查看“︁氮氣”︁的源代码

{{about|由氮元素组成的{{化學式|氮|2}}气体|氮元素|氮}}
{{Expand language|1=fr|time=2020-05-05T09:43:54+00:00}}
{{Chembox
| ImageFile      = Dinitrogen-2D-dimensions.png
| ImageFile1     = Dinitrogen-3D-vdW.png
| ImageFile_Ref  = {{Chemboximage|correct|??}}
| IUPACName      = Dinitrogen（二氮）
| OtherNames     = Diatomic nitrogen（二原子氮）
| SystematicName = 
| Section1       = {{Chembox Identifiers
| CASNo_Ref = {{cascite|correct|CAS}}
| CASNo = 7727-37-9
| SMILES = N#N
| StdInChI_Ref = {{stdinchicite|correct|chemspider}}
| StdInChI = 1/N2/c1-2
}}
| Section2       = {{Chembox Properties
| N=2 
| Dipole = 
}}
| Section3       = {{Chembox Thermochemistry
| DeltaHf = 
| Entropy = 
| HeatCapacity = 
}}
| Section4       = {{Chembox Related
| OtherCompounds = [[三线态氧]]
}}
| Section5       = 
| Section6       = 
}}
'''氮氣'''（[[化學式]]：{{化學式|氮|2}}）是[[氮]]的[[双原子分子|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{{convert|-195.79|C|F K|lk=on}}的温度会[[凝结]]成[[液氮]]，在{{convert|63.23|K|C F}}则会[[凝固]]成固态氮。

因为氮气有着[[三键|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[[压强|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]]：

<chem>3Mg + N2 ->Mg3N2</chem>

== 制备 ==
*工業法：液態空氣[[分餾]]，<chem>N2</chem>沸點低於<chem>O2</chem>先汽化，但無法得純<chem>N2</chem>。也可以通过机械方法（例如加压反[[渗透压|渗透膜]]和{{Link-en|变压吸附法|Pressure Swing Adsorption}}）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）。<ref>{{Cite journal|doi= 10.1021/ie50569a032|title=Nitrogen Purfication. Pilot Plant Removal of Oxygen|year=1957|journal=Industrial & Engineering Chemistry|volume= 49|pages= 869–873|issue= 5|last1= Reich|first1= Murray.|last2= Kapenekas|first2= Harry.}}</ref>

*實驗法：
1.[[氯化銨]]混合[[亞硝酸鈉]]加熱：<ref name="labProduction">{{cite journal | last=Bartlett | first=J. Kenneth | title=Analysis for nitrite by evolution of nitrogen: A general chemistry laboratory experiment | url=https://archive.org/details/sim_journal-of-chemical-education_1967-08_44_8/page/475 | journal=Journal of Chemical Education | publisher=American Chemical Society (ACS) | volume=44 | issue=8 | year=1967 | issn=0021-9584 | doi=10.1021/ed044p475 | page=475}}</ref>
:<chem>NH4Cl + NaNO2 -> N2 + NaCl + 2H2O</chem>（純度高）
:此反应也会产生少量<chem>NO</chem>和<chem>HNO3</chem>，将气体產物通过混有[[重铬酸钾|二鉻酸鉀]]的液态[[硫酸]]可以去除。<ref name="labProduction"/>
2.純空氣通過灼熱銅粉或銅絲網去氧：
:<chem>4N2 + O2 + 2Cu -> 2CuO + 4N2</chem>（純度低）
3.[[氨氣]]通過灼熱[[氧化銅]]：
:<chem>2NH3 + 3CuO -> 3Cu + 3H2O + N2</chem>

*高纯度的氮气可以通过[[叠氮化钡]]或[[叠氮化钠]]的热分解反应得到：<chem>2NaN3 -> 2Na + 3N2</chem><ref>{{cite journal | last=Eremets | first=M. I. | last2=Popov | first2=M. Yu. | last3=Trojan | first3=I. A. | last4=Denisov | first4=V. N. | last5=Boehler | first5=R. | last6=Hemley | first6=R. J. | title=Polymerization of nitrogen in sodium azide | journal=The Journal of Chemical Physics | publisher=AIP Publishing | volume=120 | issue=22 | date=2004-06-08 | issn=0021-9606 | doi=10.1063/1.1718250 | pages=10618–10623}}</ref>

== 氮氣的用途 ==
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]]。
:<chem>N2 +3H2 <=>2NH3</chem>
氨可以用於[[肥料]]和其他[[化合物]]的合成。

==参考资料==
{{reflist}}

{{Diatomicelements}}
{{Authority control}}
[[Category:氮的同素異形體]]
[[Category:气体]]
[[Category:同核雙原子分子]]
[[Category:1770年代发现的物质]]
[[Category:有E编码的食品添加剂]]