氮
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氮(N),属第15组[Va]的非金属元素元素周期表.它是无色、无臭、无味的气体这是最丰富的元素地球的大气,是一个组成所有的生物。
原子序数 | 7 |
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原子量 | 14.0067 |
熔点 | −209.86°c(−345.8°f) |
沸点 | −195.8℃(−320.4℉) |
密度(1atm, 0°C) | 1.2506克/升 |
通常的氧化态 | −3、+3、+5 |
电子构型 | 1年代22年代22p3. |
历史
地球大气中约五分之四是氮,在早期的地球大气调查中,氮被分离出来并被认为是一种特定的物质空气.卡尔·威廉·舍勒他在1772年证明,空气是两种气体的混合物,他把其中一种气体称为“火气”,因为它能支撑空气燃烧另一种是“污浊空气”,因为它是在“火焰空气”用完之后留下的。“火气”当然是,氧气还有“污浊的空气”氮。几乎在同一时间,一位苏格兰植物学家也发现了氮,丹尼尔·卢瑟福(他是第一个发表他的发现的人),由英国化学家亨利·卡文迪什英国牧师和科学家约瑟夫普利斯特里他和舍勒被认为是发现氧气的功臣。后来的研究表明,这种新气体是硝基的组成部分,硝基是一种俗称硝酸钾(先3.),因此,法国化学家让-安托万-克劳德·查塔尔于1790年将其命名为氮气。氮首先被认为是一种化学元素通过Antoine-Laurent拉瓦锡他对氧气在燃烧中的作用的解释最终推翻了牛顿的理论燃素理论上,一个错误的关于燃烧的观点在18世纪早期开始流行。氮无法维持生命。佐伊)促使拉瓦锡给它命名氮,至今仍相当于法国的氮.
发生和分布
在元素中,氮的宇宙丰度排名第六。地球的大气由75.51%的重量(或78.09%的体积)的氮组成;这是商业和工业用氮的主要来源。大气中也含有不同数量的氨还有铵盐,还有氮氧化物硝酸(后一种物质在暴风雨和内燃机中形成)。许多陨石中都有游离氮;在火山、矿井和一些矿泉的气体中;在阳光下;在一些恒星和星云中。
氮也存在于硝石或硝石(钾)的矿床中硝酸,先3.),智利硝石(硝酸钠,NaNO3.),但这些矿藏的数量完全不能满足人类的需要。另一种富含氮的物质是鸟粪,在蝙蝠洞和鸟类经常出没的干燥地方发现。结合起来,氮存在于雨水和雨水中土壤在海水中作为铵(NH)4+),亚硝酸盐(没有2−)和硝酸盐(NO3.−)离子。氮构成平均约占复杂有机物质重量的16%化合物被称为蛋白质,存在于所有生物体中。地壳中氮的自然丰度是千分之0.3。宇宙丰度——宇宙中估计的总丰度——是每个原子3到7个原子硅,以此为标准。
商业生产及用途
氮的商业生产很大程度上是由分馏液化空气。氮的沸点为−195.8°C(- 320.4°F),大约比氧气低13°C(- 23°F),因此留下来。氮也可以通过燃烧大规模生产碳或空气中的碳氢化合物,并将其分离二氧化碳而且水从剩余氮。在小范围内,纯氮是通过加热制成的钡叠氮化Ba (N3.)2.产生氮的各种实验室反应包括加热亚硝酸铵(NH4没有2)溶液,氨氧化由溴水,氨被热铜氧化氧化.
在需要排除氧气和水分的反应中,单质氮可用作惰性气氛。在液态,氮有宝贵的低温应用;除了气体氢甲烷,一氧化碳,氟,和氧气,几乎所有化学物质的蒸汽压在沸点因此,在这个温度下,氮和氮以结晶固体的形式存在。
在化学工业,氮被用作防止氧化或其他恶化作为反应气体的惰性稀释剂,作为去除热量或化学物质的载体,以及作为火灾或爆炸的抑制剂。在食品工业中,氮气用于防止氧化、霉菌或昆虫造成的变质,液氮用于冷冻干燥和制冷系统。在电气工业中,氮气用于防止氧化和其他化学反应,给电缆护套加压,以及屏蔽电机。氮在金属工业的焊接、焊接和钎焊中得到应用,它有助于防止氧化、渗碳和脱碳。作为一种非活性气体,氮气被用来制造泡沫或膨胀橡胶,塑料和弹性体,作为一种推进剂用于气雾剂罐的气体,以及用于反应喷射的加压液体推进剂。在医学上冻结用液氮可以保存血,骨髓组织,细菌和精液。液氮在低温研究中也被证明是有用的。