氮氣

氮氣

氮氣,元素周期表第7位,化學式N2,通常狀況下是一種無色無味的氣體,且通常無毒,而且一般氮氣比空氣密度小。氮氣占大氣總量的78.12%(體積分數),是空氣的主要成份。在標準大氣壓下,冷卻至-195.6℃時,變成沒有顏色的液體。在標準大氣壓下,冷卻至-218.8℃時,液態氮變成雪狀的固體。氮氣的化學性質並不活潑,常溫下氮氣很難跟其他物質發生反應,但在高溫、高能量條件下可與某些物質發生化學變化,用來製取對人類有用的新物質。

基本信息

物理性質

氮氣在常況下是一種無色無味的氣體,且通常無毒。氮氣占空氣總量的78.12%(體積分數),在標準情況下的氣體密度是1.25g/L,氮氣難溶於水,在常溫常壓下,1體積水中大約只溶解0.02體積的氮氣。氮氣是難液化的氣體。氮氣在極低溫下會液化成無色液體,進一步降低溫度時,更會形成白色晶狀固體。在生產中,通常採用黑色鋼瓶盛放氮氣。其他物理性質見下表:

項 目 化學式 相對分子質量 CAS登錄號 EINECS登錄號 英文名稱 熔點 沸點,101.325kPa(1atm)時 臨界溫度 臨界壓力 臨界體積 臨界密度 臨界壓縮係數 液體密度,-180℃時 液體熱膨脹係數,-180℃時 表面張力,-210℃時 氣體密度,101.325 kPa(atm)和70F(21.1℃)時 氣體相對密度,101.325 kPa(1atm)和70F時(空氣=1) 汽化熱,沸點下 熔化熱,熔點下 氣體定壓比熱容cp,25℃時 氣體定容比熱容cv,25℃時 氣體比熱容比,cp/cv 液體比熱容,-183℃時 固體比熱容,-223℃時 溶解度參數 液體摩爾體積 在水中的溶解度,25℃時 氣體黏度,25℃時 液體黏度,-150℃時 氣體熱導率,25℃ 時 液體熱導率,-150℃時 屬 性 N 228.013 7727-37-9 231-783-9 Nitrogen 63.15K,-210℃ 77.35K,-195.8℃ 126.1K,-147.05℃ 3.4MPa,33.94bar,33.5atm,492.26psia 90.1cm 3 /mol 0.3109g/cm 30.292 0.729g/cm 30.00753 1/℃ 12.2×10-3 N/m,12.2dyn/cm 1.160kg/m3,0.0724 lb/ft3 0.967 202.76kJ/kg,87.19 BTU/1b 25.7kJ/kg,11.05 BTU/1b 1.038kJ/(kg· k),0.248 BTU/(1b·R) 0.741kJ/(kg· k),0.177 BTU/(1b·R) 1.401 2.13kJ/(kg·k),0.509 BTU/(1b·R) 1.489kJ/(kg·k),0.356 BTU/(1b·R) 9.082(J/cm 3 )0.5 34.677cm 3 /mol 17.28×10-6(w) 175.44×10-7Pa·s,175.44μP 0.038mPa ·s,0.038 cp 0.02475W/(m · K) 0.0646W/(m · K)

發現

氮氣在大氣中雖多於氧氣,由於它的性質不活潑,所以人們在認識氧氣之後才認識氮氣的。不過它的發現卻早於氧氣。1575年英國化學家布拉克(Black,J.1728-1799)發現碳酸氣之後不久,發現木炭在玻璃罩內燃燒後所生成的碳酸氣,即使用苛性鉀溶液吸收後仍然有較大量的空氣剩下來。後來他的學生D·盧瑟福繼續用動物做實驗,把老鼠放進封閉的玻璃罩里直至其死後,發現玻璃罩中空氣體積減少1/10;若將剩餘的氣體再用苛性鉀溶液吸收,則會繼續減少1/11的體積。D·盧瑟福發現老鼠不能生存的空氣里燃燒蠟燭,仍然可以見到微弱的燭光;待蠟燭熄滅後,往其中放入少量的磷,磷仍能燃燒一會,對除掉空氣中的助燃氣來說,效果是好的。把磷燃燒後剩餘的氣體進行研究,D·盧瑟福發現這氣體不能維持生命,具有滅火性質,也不溶於苛性鉀溶洲,因此命名為“濁氣”或“毒氣”。在同一年,普利斯特里作類似的燃燒實驗,發現使1/5的空氣變為碳酸氣,用石灰水吸收後的氣體不助燃也不助呼吸。由於他同D·盧瑟福都是深信燃素學說的,因此他們把剩下來的氣體叫做“被燃素飽和了的空氣”。

