化学元素 · 参考页
7N

氮

氮(N)是原子序数为 7 的化学元素,位于第 2 周期、第 15 族、p 区。室温下为气态。 原子序数等于原子核中的质子数,因此能够唯一确定元素。

原子序数7
标准原子量[14.00643, 14.00728]
族15
周期2
区p
电子排布[He] 2s2 2p3
电子结构

决定其化学性质的因素

“氮”位于第 15 族,通常有五个价电子。根据成键对象不同,可形成三个共价键、多重键以及多种氧化态。

电子排布 [He] 2s2 2p3 把它在周期表中的位置与氢化物、氧化物、卤化物和含氧化合物的化学联系起来。

化学形态

化合物、离子与材料

“氮”能够形成多种化合物,其性质取决于氧化态和成键方式。常见类别可能包括氧化物、卤化物、氢化物、盐类和配位化合物。

物理性质

状态与相变

室温下单质为气态。密度为 1.251 g/L。熔点为 63.17 K (-210.0 °C)。沸点为 77.36 K (-195.8 °C)。实际测得的物理量还会受到压力、纯度、同素异形体或晶体结构等条件影响。

存在与应用

氮在哪里出现,又有哪些用途?

氮以 N₂ 形式构成地球大气的大部分。含氮化合物对于蛋白质、核酸和肥料都非常重要。

实际应用

实际用途示例

大气

在这一领域中,“氮”或其化合物因相应的化学、物理或同位素性质而得到应用;具体作用取决于材料和装置。

肥料生产

在这一领域中,“氮”或其化合物因相应的化学、物理或同位素性质而得到应用;具体作用取决于材料和装置。

低温技术

在这一领域中,“氮”或其化合物因相应的化学、物理或同位素性质而得到应用;具体作用取决于材料和装置。

周期表位置

相邻元素说明了什么

“氮”位于第 2 周期、第 15 族、p 区,分类为双原子非金属。与同族元素比较可以看出价电子结构的相似性,而沿周期移动则能观察原子半径、电离能、电负性和成键性质的规律变化。

参考数据

物理与原子性质

分类双原子非金属
室温下状态气态
电子层2 · 5
密度1.251 g/L
熔点63.17 K (-210.0 °C)
沸点77.36 K (-195.8 °C)
鲍林电负性3.04
第一电离能1 402 kJ/mol
电子亲和能—

这些数值在适用时描述元素本身或中性原子。实际物理量可能随同素异形体、压力、纯度和测量条件而变化。

历史

发现与鉴定

“氮”的发现史包括认识其独立的化学性质、分离或制备相应物质,并最终把它准确描述为原子序数 7 的元素。

同位素与原子量

同位素组成如何影响数值

标准原子量以区间 [14.00643, 14.00728] 表示。天然样品的同位素组成会略有变化,因此用单一小数值会掩盖这种真实差异。

“氮”至少有一种稳定同位素。所有同位素的质子数相同,但中子数和原子质量不同。

安全

操作与暴露

“氮”相关风险取决于化学形态、剂量和暴露途径。单质、离子和不同化合物的生物与环境效应可能差异很大,因此应依据具体物质的安全数据进行处理。