氮 (N)
Nitrogen
原子序数: 7 | 原子量: 14.007 u
N
7
原子量
14.007 u
族
15
周期
2
元素类别
非金属
电子排布
1s²2s²2p³
CAS编号
7727-37-9
物理性质
密度
1.2506 g/L
熔点
-209.86°C
沸点
-195.8°C
熔化热
0.72 kJ/mol
汽化热
5.56 kJ/mol
电负性
3.04
基本信息
氮是化学元素周期表中的第 7 个元素，化学符号为 N。在常温常压下，氮是无色、无味、无毒的气体，约占地球大气的 78%。它是构成蛋白质和核酸的重要元素，对生命活动至关重要。
化学性质
- 氮分子（N₂）由两个氮原子通过三键结合而成，化学性质相对稳定。
- 在高温、高压和催化剂的条件下，能与氢气反应生成氨：N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃。
- 与氧气在放电条件下反应生成一氧化氮：N₂ + O₂ ⇌ 2NO。
- 能与一些金属反应生成氮化物，如与镁反应生成氮化镁：3Mg + N₂ → Mg₃N₂。
主要用途
化工生产
用于生产氨、硝酸、尿素等化工产品。
保护气
由于氮气的化学性质稳定，常用作保护气，如在食品包装中充入氮气以防止食品氧化变质。
医疗领域
液氮可用于冷冻治疗，如治疗皮肤病等。
电子工业
在电子工业中，氮气可用于惰性气氛保护，防止金属氧化。
历史与发现
1772 年，苏格兰医生丹尼尔·卢瑟福发现了氮气。他将老鼠放在一个密闭容器中，待老鼠死亡后，除去容器中的二氧化碳，剩余的气体就是氮气。后来，拉瓦锡将这种气体命名为“氮”。
同位素
| 同位素 | 自然丰度 | 半衰期 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 氮 - 14 (¹⁴N) | ~99.632% | 稳定 | 最常见的氮同位素 |
| 氮 - 15 (¹⁵N) | ~0.368% | 稳定 | 可用于同位素标记等研究 |