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(diǎn)，這表明相對(duì)于其它氧化數(shù)的氮的化合物來(lái)講的話，N2是熱力學(xué)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(diǎn)的連線(圖中的虛線)的上方。因此，這些化合物在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，容易發(fā)生歧化反應(yīng)。在圖中的一個(gè)比N2分子值低的是NH4離子。

正價(jià)氮呈酸性，負(fù)價(jià)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(xué)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?dú)饪梢院蜌錃夥磻?yīng)生成氨。同時(shí)，由于氮分子N2的化學(xué)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?dú)庠诖髿庵须m多于氧氣，由于它的性質(zhì)不活潑，所以人們?cè)谡J(rèn)識(shí)氧氣之后才認(rèn)識(shí)氮?dú)獾?。不過(guò)它的發(fā)現(xiàn)卻早于氧氣。1755年英國(guó)化學(xué)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(lái)。后來(lái)他的學(xué)生D·盧瑟福繼續(xù)用動(dòng)物做實(shí)驗(yàn)，把老鼠放進(jìn)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(huì)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(jiàn)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(huì)，對(duì)除掉空氣中的助燃?xì)鈦?lái)說(shuō)，效果是好的。把磷燃燒后剩余的氣體進(jìn)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(lèi)似的燃燒實(shí)驗(yàn)，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(xué)說(shuō)的，因此他們把剩下來(lái)的氣體叫做"被燃素飽和了的空氣"。

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