工業(yè)氮氣的化學(xué)性質(zhì)
從氮元素的氧化態(tài)-吉布斯自由能圖還可以看出,除NH4離子外,氧化數(shù)為0的N2分子處于圖中曲線的低點,表明 氮相對于其他氧化數(shù)的化合物。 換句話說,N 2是熱力學(xué)穩(wěn)定的狀態(tài)結(jié)構(gòu)。 氧化數(shù)在0到5之間的各種氮的化合物的值位于連接HNO3和N2兩點的線的上方(圖中的虛線)。 因此,這些化合物是熱力學(xué)不穩(wěn)定的并且易于歧化。 圖中比N2分子低的值之一是NH4離子。
正價氮為酸性,負(fù)價氮為堿性。
氮分子中的三鍵非常大,不容易被破壞。 因此,其化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,并且氮組分僅在高溫高壓和催化劑的條件下才能與氫反應(yīng)形成氨。 同時,由于氮分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,氰化物離子CN-和碳化鈣CaC2中的C22-和氮分子具有相似的結(jié)構(gòu)。
氮分子中存在氮和氮鍵,鍵能大(941 KJ / mol),因此加熱至3273K時僅能獲得0.1%的離解,并且氮分子是已知雙原子分子中穩(wěn)定的 。 氮是一氧化碳的等電子體,在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有許多相似之處。
不同的反應(yīng)性金屬與氮的反應(yīng)不同。 常溫下直接與堿金屬結(jié)合; 通常需要在一定溫度下與堿土金屬結(jié)合; 與其他元素的簡單反應(yīng)需要更高的反應(yīng)條件。