氮氣用途

化工合成

氮主要用於合成氨,反應式為N2+3H2⇌2NH3( 條件為高壓,高溫、和催化劑。反應為可逆反應)還是合成纖維(錦綸、腈綸),合成樹脂,合成橡膠等的重要原料。 氮是一種營養元素還可以用來製作化肥。例如:碳酸氫銨NH4HCO3,氯化銨NH4Cl,硝酸銨NH4NO3等等。

汽車輪胎

1.提高輪胎行駛的穩定性和舒適性

氮氣幾乎為惰性的雙原子氣體,化學性質極不活潑,氣體分子比氧分子大,不易熱脹冷縮,變形幅度小,其滲透輪胎胎壁的速度比空氣慢約30~40%, 能保持穩定胎壓,提高輪胎行駛的穩定性,保證駕駛的舒適性;氮氣的音頻傳導性低,相當於普通空氣的1/5,使用氮氣能有效減少輪胎的噪音,提高行駛的寧靜度。

2.防止爆胎和缺氣碾行

爆胎是公路交通事故中的頭號殺手。據統計,在高速公路上有46%的交通事故是由於輪胎髮生故障引起的,其中爆胎一項就占輪胎事故總量的70%。汽車行駛時,輪胎溫度會因與地面磨擦而升高,尤其在高速行駛及緊急剎車時,胎內氣體溫度會急速上升,胎壓驟增,所以會有爆胎的可能。而高溫導致輪胎橡膠老化,疲勞強度下降,胎面磨損劇烈,又是可能爆胎的重要因素。而與一般高壓空氣相比,高純度氮氣因為無氧且幾乎不含水份不含油,其熱膨脹係數低,熱傳導性低,升溫慢,降低了輪胎聚熱的速度,不可燃也不助燃等特性,所以可大大地減少爆胎的幾率。

3.延長輪胎使用壽命

使用氮氣後,胎壓穩定體積變化小,大大降低了輪胎不規則磨擦的可能性,如冠磨、胎肩磨、偏磨,提高了輪胎的使用壽命;橡膠的老化是受空氣中的氧分子氧化所致,老化後其強度及彈性下降,且會有龜裂現象,這時造成輪胎使用壽命縮短的原因之一。氮氣分離裝置能極大限度地排除空氣中的氧氣、硫、油、水和其它雜質,有效降低了輪胎內襯層的氧化程度和橡膠被腐蝕的現象,不會腐蝕金屬輪輞,延長了輪胎的使用壽命,也極大程度減少輪輞生鏽的狀況。

4.減少油耗,保護環境

氮氣彈簧氮氣彈簧

輪胎胎壓的不足與受熱後滾動阻力的增加,會造成汽車行駛時的油耗增加;而氮氣除了可以維持穩定的胎壓,延緩胎壓降低之外,其乾燥且不含油不含水,熱傳導性低,升溫慢的特性,減低了輪胎行走時溫度的升高,以及輪胎變形小抓地力提高等,降低了滾動阻力,從而達到減少油耗的目的。

