氮的元素符號是N,原子量是14.氮氣的分子式是N2,分子量是28。
氮元素的單質(zhì)是氮氣,它是空氣的主要組分之一,我們已經(jīng)知道了.現(xiàn)在就從氮氣談起。
氮氣的物理性質(zhì) 純凈的氮氣是一種無色、無嗅、無味的氣體,比空氣稍輕,與同體積空氣重量的比是0.97.微溶于水,在水里的溶解度比氧氣在水里的溶解度還小。
如果把氮氣加高壓并降低到一定溫度,可使液化成為液態(tài)氮液態(tài)氮的沸點(一196℃)比液態(tài)氧的沸點(一183°C)稍低,所以,用液化空氣法制氧時(見第一冊§2·5),首先得到的是氮氣.工業(yè)上也就是用這個方法來制得氮氣的。
氮氣的化學性質(zhì) 氮氣的分子是由二個氮原子共用3個電子對構(gòu)成的(:N::N:).這樣的分子結(jié)構(gòu)使氮原子間結(jié)合得很牢固,不易分離.因此氮氣的性質(zhì)在常溫時較穩(wěn)定,不易眼其他元素直接化合,它與氫氣、氧氣不同,本身既不能燃燒,也不能支持燃燒,所以能大量游離存在于空氣里。
在一定條件下,氮氣也能跟氫、氧、金屬或其他非金屬等化合,例如,在高溫、高壓并有催化劑存在的的條件下,氮氣能跟
氫氣直接化合生成一種有刺激性氣味的氣體,叫做氨。
N2+3H2=(高溫,氣壓)(催化劑)=2NH3(氨)
有關(guān)氨的知識,我們將在下一節(jié)詳細研究
又如鎂在空氣里燃燒時,除跟氧化合生成氧化鎂外,也能眼氮化合生成微量的氮化鎂:
N2+3MG=點燃=MG3N2
氮眼氫或金屬化合時,化合價是一3價.
在高溫或在電火花等條件下,氮眼氧氣直接化合生成無色的一氧化氮氣體:
N2+O2=電火花=NO(一氧化碳)
一氧化氮在常溫下,很易眼氧氣進一步化合,生成棕色并有刺激性氣味的氣體一一二氧化氮:
2NO(無色)+O2=2N02二氧化氮(棕色)
二氧化氮有毒,是易溶于水的酸性氧化物(NO不溶于水).它溶于水后生成硝酸和一氧化氮:
3N02+H20=2HNO3(硝酸)+NO
一氧化氮和二氧化氮是二種重要的氮的氧化物,氮的氧化物除這二種外,還有如一氧化二氮(N2O)、三氧化二氮(N2O3)、五氧化二氮(N2O5)等.由此可看出,氮跟氧化合時,化合價是不定的,可能是+1、+2、+3、+4、+5價等,但最高是+5價