氮
简介氮，dàn,原子序数7，原子量为14.006747。元素名来源于希腊文，原意是“硝石”。1772年由瑞典药剂师舍勒和英国化学家卢瑟福同时发现，后由法国科学家拉瓦锡确定是一种元素。氮[1]在地壳中的含量为0.0046%，自然界绝大部分的氮是以单质分子氮气的形式存在于大气中，氮气占空气体积的78%。氮的最重要的矿物是硝酸盐。氮有两种天然同位素：氮14和氮15，其中氮14的丰度为99.625%。
原子体积:(立方厘米/摩尔)
17.3
元素在太阳中的含量:(ppm)
1000
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.00008
氮在空气中的密度是1.2572千克/立方米,在氨中的密度是1.2505千克/立方米
元素名称：氮
元素符号：Ｎ
晶体结构：晶胞为六方晶胞。
氧化态：
Main N-3, N-2, N-1, N+1, N+2, N+3, N+4, N+5
Other
地壳中含量：（ppm）
25
化学键能： (kJ /mol)
N-H 390
N-N 160
N=N 415
N≡N(氮气) 948
N-Cl 193
N-C 286
N=C 615
N≡C 887
晶胞参数：
a = 386.1 pm
b = 386.1 pm
c = 626.5 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
声音在其中的传播速率：（m/S）
353
热导率: W/(m·K)
25.83
电离能 (kJ/ mol)
M - M+ 1402.3
M+ - M2+ 2856.1
M2+ - M3+ 4578.0
M3+ - M4+ 7474.9
M4+ - M5+ 9440.0
M5+ - M6+ 53265.6
M6+ - M7+ 64358.7
元素类型：非金属元素
元素原子量：１４．０１
质子数：７
中子数：７
原子序数：７
所属周期：２
所属族数：ＶＡ
电子层分布：L２－K５
氮气为无色、无味的气体，熔点-209.86°C，沸点-195.8°C，气体密度1.25046克/升，临界温度-146.95°C，临界压力33.54大气压。
危险性概述危险性类别
侵入途径：
健康危害： 空气中氮气含量过高，使吸入气氧分压下降，引起缺氧窒息。吸入氮气浓度不太高时，患者最初感胸闷、气短、疲软无力；继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳，称之为“氮酩酊”，可进入昏睡或昏迷状态。吸入高浓度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。潜水员深替时，可发生氮的麻醉作用；若从高压环境下过快转入常压环境，体内会形成氮气气泡，压迫神经、血管或造成微血管阻塞，发生“减压病”。
环境危害：
燃爆危险： 本品不燃。
急救措施吸入过量： 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输纯氧。呼吸心跳停止时，立即进行人工呼吸和胸外心脏按压术。就医。
消防措施
危险特性： 若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
有害燃烧产物： 本品不燃。
灭火方法： 本品不燃。
泄漏应急处理
应急处理： 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
操作处置与储存操作注意事项： 密闭操作。密闭操作，提供良好的自然通风条件。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。防止气体泄漏到工作场所空气中。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备泄漏应急处理设备。