其他作用

由於氮的化學惰性,常用作保護氣體,如:瓜果,食品,燈泡填充氣。以防止某些物體暴露於空氣時被氧所氧化,用氮氣填充糧倉,可使糧食不霉爛、不發芽,長期保存。液氮還可用作深度冷凍劑。作為冷凍劑在醫院做除斑,包,豆等的手術時常常也使用, 即將斑,包,豆等凍掉,但是容易出現疤痕,並不建議使用。高純氮氣用作色譜儀等儀器的載氣。用作銅管的光亮退火保護氣體。跟高純氦氣、高純二氧化碳一起用作雷射切割機的雷射氣體。氮氣也作為食品保鮮保護氣體的用途。在化工行業,氮氣主要用作保護氣體、置換氣體、洗滌氣體、安全保障氣體。用作鋁製品、鋁型材加工,鋁薄軋制等保護氣體。用作回流焊和波峰焊配套的保護氣體,提高焊接質量。用作浮法玻璃生產過程中的保護氣體,防錫槽氧化。

製備方法

現場制氮/工業制氮

現場制氮是指氮氣用戶自購制氮設備制氮,工業規模製氮有三類:即深冷空分制氮、變壓吸附制氮和膜分離制氮。利用各空氣的沸點不同使用液態空氣分離法,將氧氣和氮氣分離。將裝氮氣的瓶子漆成黑色,裝氧氣的漆成藍色。

實驗室製法

氮氣氣氛爐氮氣氣氛爐

製備少量氮氣的基本原理是用適當的氧化劑將氨或銨鹽氧化,最常

用的是如下幾種方法:

⑴加熱亞硝酸銨的溶液: (343k)NHNO ===== N↑+ 2HO

⑵亞硝酸鈉與氯化銨的飽和溶液相互作用: NHCl + NaNO === NaCl + 2HO + N↑

⑶將氨通過紅熱的氧化銅: 2 NH + 3 CuO === 3 Cu + 3 HO + N

⑷氨水與溴水反應:8 NH + 3 Br (aq) === 6 NHBr + N↑

⑸重鉻酸銨加熱分解: (NH)CrO===N↑+CrO+4HO

{6}加熱疊氮化鈉,使其熱分解,可得到很純的氮氣,2NaN===2Na+3N↑

深冷空分制氮

它是一種傳統的空分技術,已有九十餘年的歷史,它的特點是產氣量大,產品氮純度高,無須再純化便可直接套用於磁性材料,但它工藝流程複雜,占地面積大,基建費用高,需專門的維修力量,操作人員較多,產氣慢(18~24h),它適宜於大規模工業制氮,氮氣成本在0.7元/m3左右。

變壓吸附制氮

變壓吸附(Pressure Swing Adsorption,簡稱PSA)氣體分離技術是非低溫氣體分離技術的重要分支,是人們長期來努力尋找比深冷法更簡單的空分方法的結果。七十年代西德埃森礦業公司成功開發了碳分子篩,為PSA空分制氮工業化鋪平了道路。三十年來該技術發展很快,技術日趨成熟,在中小型制氮領域已成為深冷空分的強有力的競爭對手。

變壓吸附制氮是以空氣為原料,用碳分子篩作吸附劑,利用碳分子篩對空氣中的氧和氮選擇吸附的特性,運用變壓吸附原理(加壓吸附,減壓解吸並使分子篩再生)而在常溫使氧和氮分離製取氮氣。

變壓吸附制氮與深冷空分制氮相比,具有顯著的特點:吸附分離是在常溫下進行,工藝簡單,設備緊湊,占地面積小,開停方便,啟動迅速,產氣快(一般在30min左右),能耗小,運行成本低,自動化程度高,操作維護方便,撬裝方便,無須專門基礎,產品氮純度可在一定範圍內調節,產氮量≤2000Nm/h。但到目前為止,除美國空氣用品公司用PSA制氮技術,無須後級純化能工業化生產純度≥99.999%的高純氮外(進口價格很高),國內外同行一般用PSA制氮技術只能製取氮氣純度為99.9%的普氮(即O≤0.1%),個別企業可製取99.99%的純氮(O≤0.01%),純度更高從PSA制氮技術上是可能的,但製作成本太高,用戶也很難接受,所以用非低溫制氮技術製取高純氮還必須加後級純化裝置。

