氮元素的性質(zhì)
基本信息
- 符號(hào)：N
- 原子序數(shù)：7
- 相對(duì)原子質(zhì)量：14.007
- 電子排布：1s2 2s2 2p3
- 周期：2
- 族：15（VA族）
- 塊：p
- 元素類型：非金屬
物理性質(zhì)
- 狀態(tài)（常溫常壓）：氣態(tài)
- 顏色：無(wú)色
- 氣味：無(wú)味
- 密度（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：1.251 g/L
- 熔點(diǎn)：-210.00°C（63.15 K）
- 沸點(diǎn)：-195.79°C（77.36 K）
- 臨界溫度：-147.1°C（126.05 K）
- 臨界壓力：3.40 MPa
- 電導(dǎo)率：非常低
- 熱導(dǎo)率：25.83 × 10?3 W/(m·K)（25°C）
化學(xué)性質(zhì)
- 反應(yīng)性：在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但在高溫或放電條件下可與其他元素反應(yīng)
- 氧化態(tài)：-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5
- 與氫氣反應(yīng)：生成氨氣（NH?）
- 與氧氣反應(yīng)：生成一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO?）
- 方程式：N? + O? → 2NO
- 方程式：2NO + O? → 2NO?
- 與水反應(yīng)：不直接反應(yīng)，但可以形成硝酸（HNO?）和亞硝酸（HNO?）
- 方程式：4NO? + 2H?O + O? → 4HNO?
- 與金屬反應(yīng)：在高溫下可以與某些金屬形成氮化物
同位素
- 穩(wěn)定同位素：
- 1?N：豐度 99.634%
- 1?N：豐度 0.366%
- 放射性同位素：
- 13N：半衰期 9.965 分鐘
- 1?N：半衰期 7.13 秒
自然存在
- 大氣中的含量：約 78%（體積百分比）
- 地殼中的含量：約 0.002%（質(zhì)量百分比）
- 海洋中的含量：以硝酸鹽和氨的形式存在
應(yīng)用
- 工業(yè)：生產(chǎn)氨、硝酸、炸藥等
- 農(nóng)業(yè)：制造肥料（如尿素）
- 醫(yī)療：液氮用于冷凍治療
- 科研：作為惰性氣體保護(hù)氣氛
生物作用
- 重要性：氮是生命必需的元素之一，參與蛋白質(zhì)、核酸等生物分子的合成
- 循環(huán)：氮循環(huán)是自然界中重要的生物地球化學(xué)循環(huán)之一
安全與環(huán)保
- 毒性：高濃度的氮?dú)鈺?huì)導(dǎo)致窒息
- 環(huán)境影響：過(guò)量的氮化合物（如硝酸鹽）進(jìn)入水體可引起富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題
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