储存注意事项： 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。储区应备有泄漏应急处理设备。
接触控制/个体防护
职业接触限值
中国MAC(mg/立方米)： 未制定标准
前苏联MAC(mg/立方米)： 未制定标准
TLVTN： ACGIH 窒息性气体
TLVWN： 未制定标准
监测方法工程控制： 密闭操作。提供良好的自然通风条件。
呼吸系统防护： 一般不需特殊防护。当作业场所空气中氧气浓度低于18％时，必须佩戴空气呼吸器、氧气呼吸器或长管面具。
眼睛防护： 一般不需特殊防护。
身体防护： 穿一般作业工作服。
手防护： 戴一般作业防护手套。
其他防护： 避免高浓度吸入。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。
理化特性主要成分： 含量: 高纯氮≥99.999％; 工业级 一级≥99.5％; 二级≥98.5％。
外观与性状： 无色无臭气体。
pH：
熔点(℃)： -209.8
沸点(℃)： -195.6
相对密度(水=1)： 0.81(-196℃)
相对蒸气密度(空气=1)： 0.97
饱和蒸气压(kPa)： 1026.42(-173℃)
燃烧热(kJ/mol)： 无意义
临界温度(℃)： -147
临界压力(MPa)： 3.40
辛醇/水分配系数的对数值： 无资料
闪点(℃)： 无意义
引燃温度(℃)： 无意义
爆炸上限%(V/V)： 无意义
爆炸下限%(V/V)： 无意义
溶解性： 微溶于水、乙醇。
主要用途： 用于合成氨，制硝酸，用作物质保护剂，冷冻剂。
价键结构
由于单质N2在常况下异常稳定，人们常误认为氮是一种化学性质不活泼的元素。实际上相反，元素氮有很高的化学活性。N的电负性（3.04）仅次于F和O，说明它能和其它元素形成较强的键。另外单质N2分子的稳定性恰好说明N原子的活泼性。问题是目前人们还没有找到在常温常压下能使N2分子活化的最优条件。但在自然界中，植物根瘤上的一些细菌却能够在常温常压的低能量条件下，把空气中的N2转化为氮化合物，作为肥料供作物生长使用。所以固氮的研究一直是一个重要的科学研究课题。因此我们有必要详细了解氮的成键特性和价键结构。
N原子的价电子层结构为2s2p3，即有3个成单电子和一对孤电子对，以此为基础，在形成化合物时，可生成如下三种键型：
1.形成离子键
2.形成共价键
3.形成配位键
形成离子键
N原子有较高的电负性（3.04），它同电负性较低的金属，如Li（电负性0.98）、Ca（电负性1.00）、Mg（电负性1.31）等形成二元氮化物时，能够获得3个电子而形成N3-离子。
N2+ 6 Li == 2 Li3N
N2+ 3 Ca == Ca3N2
N2+ 3 Mg == Mg3N2
N3-离子的负电荷较高，半径较大（171pm），遇到水分子会强烈水解，因此的离子型化合物只能存在于干态，不会有N3-的水合离子。
形成共价键
N原子同电负性较高的非金属形成化合物时，形成如下几种共价键：
⑴N原子采取sp3杂化态，形成三个共价键，保留一对孤电子对，分子构型为三角锥型，例如NH3、NF3、NCl3等。
若形成四个共价单键，则分子构型为正四面体型，例如NH4+离子。
⑵N原子采取sp2杂化态，形成2个共价双键和1个单键，并保留有一对孤电子对，分子构型为角形，例如Cl—N=O 。（N原子与Cl 原子形成一个σ 键和一个π键，N原子上的一对孤电子对使分子成为角形。）
若没有孤电子对时，则分子构型为三角形，例如HNO3分子或NO3-离子。硝酸分子中N原子分别与三个O原子形成三个σ键，它的π轨道上的一对电子和两个O原子的成单π电子形成一个三中心四电子的不定域π键。在硝酸根离子中，三个O原子和中心N原子之间形成一个四中心六电子的不定域大π键。
这种结构使硝酸中N原子的表观氧化数为+5，由于存在大π键，硝酸盐在常况下是足够稳定的。