膜分離空分制氮

膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術的新的分支,是80年代國外迅速發展起來的一種新的制氮方法,在國內推廣套用還是近幾年的事。

膜分離制氮是以空氣為原料,在一定的壓力下,利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來使氧、氮分離製取氮氣。它與上述兩種制氮方法相比,具有設備結構更簡單、體積更小、無切換閥門、操作維護也更為簡便、產氣更快(3min以內)、增容更方便等特點,但中空纖維膜對壓縮空氣清潔度要求更嚴,膜易老化而失效,難以修復,需要換新膜,膜分離制氮比較適合氮氣純度要求在≤98%左右的中小型用戶,此時具有最佳功能價格比;當要求氮氣純度高於98%時,它與同規格的變壓吸附制氮裝置相比,價格要高出30%左右,故由膜分離制氮和氮純化裝置相組合製取高純氮時,普氮純度一般為98%,因而會增加純化裝置的製作成本和運行成本。

氮氣純化方法

加氫除氧法

高壓氮氣壓縮機增壓機,高壓氮氣壓縮機增壓機,

在催化劑作用下,普氮中殘餘氧和加入的氫發生化學反應生成水,其反應式:2H+O=2HO,再通過後級乾燥除去水份,而獲得下列主要成份的高純氮:N≥99.999 %,O≤5×10-6,H≤1500×10,H

O≤10.7×10。制氮成本在0.5元/m左右。

加氫除氧、除氫法

此法分三級,第一級加氫除氧,第二級除氫,第三級除水,獲得下列組成的高純氮:N≥99.999%,O≤5×10,H≤5×10,HO≤10.7×10。制氮成本在0.6元/m3左右。

碳脫氧法

在碳載型催化劑作用下(在一定溫度下),普氮中之殘氧和催化劑本身提供的碳發生反應,生成CO。反應式:C+O=CO。再經過後級除CO和HO獲得下列組成的高純氮氣:N≥99.999%,O≤5×10,CO≤5×10,HO≤10.7×10。制氮成本在0.6元/m左右。

優劣評比

上述三種氮氣純化方法中,方法(1)因成品氮中H2量過高滿足不了磁性材料的要求,故不採用;方法(2)成品氮純度符合磁性材料用戶的要求,但需氫源,而且氫氣在運輸、貯存、使用中都存在不安全因素;方法(3)成品氮的質量完全可滿足磁性材料的用氣要求,工藝中不使用H,無加氫法帶來的問題,氮中無H且成品氮的質量不受普氮波動的影響,故和其他氮氣純法相比,氮氣質量更加穩定,是最適合磁性材料行業中一種氮氣純化方法。

化學名稱

化學品中文名稱:氮氣

化學品英文名稱: nitrogen

技術說明書編碼: 33

CAS No.: 7727-37-9

分子式: N

分子量: 28.01

成分信息

有害物成分 含量 CAS No.

氮 ≥99.5% 7727-37-9

含量約占空氣的78%

注意事項

危險性

危險性類別:第2.2類惰性氣體

侵入途徑:吸入

健康危害:空氣中氮氣含量過高,使吸入氣氧分壓下降,引起缺氧窒息。吸入氮氣濃度不太高時,患者最初感胸悶、氣短、疲軟無力;繼而有煩躁不安、極度興奮、亂跑、叫喊、神情恍惚、步態不穩,稱之為“氮酩酊”,可進入昏睡或昏迷狀態。吸入高濃度,患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。

潛水員深潛時,可發生氮的麻醉作用;若從高壓環境下過快轉入常壓環境,體內會形成氮氣氣泡,壓迫神經、血管或造成徽血管阻塞,發生“減壓病”。

環境危害:無

燃爆危險:本品不燃。

急救措施

皮膚接觸:沒事(因空氣中就含有約78%的氮)

眼睛接觸:沒事(理由同上)

吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。呼吸心跳停止時,立即進行人工呼吸和胸外心臟按壓術。就醫。

