氮的化学式

氮气(Nitrogen),是氮元素形成的一种单质,化学式N2。

一、氮的物理性质

1、氮是一种无色无味的气体,占空气体积分数约78%(氧气约21%)。

2、氮的熔点是63.23 K(-209.86 °C),沸点是77.36 K(-195.79 °C),临界温度是126.19 K,难于液化。

3、氮的密度在常压下为1.2506 g/L,液态时为0.808 g/mL,固态时为1.026 g/mL。

4、氮的溶解度很小,常压下在283 K时一体积水可溶解0.02体积的氮气。

5、氮的晶体结构为六方,磁性为抗磁性,热导率为25.83×10^-3 W·m-1,声速(气态,27 °C)为353 m/s。

二、氮的化学性质

1、氮有多种氧化态,从-3到+5,其中最常见的是-3(如NH_3)、0(如N_2)和+5(如NO_3^-)。

2、氮的电负性为3.04(鲍林标度),仅次于氟,属于高电负性元素。

3、氮的第一电离能为1402.3 kJ/mol,第二电离能为2856 kJ/mol,第三电离能为4578.1 kJ/mol,表明氮很难失去或得到电子。

4、氮原子之间会形成非常牢固的三键(N≡N),其键能为941 kJ/mol,是已知最强的单键之一。

5、氮与其他元素反应时通常需要高温、高压或催化剂,因为它需要克服三键的稳定性和惰性。

氮的作用和运用

1、作用

它可以作为惰性保护气体,防止某些物质被氧化或燃烧。例如,食品、瓜果、灯泡等都可以用氮气填充,以延长保存期或提高亮度。

它是构成氨基酸和蛋白质的基本成分。氮可以促进植物进行光合作用,促使叶片生长,提高植物对营养的吸收,从而提高植物的产量和质量。动物也需要摄取含氮的食物来维持生命活动。

2、运用

制造化肥和农药。氮是植物生长所必需的元素之一,它可以通过合成氨的方法从空气中提取出来,然后制成各种氮肥,如尿素、硝酸铵、碳酸氢铵等。这些氮肥可以提高土壤的肥力,促进作物的生长,增加农业产量。