原则》一书中改成氢、氧、氮、氟、氯，一直沿用到现在。[2]
制备 [编辑]
工业上常用低温分馏空气的办法把氮气和氧气分开。工业氮气都用黑色钢瓶装。
除低溫分餾外，在工業上亦有使用分子篩碳（MSC）常壓再生法(Pressure Swing Adsorption, PSA)，來分離低純度之氮氣。
用途 [编辑]
廉价的惰性保护气，用于金属炼制及高温合成时的简单保护性氛围（其性能不及氦气及氩气）；高温下用于合成氮化物（如氮化硅陶瓷、氮化硼等）。亦其化合物亦有用於農業，如氮肥。液態氮有時用於冷卻。此外，氮是即食麵包裝內的主要氣體，能防止食物變壞。
同位素 [编辑]
已发现的氮的同位素共有十七种，包括氮10至氮25，其中只有氮14和氮15是稳定的。
氧化物 [编辑]
氮可以形成多种不同的氧化物。在氧化物中，氮的氧化数可以从+1到+5。其中以NO和NO2较为重要。
氮的氧化物的性质如下表：
| 名称 | 化学式 | 状态 | 颜色 | 化学性质 | 熔点（℃） | 沸点（℃） | 一般用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 一氧化二氮（笑气） | N2O | 气态 | 无色 | 稳定 | -90.8 | -88.5 | 火箭和賽車的氧化劑及增加發動機的輸出功率。 |
| 一氧化氮 | NO | 气态 | 无色(固态、液态时为蓝色) | 反应能力适中 | -163.6 | -151.8 | 引起血管的扩張而引起勃起和生产硝酸 |
| 三氧化二氮 | N2O3 | 液态 | 蓝色 | 室温下分解为NO和NO2 | -102 | -3.5（分解） | |
| 二氧化氮 | NO2 | 气态 | 红棕色 | 强氧化性 | -11.2 | 21.2 | 生产硝酸 |
| 四氧化二氮 | N2O4 | 气态 | 无色 | 强烈地分解为NO2 | -92 | 21.3 | 火箭推进剂组分中的氧化剂 |
| 五氧化二氮 | N2O5 | 固态 | 无色 | 不稳定 | 30 | 47（分解） |
參考資料 [编辑]
- ^ Gray, Theodore. The Elements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe. New York: Black Dog & Leventhal Publishers. 2009. ISBN 978-1-57912-814-2.
- ^ 刘怀乐. 化学鉴源与略考. 化学教育. 1994, (04) [2013-02-25].
注释 [编辑]
参考文献 [编辑]
外部链接 [编辑]
| 元素週期表 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |||||||||||||||||||||||||||
| 1 | H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||||||||||||||
| 5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||||||||||||||
| 6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | ||||||||||||
| 7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Uut | Fl | Uup | Lv | Uus | Uuo | ||||||||||||
| ↓ |
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