食入:沒事

消防措施

危險特性:若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。

有害燃燒產物:氮氣。

滅火方法:本品不燃。儘可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻,直至滅火結束用霧狀水保持火場中容器冷卻。可用霧狀水噴淋加速液氮蒸發,但不可使用水槍射至液氮。

泄漏應急處理

應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並進行隔離,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿一般作業工作服。儘可能切斷泄漏源。合理通風,加速擴散。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗後再用。

操作處置儲存

操作注意事項:密閉操作。密閉操作,提供良好的自然通風條件。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附屬檔案破損。配備泄漏應急處理設備。

儲存注意事項:儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。儲區應備有泄漏應急處理設備。

接觸控制

職業接觸限值:

中國MAC(mg/m 3 ):未制定標準
前蘇聯MAC(mg/m 3 ):未制定標準
TLVTN:ACGIH 窒息性氣體
TLVWN:未制定標準

監測方法:

工程控制:密閉操作。提供良好的自然通風條件。

呼吸系統防護:一般不需特殊防護。當作業場所空氣中氧氣濃度低於18%時,必須佩戴空氣呼吸器、長管面具。

眼睛防護:一般不需特殊防護。

身體防護:穿一般作業工作服。

手防護:戴一般作業防護手套。

其它防護:避免高濃度吸入。進入罐、限制性空間或其它高濃度區作業,須有人監護。

理化特性

物理性質

單質氮在常況下是一種無色無嗅的氣體,在標準情況下的氣體密度是1.25g·dm-3,熔點63K( -209.8℃),沸點75K(-195.6℃),臨界溫度為126K,它是個難於液化的氣體。在水中的溶解度很小,在283K時,一體積水約可溶解0.02體積的N2。氮氣在極低溫下會液化成白色液體,進一步降低溫度時,更會形成白色晶狀固體。通常市場上供應的氮氣都盛於黑色氣體瓶中保存。不能燃燒,也不支持燃燒,不易溶於水(微溶)。

主要成分: 含量: 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。

pH:

熔點(℃): -209.8

沸點(℃): -195.6

相對密度(水=1): 0.81(-196℃)

相對蒸氣密度(空氣=1): 0.966

飽和蒸氣壓(kPa): 1026.42(-173℃)

燃燒熱(kJ/mol): 無意義

臨界溫度(℃): -147

臨界壓力(MPa): 3.40

辛醇/水分配係數的對數值: 無資料

閃點(℃): 無意義

引燃溫度(℃): 無意義

爆炸上限%(V/V): 無意義

爆炸下限%(V/V): 無意義

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。 汽車維修中輪胎加氣、空調系統維護檢修、檢漏測試等。

化學性質

氮氣分子的分子軌道式為 ,對成鍵有貢獻的是 三對電子,即形成兩個π鍵和一個σ鍵。 對成鍵沒有貢獻,成鍵與反鍵能量近似抵消,它們相當於孤電子對。由於N2分子中存在叄鍵N≡N,所以N2分子具有很大的穩定性,將它分解為原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的雙原子分子中最穩定的。

檢驗方法:

將燃著的Mg條伸入盛有氮氣的集氣瓶,Mg條會繼續燃燒

提取出燃燒剩下的灰燼(白色粉末Mg3N2),加入少量水,產生使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體(氨氣)

反應方程式

3Mg+N2=(條件:點燃)Mg3N2(氮化鎂)

Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3 ↑

由氮元素的氧化態-吉布斯自由能圖也可以看出,除了NH4離子外,氧化數為0的N2分子在圖中曲線的最低點,這表明相對於其它氧化數的氮的化合物來講,N2是熱力學穩定狀態。氧化數為0到+5之間的各種氮的化合物的值都位於HNO3和N2兩點的連線(圖中的虛線)的上方,因此,這些化合物在熱力學上是不穩定的,容易發生歧化反應。在圖中唯一的一個比N2分子值低的是NH4+離子。

由氮元素的氧化態-吉布斯自由能圖和N2分子的結構均可以看出,單質N2不活潑,只有在高溫高壓並有催化劑存在的條件下,氮氣可以和氫氣反應生成氨: N2+3H2=高溫高壓催化劑=2NH3

