氮氣
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氮氣（化學式：N2）是氮的双原子單質分子形态，是地球大氣中所佔比例最高的氣體，摩尔浓度佔78.3%（其次為氧氣的20.99%）。氮气在常温和标准大气压的条件下是气态，在低于−195.79 °C（−320.42 °F；77.36 K）的温度会凝结成液氮，在63.23 K（−209.92 °C；−345.86 °F）则会凝固成固态氮。
| 氮氣 | |
|---|---|
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| IUPAC名 Dinitrogen（二氮） | |
| 别名 | Diatomic nitrogen（二原子氮） |
| 识别 | |
| CAS号 | 7727-37-9 
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| SMILES |
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| 性质 | |
| 化学式 | N2 |
| 摩尔质量 | 28.01 g·mol−1 |
| 相关物质 | |
| 相关化学品 | 三线态氧 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
因为氮气有着三对共价键的分子结构，其阈能较高，化学键非常稳定，所以反应性很低。一般而言，氮氣在没有高压和催化剂（比如哈伯法使用的铁）的情况下可被视作是一种非活性气体，不可燃亦不可助燃。但对于镁来说，氮气是可以助燃的氧化剂：
制备
编辑- 工業法：液態空氣分餾， 沸點低於 先汽化，但無法得純 。也可以通过机械方法（例如加压反渗透膜和变压吸附法）处理氣態空气得到氮气。商品化氮气常常是制作工业用氧气时的副产品。工业氮气被压缩后都用黑色钢瓶装，常被稱为OFN（oxygen-free nitrogen，无氧氮气）。[1]
- 實驗法：
2.純空氣通過灼熱銅粉或銅絲網去氧：
- （純度低）
氮氣的用途
编辑廉价又安定的保护气，用于金属炼制及高温合成时的简单保护性氛围（但其稳定性不及氦气及氩气）；高温下用于合成氮化物（如氮化硅陶瓷、氮化硼等）。其化合物亦有用於農業，如氮肥。液態氮有時用於冷卻。此外，氮氣是包装食品的填充氣體，用于保持包装外形避免挤压损坏，同时更重要的，隔绝氧气而使食物不變壞。
氮氣在生命形成的保護中起重要意義，氮氣化學性質穩定，不像其他氣體太活躍容易破壞生物結構，但又在大氣中起到阻擋太空粒子及隕石沖擊作用，而其分子重量，與氧氣相約且比氧氣輕，不會使氧氣被排到太高的空中或太過聚集於地球表面。而且其溫室效應不明顯，不會使地球表面溫度太高。因此給生物提供了一個適合生長和進化的穩定環境。
可以利用氮氣在鐵催化劑存在之下與氫氣反應，生成氨。這叫做哈柏法。
参考资料
编辑- ^ Reich, Murray.; Kapenekas, Harry. Nitrogen Purfication. Pilot Plant Removal of Oxygen. Industrial & Engineering Chemistry. 1957, 49 (5): 869–873. doi:10.1021/ie50569a032.
- ^ 2.0 2.1 Bartlett, J. Kenneth. Analysis for nitrite by evolution of nitrogen: A general chemistry laboratory experiment. Journal of Chemical Education (American Chemical Society (ACS)). 1967, 44 (8): 475. ISSN 0021-9584. doi:10.1021/ed044p475.
- ^ Eremets, M. I.; Popov, M. Yu.; Trojan, I. A.; Denisov, V. N.; Boehler, R.; Hemley, R. J. Polymerization of nitrogen in sodium azide. The Journal of Chemical Physics (AIP Publishing). 2004-06-08, 120 (22): 10618–10623. ISSN 0021-9606. doi:10.1063/1.1718250.