氮氣在常況下是一種無色無味的氣體,占空氣體積分數約78%(氧氣約21%)。熔點是63 K,沸點是77 K,臨界溫度是126 K,難於液化。溶氮氣機解度很小,常壓下在283 K 時一體積水可溶解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,通常采用黑色鋼瓶盛放氮氣。
化學性質
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的話,N2是熱力學穩定狀態結構。氧化數為0到+5之間的各種氮的化合物的值都位於HNO3和N2兩點的連線的上方。因此氮氣產生機,這些化合物在熱力學上是不穩定的,容易發生歧化反應。在圖中的一個比N2分子值低的是NH4+離子。
正價氮呈酸性,負價氮呈堿性。
由氮分子中三鍵鍵能很大,不容易被破壞,因此其化學性質十分穩定,只有在高溫高壓並有催化劑存在的條件下,氮氣成分可以和氫氣反應生成氨。同時,由於氮分子的化學結構比較穩定,氰根離子CN-和碳化鈣CaC2中的C22-和氮分子結構相似。
氮分子中存在氮氮三鍵,鍵能很大(941 KJ/mol),以至於加熱到3273K時僅有0、1%離解,氮分子是已知雙原子分子中最穩定的。氮氣是CO的等電子體,在結構和性質上有許多相似之處。
不同活性的金屬與氮氣的反應情況不同。與堿金屬在常溫下直接化合氮氣產生機;與堿土金屬 一般需要在髙溫下化合;與其他族元素的單質反應則需要更高的反應條件。
- Apr 26 Thu 2018 09:20
氮氣的性質
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