在放電條件下,氮氣才可以和氧氣化合生成一氧化氮: N2+O2=放電=2NO

在水力發電很發達的國家,這個反應已用於生產硝酸。

N2與電離勢小,而且其氮化物具有高晶格能的金屬能生成離子型的氮化物。例如:

第IA族的金屬鋰在常溫下就可直接反應:

6Li + N2=== 2 Li3N

第IIA族鹼土金屬Mg 、Ca 、Sr 、Ba 在熾熱的溫度下作用:

3Ca + N2=== Ca3N2

第IIIA族的硼和鋁要在白熱的溫度才能反應:

2 B + N2=== 2 BN (大分子化合物)

N2與矽和其它族元素的單質一般要在高於1473K的溫度下才能反應。第IA族的金屬除上述的鋰外都不直接和氮氣發生反應,但可用間接的方法得到這些金屬元素的氮化物。

氮的製備

單質氮一般是由液態空氣的分餾而製得的,常以1.5210Mpa的壓力把氮氣裝在氣體鋼瓶中運輸和使用。一般鋼瓶中氮氣的純度約99.7% 。

實驗室中製備少量氮氣的基本原理是用適當的氧化劑將氨或銨鹽氧化,最常用的是如下幾種方法:

⑴加熱亞硝酸銨的溶液:

NH4NO2(aq.)==△==N2↑+H20

⑵亞硝酸鈉與氯化銨的飽和溶液相互作用:

NH4Cl(飽和) + NaNO2(飽和) === NaCl + 2 H2O + N2↑

⑶將氨通過紅熱的氧化銅:

2 NH3+ 3 CuO === 3 Cu + 3 H2O + N2↑

⑷氨與溴水反應:

8 NH3 + 3 Br2 (aq) === 6 NH4Br + N2↑

⑸重鉻酸銨加熱分解:

(NH4)2Cr2O7(s)==△==N2↑+Cr2O3+4H2O

氮的用途

氮主要用於合成氨,由此製造化肥、硝酸和炸藥等,氨還是合成纖維(錦綸、腈綸),合成樹脂,合成橡膠等的重要原料。由於氮的化學惰性,常用作保護氣體。以防止某些物體暴露於空氣時被氧所氧化,用氮氣填充糧倉,可使糧食不霉爛、不發芽,長期保存。液氨還可用作深度冷凍劑。

氮的成鍵特徵和價鍵結構

由於單質N2在常況下異常穩定,人們常誤認為氮是一種化學性質不活潑的元素。實際上相反,元素氮有很高的化學活性。N的電負性(3.04)僅次於F和O,說明它能和其它元素形成較強的鍵。另外單質N2分子的穩定性恰好說明N原子的活潑性。問題是目前人們還沒有找到在常溫常壓下能使N2分子活化的最優條件。但在自然界中,植物根瘤上的一些細菌卻能夠在常溫常壓的低能量條件下,把空氣中的N2轉化為氮化合物,作為肥料供作物生長使用。所以固氮的研究一直是一個重要的科學研究課題。因此我們有必要詳細了解氮的成鍵特性和價鍵結構。

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:

1.形成離子鍵

2.形成共價鍵

3.形成配位鍵

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+ 6 Li == 2 Li3N

N2+ 3 Ca == Ca3N2

N2+ 3 Mg == 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個共價鍵和一個鍵,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。)

若沒有孤電子對時,則分子構型為三角形,例如HNO3分子或NO3-離子。硝酸分子中N原子分別與三個O原子形成三個σ鍵,它的π軌道上的一對電子和兩個O原子的成單π電子形成一個三中心四電子的不定域π鍵。在硝酸根離子中,三個O原子和中心N原子之間形成一個四中心六電子的不定域大π鍵。

