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由于單質(zhì)N2在常況下異常穩(wěn)定，人們常誤認為氮是一種化學性質(zhì)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)僅次于F、O、Cl和Br，說明它能和其它元素形成較強的鍵。另外單質(zhì)N2分子的穩(wěn)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分子活化的較佳條件。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N?轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)。

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由氮元素的氧化態(tài)-吉布斯自由能圖也可以看出，除了NH4離子外，氧化數(shù)為0的N2分子在圖中曲線的低點，這表明相對于其它氧化數(shù)的氮的化合物來講的話，N2是熱力學穩(wěn)定狀態(tài)結(jié)構(gòu)。氧化數(shù)為0到+5之間的各種氮的化合物的值都位于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(wěn)定的，容易發(fā)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(zhì)十分穩(wěn)定，只有在高溫高壓并有催化劑存在的條件下，氮氣可以和氫氣反應生成氨。同時，由于氮分子N2的化學結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，氰根離子CN和碳化鈣CaC2中的C2和氮分子結(jié)構(gòu)相似。

氮氣在大氣中雖多于氧氣，由于它的性質(zhì)不活潑，所以人們在認識氧氣之后才認識氮氣的。不過它的發(fā)現(xiàn)卻早于氧氣。1755年英國化學家布拉克(Black,J.1728-1799)發(fā)現(xiàn)碳酸氣之后不久，發(fā)現(xiàn)木炭在玻璃罩內(nèi)燃燒后所生成的碳酸氣，即使用苛性鉀溶液吸收后仍然有較大量的空氣剩下來。后來他的學生D·盧瑟福繼續(xù)用動物做實驗，把老鼠放進封閉的玻璃罩里直至其死后，發(fā)現(xiàn)玻璃罩中空氣體積減少1/10;若將剩余的氣體再用苛性鉀溶液吸收，則會繼續(xù)減少1/11的體積。D·盧瑟福發(fā)現(xiàn)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;待蠟燭熄滅后，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。把磷燃燒后剩余的氣體進行研究，D·盧瑟福發(fā)現(xiàn)這氣體不能維持生命，具有滅火性質(zhì)，也不溶于苛性鉀溶液，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(fā)現(xiàn)使1/5的空氣變?yōu)樘妓釟猓檬宜蘸蟮臍怏w不助燃也不助呼吸。由于他同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"。

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