⑶N原子采取sp 杂化，形成一个共价叁键，并保留有一对孤电子对，分子构型为直线形，例如N2分子和CN-中N原子的结构。
形成配位键
N原子在形成单质或化合物时，常保留有孤电子对，因此这样的单质或化合物便可作为电子对给予体，向金属离子配位。例如[Cu(NH3)4]2+。
其它理化性质：
第十部分：稳定性和反应活性
稳定性：
禁配物：
避免接触的条件：
聚合危害：
分解产物：
第十一部分：毒理学资料
急性毒性： LD50：无资料
LC50：无资料
亚急性和慢性毒性：
刺激性：
致敏性：
致突变性：
致畸性：
致癌性：
第十二部分：生态学资料
生态毒理毒性：
生物降解性：
非生物降解性：
生物富集或生物积累性：
其它有害作用： 无资料。
第十三部分：废弃处置
废弃物性质：
废弃处置方法： 处置前应参阅国家和地方有关法规。废气直接排入大气。
废弃注意事项：
第十四部分：运输信息
危险货物编号： 22005
UN编号： 1066
包装标志：
包装类别： O53
包装方法： 钢质气瓶；安瓿瓶外普通木箱。
运输注意事项： 采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放，并应将瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动。严禁与易燃物或可燃物等混装混运。夏季应早晚运输，防止日光曝晒。铁路运输时要禁止溜放。
第十五部分：法规信息
法规信息 化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布)，化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号)，工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定；常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第2.2 类不燃气体。其它法规：工业用气态氮 (GB3864-83)。
氮分子是由两个氮原子组成，特别稳定，它对许多反应试剂是惰性的。在高温、高压并有催化剂存在的情况下，氮和氢作用生成氨。空气中的单质氮和氧在雷电的作用下，可生成氧化氮。锂和氮在常温下即可反应，过渡金属在高温下也可和氮反应，生成氮化物。
氮是组成动植物体内蛋白质的重要成分，但高等动物及大多数植物不能直接吸收氮。氮主要用来制造氨，其次是制备氮化物、氰化物、硝酸及其盐类等。此外，还可用作保护性气体、泡沫塑料中的发泡剂，液氮可用于冷凝剂。
含氮的食物一种固氮的方式是利用植物的根瘤菌,根瘤菌是一种细菌,能使豆科植物的根部形成根瘤,在自然条件下,它能把空气中的氮气转化为含氮的化合物,供植物利用。“种豆子不上肥,连种几年地更肥”就是讲的这个道理。
蛋白质是复杂的含氮有机化合物，分子量很大，大部分高达数万至数百万，分子的长轴则 长达1～100um，它们由20种氨基酸通过酰胺键 ... 一般蛋白质含氮量为16%，即1份氮素相当 于6.25份蛋白质，此数值（6.25）称为蛋白质系数，不同种类食品的蛋白质系数有所不 ...
在动物蛋白中，牛奶、蛋类的蛋白质是所有蛋白质食物中品质最好的，其原因是最容易消化，氨基酸齐全，也不易引起痛风发作。
蛋黄蛋白质含量略高于蛋白，但一个蛋黄可含高达300毫克的胆固醇，即使是心脏没有病的人，也不宜多吃蛋黄，而蛋白的胆固醇含量是0；蛋黄含大量油脂，平时的蛋黄我们看不出有油脂，但你把蛋黄放在微波炉中一烤你就会发现能流出大量的油，在咸蛋的蛋黄中也可看得到蛋黄的油脂，蛋黄的热量是蛋白的6倍，所以蛋黄也是高热量食物，是减肥的人需要节食的食物。
牛奶除供应蛋白质外，更重要的是它还可提供丰富的钙质，可预防缺钙。脱脂奶粉的含钙量最高，油脂含量几乎没有，故脱脂奶粉泡成的牛奶，是成年人保持苗条身材的最佳蛋白质和钙的来源。
