氮

三分之二的空气在大气由惰性气体氮。在呼吸氮从肺部呼出化学改变。大多数氮存在作为一个自由元素在大气中。它形成的化合物是非常的活跃和必要的所有生物。

在活细胞原生质需要氮的形成。蛋白质生命是至关重要的,它是由含氮化合物联系在一起。尽管大量的自由空气中的氮,它必须结合使用的生物化合物。自由氮的过程与其他元素称为固氮。

固氮的行动发生在自然闪电和细菌。一道闪电氮与氧结合而成一氧化氮(NO)、二氧化氮(没有变化₂在冷却)。二氧化氮与水结合形成硝酸(HNO₃)。稀酸下降到地球和与土壤中的矿物质反应生成硝酸盐。硝酸盐形成化合物细胞生长所必需的。更大数量的氮固定的行动细菌在土壤和植物的根。

在固氮细菌pasteurianum梭状芽胞杆菌和属的物种固氮菌和根瘤菌。Plant-dwelling细菌生活的根源豆类。然而,他们修复超过这些植物所需氮。剩余存储在根和土壤植物死后逃离。土壤和plant-dwelling细菌将空气中的氮和它与氢结合,形成化合物加入形成蛋白质。

氮在活组织可以反复使用。如果一个植物或动物死亡,腐烂的细菌分解蛋白质,和在氨氮释放(NH₃)。会释放到空气的一部分。其余部分是受到另一种类型的细菌将氨转化成亚硝酸盐。还有另一种类型的细菌变化硝酸盐亚硝酸盐,植物创建所需要的蛋白质。的细菌被称为硝化细菌做这一至关重要的工作。相反的结果是由反硝化细菌。他们在衰变过程中作用于蛋白质释放到大气中的氮。在某种程度上,这种持续的损失是由硝化细菌的作用。氮之间的循环大气和土壤称为氮循环。

当植物死了,他们返回到土壤氮。然而,当作物收获后,氮移除,不回来了。出于这个原因,必须覆盖土壤与肥料氮的化合物称为定期。硝酸钠、硫酸铵和动物废物与氮物质提供了土壤。

自然过程不产生必要的大量的这类含氮化合物。化学家们设计了一个免费的氮转化为可用的进程数量氮的化合物。这科目哈勃-博施方法巨大压力的氮气和氢气的混合物铁催化剂的存在。气体团结起来形成氨。这是使用最广泛的工业固氮的方法。卡萨勒法和克劳德Haber-Bosch方法的过程变化。

第二个重要方法是电弧过程。在这个过程中,空气通过一个电炉吹。氮气和氧气结合形成过氧化氮然后通过喷雾水形成硝酸。这种方法需要大量的低成本的电力。氰氨化过程中,氮是通过热电石(CaC₂)。由此产生的反应会产生氰氨化钙(CaCN₂)。这种化合物可以直接使用作为肥料或可以转化成氨。

氮是首次发现在1772年由英国化学家Daniel卢瑟福。它是一种无色气体在标准温度和原子重量为14.0067。它溶解在-195.8°C (-320.4°F)和冻结-209.9°C (-345.8°F)。氮范围从1到5的价。这些组合与二价氧的化合物。它形成一氧化二氮(N₂O)、一氧化氮(NO)、三氧化二氮(N₂O₃)、二氧化氮(没有₂)和五氧化二氮(N₂O₅)。然而,在大多数情况下,氮的化合物的价是3或5。

两个最熟悉的氮的化合物硝酸和氨,基地。发现许多学生使用这些试剂的化学课程。氮与金属镁等元素结合形成氮化镁(毫克₃N₂)。氮化物与水反应生成氨。碳和氮团结起来,作为一个激进的(- cn)称为氰化物激进。氰化物激进结合氢、钾或钠形成氰化物。这些化合物是有毒的,但有重要的商业用途。

氮气的化学性质相对不活跃的缓慢形成的化合物。因此毫不奇怪发现氮的化合物大部分是不稳定的。许多分解或爆炸性分解暴力。正是这种特性,解释了为什么许多常用炸药氮的化合物。氮的化合物肼是其中一个最强大的燃料。这是一个家庭的成员被称为氮氢化合物的含氮化合物是类似于碳氢化合物。

最重要的有机化合物氮是蛋白质。这些都是复杂的分子构建的氨基酸,氨基酸组(nh₂)的基本结构单元。苯胺染料,含有氮,有特殊的亲和力的蛋白质在丝绸和羊毛织物。大多数摄影开发者含有氮。药物,如咖啡因、奎宁和吗啡还宝贵的含氮化合物(看到化学)。