氮,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确定是一种元素。氮在地壳中的含量为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%。

氮在空气中的密度是1.2572kg/m^3,在氨中的密度是1.2505kg/m^3

元素名称:氮

元素符号:N

晶体结构:晶胞为六方晶胞。

声音在其中的传播速率:(m/S)
353




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:2-5

氮为无色、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。

第一部分:化学品名称
化学品中文名称: 氮
化学品英文名称: nitrogen
中文名称2: 氮气
英文名称2:
技术说明书编码: 33
CAS No.: 7727-37-9
分子式: N2
分子量: 28.01

第二部分:成分/组成信息
有害物成分 含量 CAS No.
氮 ≥99.5% 7727-37-9

第三部分: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。

第四部分:急救措施
皮肤接触:
眼睛接触:
吸入: 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。
食入:

第五部分: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: 氮气。
灭火方法: 本品不燃。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却,直至灭火结束。

第六部分: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。

第七部分: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。

第八部分:接触控制/个体防护
职业接触限值
中国MAC(mg/m3): 未制定标准
前苏联MAC(mg/m3): 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。

第九部分: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。

氮的成键特征和价键结构
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个共价键和一个键,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。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。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。
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