氮原子

簡介

1772年由瑞典藥劑師舍勒發現，後由法國科學家拉瓦錫確定是一種元素。1787年由拉瓦錫和其他法國科學家提出，氮的英文名稱nitrogen，是"硝石組成者“的意思。中國清末化學家啟蒙者徐壽在第一次把氮譯成中文時曾寫成“淡氣”，意思是說，它“沖淡”了空氣中的氧氣。元素名來源於希臘文，原意是“硝石”。

氮在地殼中的含量很少，自然界中絕大部分的氮是以單質分子氮氣的形式存在於大氣中，氮氣占空氣體積的百分之七十八。氮的最重要的礦物是硝酸鹽。

氮在地殼中的重量百分比含量是0.0046%，總量約達到4×1012噸。動植物體中的蛋白質都含有氮。土壤中有硝酸鹽，例如KNO₃。在南美洲智利有硝石礦（NaNO₃），這是世界上唯一的這種礦藏，是少見的含氮礦藏。宇宙星際已發現含氮分子，如NH₃、HCN等。

氮的豐度1.8×10占16位。自然界的氮有兩種同位素，分別為99.63%、0.365%。

在室溫下不與空氣，鹼，水反應，加熱到3273K時，只有0.1%分解，因此，N2是化學特性物質，氮的最重要的礦物是硝酸鹽。氮有兩種天然同位素：氮14和氮15，其中氮14的豐度為99.625%。

晶體結構：晶胞為六方晶胞。　
元素類型：非金屬元素

氮氣為無色、無味的氣體。氮通常的單質形態是氮氣。它無色無味無臭，是很不易有化學反應呈化學惰性的氣體，而且它不支持燃燒。

主要成分：高純氮≥99.999%; 工業級一級≥99.5%; 二級≥98.5%。

外觀與性狀：無色無臭氣體。

溶解性：微溶於水、乙醇。

主要用途：用於合成氨，制硝酸，用作物質保護劑，冷凍劑。

N原子的價電子層結構為2s2p3，即有3個成單電子和一對孤電子對，以此為基礎，在形成化合物時，可生成如下三種鍵型：

形成離子鍵

N原子有較高的電負性（3.04），它同電負性較低的金屬，如Li（電負性0.98）、Ca（電負性1.00）、Mg（電負性1.31）等形成二元氮化物時，能夠獲得3個電子而形成N3-離子。

N₂+ 6Li = 2 Li₃N

N₂+ 3Mg =點燃= Mg₃N₂

N3-離子的負電荷較高，半徑較大（171pm），遇到水分子會強烈水解，因此的離子型化合物只能存在於乾態，不會有N3-的水合離子。

形成共價鍵

N原子同電負性較高的非金屬形成化合物時，形成如下幾種共價鍵：

⑴N原子採取sp3雜化態，形成三個共價鍵，保留一對孤電子對，分子構型為三角錐型，例如NH₃、NF₃、NCl₃等。

若形成四個共價單鍵，則分子構型為正四面體型，例如NH₄+離子。

⑵N原子採取sp2雜化態，形成2個共價鍵和1個單鍵，並保留有一對孤電子對，分子構型為角形，例如Cl—N=O。（N原子與Cl 原子形成一個σ 鍵和一個π鍵，N原子上的一對孤電子對使分子成為角形。）