這種結構使硝酸中N原子的表觀氧化數為+5,由於存在大π鍵,硝酸鹽在常況下是足夠穩定的。

⑶N原子採取sp 雜化,形成一個共價叄鍵,並保留有一對孤電子對,分子構型為直線形,例如N2分子和CN-中N原子的結構。

形成配位鍵

N原子在形成單質或化合物時,常保留有孤電子對,因此這樣的單質或化合物便可作為電子對給予體,向金屬離子配位。例如[Cu(NH3)4]2+。

穩定性:較穩定

禁配物:無資料

避免接觸的條件:無資料

聚合危害: 無資料

分解產物: 單質,不分解

反應活性

穩定性:穩定

禁配物:

避免接觸的條件:

聚合危害:聚合

燃燒分解產物:氮氣。

毒理學

急性毒性:LD50

LD50:在毒理學中,半數致死量(median lethal dose),簡稱LD50(即Lethal Dose, 50"),是描述有毒物質或輻射的毒性的常用指標。按照醫學主題詞表(MeSH)的定義,LD50是指能殺死一半試驗總體之有害物質、有毒物質或游離輻射的劑量。這測試最先由J.W. Trevan於1927年發明。

亞急性和慢性毒性:無

刺激性:無

致敏性:無

致突變性:不明

致畸性:無

致癌性:無

生態學

生態毒理毒性:

生物降解性:

非生物降解性:

生物富集或生物積累性:

其它有害作用: 無資料。

第十三部分:廢棄處置

廢棄物性質:

廢棄處置方法: 處置前應參閱國家和地方有關法規。廢氣直接排入大氣。

廢棄注意事項:

運輸信息

危險貨物編號:22005

UN編號:1066

包裝標誌:不燃氣體

包裝類別:O53

包裝方法:鋼質氣瓶;安瓿瓶外普通木箱。

運輸注意事項:採用鋼瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,並應將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過車輛的防護欄板,並用三角木墊卡牢,防止滾動。嚴禁與易燃物或可燃物等混裝混運。夏季應早晚運輸,防止日光曝曬。鐵路運輸時要禁止溜放。

法規信息

法規信息 化學危險物品安全管理條例 ,化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發 677號),工作場所安全使用化學品規定 (勞部發423號)等法規,針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)將該物質劃為第2.2 類不燃氣體。其它法規:工業用氣態氮 (GB3864-83)。

氮的氧化物

氮可以形成多種不同的氧化物。在氧化物中,氮的氧化數可以從+1到+5。其中以NO和較為重要。

氮的氧化物的性質如下表:

名稱 化學式 狀態 顏色 化學性質 熔點(℃) 沸點(℃) 一般用途
一氧化二氮 N 2 O 氣態 無色 穩定,注:即是笑氣 -90.8 -88.5 火箭和賽車的氧化劑及增加發動機的輸出功率。
一氧化氮 NO 氣態 無色(固態、液態時為藍色) 反應能力適中 -163.6 -151.8 引起血管的擴張而引起勃起和生產硝酸
三氧化二氮 N 2 O 3 液態 藍色 室溫下分解為NO和NO2 -102 -3.5 (分解)
二氧化氮 NO 2 氣態 紅棕色 強氧化性 -11.2 21.2 生產硝酸
四氧化二氮 N 2 O 4 氣態 無色 強烈地分解為NO2 -92 21.3 火箭推進劑組分中的氧化劑
五氧化二氮 N 2 O 5 固態 無色 不穩定 30 47 (分解)

其他資料

“NO NUCLEAR”(非核武器)的縮寫,但威力卻能達到小型戰術核武器的程度。

其爆炸的高溫可以瞬間熔化任何物質,連A.T.FIELD都無法完全防禦

N2匯流排

在樓宇自控中使用的控制線,如江森自控的Metasys N2匯流排,

可支持Metasys N1 網和Metasys BACnet網;

N2網聯接網路控制器和現場監控設備;

使用RS/485協定,主從協定;

支持大約100個現場設備;

如果管理網路採用BACnet協定, N2匯流排支持大約50個現場設備(N30網路控制器) ;

氣體分類導航

溫室氣體| 稀有氣體 | 大氣| 大氣污染|

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