在植物蛋白中最好的是大豆蛋白，大豆中含35%的蛋白质，而且非常容易被吸收，因此大豆蛋白一直是素食主义者的最主要的蛋白质来源。豆制品可降胆固醇，还可抗癌，大豆蛋白含有丰富的异黄酮，异黄酮是一种类似荷尔蒙的化合物，可抑制因荷尔蒙失调所引发的肿瘤细胞的生长。另外，食用菌也是瘦身族的主要蛋白质来源。
还有每百克芝麻酱含蛋白质20克，比瘦猪肉、鸡蛋、小黄鱼、鲳鱼等含蛋白质要高
氮平衡
蛋白质在消化道内被分解为氨基酸和小分子短肽，并被吸收，大部分用于合成组织蛋白，以供运动后被损肌肉组织的修复和生长，部分用于合成各种功能蛋白和蛋白质以外的含氮化合物，如嘌呤，肌酸。部分氨基酸吸收后，在体内分解供能。
机体在完全不摄入蛋白质的情况下，体内的蛋白质仍然在分解与合成，一个60公斤体重的成年男子,每日仍然会从尿，粪，皮肤及分泌物等途径排出3.2克氮，相当于20克蛋白质。这种完全不摄入蛋白质时,机体不可避免的消耗氮量,称为“必要的氮损失”。这就是说一个60公斤体重的成年男子,每日至少要摄入20克优质蛋白质。才可以维持肌体内正常的蛋白质代谢。
在一定的时间内，摄入的氮量和排出的氮量之间的关系，就称之为“氮平衡”用以衡量人体蛋白质的需要量和评价人体肌肉蛋白质的状况。
氮平衡有三种情况：
1、氮平衡:在一定的时间内，摄入的氮量与排出的氮量相等。则表示人体内蛋白质的合成与分解处在平衡状态，人体的肌肉围度处于原来的围度与水平。
2、正氮平衡:摄入氮量大于排出氮量，蛋白质的合成大于分解量，运动后被破坏的肌肉纤维就会迅速修复、增长。肌肉处于消减状态。
3、负氮平衡：摄入的氮量小于排除的氮量，蛋白质的合成小于分解，此时人体的肌肉蛋白为保证机体活动进行分解供能。
氮对植物的影响氮是构成蛋白质的主要成分，对茎叶的生长和果实的发育有重要作用，是与产量最密切的营养元素。在第一穗果迅速膨大前，植株对氮素的吸收量逐渐增加。
以后在整个生育期中，特别是结果盛期，吸收量达到最高峰。土壤缺氮时，植株矮小，叶片黄化，花芽分化延迟，花芽数减少，果实小，坐果少或不结果，产量低，品质差。氮素过多时，植株徒长，枝繁叶茂，容易造成大量落花，果实发育停滞，含糖量降低，植株抗病力减弱。番茄对氮肥的需要，苗期不可缺少，适当控制，防止徒长；结果期应勤施多施，确保果实发育的需要。
氮的用途氮气是无害气体，因为氮气的化学活性稳定，不容易和其他物质进行反应，在空气中，氮气的气体体积占78%，主要起维持大气压强的作用，否则，大气压力就太弱了，不利于人类生存，很典型的例子就是青藏高原，大气稀薄，含氧量低，除非当地人，否则很难适应，容易起高原反应
氮的作用
氮是植物生长的必需养分之一，它是每个活细胞的组成部分。植物需要大量氮。
氮素是叶绿素的组成成分，叶绿素a和叶绿素ß都是含氮化合物。绿色植物进行光合作用，使光能转变为化学能，把无机物（二氧化碳和水）转变为有机物（葡萄糖）是借助于叶绿素的作用。葡萄糖是植物体内合成各种有机物的原料，而叶绿素则是植物叶子制造“粮食”的工厂。氮也是植物体内维生素和能量系统的组成部分。
氮素对植物生长发育的影响是十分明显的。当氮素充足时，植物可合成较多的蛋白质，促进细胞的分裂和增长，因此植物叶面积增长炔，能有更多的叶面积用来进行光合作用。
此外，氮素的丰缺与叶子中叶绿素含量有密切的关系。这就使得我们能从叶面积的大小和叶色深浅上来判断氮素营养的供应状况。在苗期，一般植物缺氮往往表现为生长缓慢，植株矮小，叶片薄而小，叶色缺绿发黄。禾本科作物则表现为分孽少。生长后期严重缺氮时，则表现为穗短小，籽粒不饱满。在增施氮肥以后，对促进植物生长健壮有明显的作用。往往施用后，叶色很快转绿，生长量增加。但是氮肥用量不宜过多，过量施用氮素时，叶绿素数量增多，能使叶子更长久地保持绿色，以致有延长生育期、贪青晚熟的趋势。对一些块根、块茎作物，如糖用甜菜，氮素过多时，有时表现为叶子的生长量显著增加，但具有经济价值的块根产量却少得使人失望。