【资料】元素周期表-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
　　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：
　　
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。
　　
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。
　　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

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。
　　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

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。