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氮元素是什么?氮元素的发现及应用

作者:小编 日期:2020-11-23 10:10:30 点击数:

n 氮,nitrogen,源自mitron和gen,意为“硝石的形成”,1772年发现;在空气中占百分之七十八体积的气体。氮的性质并不活泼,然而它的化合物却包括麻醉用的“笑气”、tnt、各种肥料以及胺基酸等──后者是蛋白质的构成基础。对于生物来说,氮是不可缺少的。 对大气的研究导致了氮的发现,氮的发现不是一个人做的。

早在 1771 ─ 1772 年间,瑞典化学家舍勒( scheele k w,1742 — 1786 )就根据自己的实验,认识到空气是由两种彼此不同的成分组成的,即支持燃烧的“火空气”和不支持燃烧的“无效的空气”。 1772 年英国科学家卡文迪什( cavendish h,1731 — 1810 )也曾分离出氮气,他把它称为“窒息的空气”。

在同一年,英国科学家普利斯特里( priestley j,1733 — 1804 )通过实验也得到了一种既不支持燃烧,也不能维持生命的气体,他称它为“被燃素饱和了的空气”,意思是说,因为它吸足了燃素,所以失去了支持燃烧的能力。 但是,无论是舍勒,还是卡文迪什和普利斯特里,都没有及时公布他们发现氮的结论。因此,在现在一般化学文献中,都认为氮在欧洲首先是由苏格兰医生、植物学家、化学家丹尼尔·卢瑟福( rutherford d,1749 — 1819 )发现的。 

1772 年 9 月,丹尼尔·卢瑟福发表了一篇极有影响的论文,叫《固定空气和浊气导论》,该文原稿现保存在英国博物馆。在论文中他描述了氮气的性质,这种气体不能维持动物的生命,既不能被石灰水吸收,又不能被碱吸收,有灭火的性质,他称这种气体为“浊气”或“毒气”。这里所讲的“固定空气”即今天的二氧化碳气。 

在 18 世纪 70 年代,氮并没有真正被发现和理解为一种气体化学元素。 d ·卢瑟福和普利斯特里、舍勒等人一样,受当时燃素说的影响,他并没有认识到“浊气”是空气的一个组成成分。浊气、被燃素饱和了的空气、窒息的空气、无效的空气等名称都没有被接受作为氮的最终名称。 氮这个名称是 1787 年由拉瓦锡和其他法国科学家提出的, 今天的“氮”的拉丁名称 nitrogenium 来自英文 nitrogen, 是“硝石的组成者”的意思。化学符号为 n 。

我国清末化学启蒙者徐寿在第一次把氮译成中文时曾写成“淡气”,意思是说,它“冲淡”了空气中的氧气。 氮在地壳中的质量分数是 0. 46% ,绝大部分氮是以单质分子 n2 的形式存在于空气中。除了土壤中含有一些铵盐、硝酸盐外,氮以无机化合物形式存在于自然界是很少的,而氮却普遍存在于有机体中,是组成动植物体的蛋白质和核酸的重要元素。 单质氮在常况下是一种无色无臭的气体,在标准情况下的气体密度是 1.25g · dm -3 ,熔点 63k, 沸点 75k ,临界温度为 126k ,它是个难于液化的气体。在水中的溶解度很小,在 283k 时,一体积水约可溶解 0.02 体积的 n 2 。 n2 分子具有很大的稳定性,将它分解为原子需要吸收 941.69kj/mol 的能量。 n2 分子是已知的双原子分子中最稳定的。


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