氮---生命元素

1

氮元素的发现

在元素大家庭中，氮是第七号，元素符号为N。年，英国（苏格兰）化学家丹尼尔?卢瑟福首次发现了空气中的氮气成分。

舍勒

在同一时间舍勒等人也同样发现了氮气。舍勒用某些化学物质的燃烧消耗掉钟罩内空气中的氧气而制得氮气。

他把空气中能维持生命的那部分气体称为“火气”（fireair），剩下的部分则称为“秽气”（foulair）。拉瓦锡则把它称作“azote”（非生命气体），拉丁文命名为Nitrogenium。

中国清末化学家启蒙者徐寿在第一次把氮气译成中文时曾写成“淡气”，意思是它冲淡了空气中的氧气，后以“炎”入“气”，造字成“氮”。

2氮元素的分布

自然界中绝大部分的氮是以单质氮气分子(N2)的形式存在于大气中，氮气占空气体积的百分之七十八。

氮在地壳中的含量很少，占0.%，最重要的含氮矿物是硝酸盐。自然界中硝酸盐矿物的产出很少，目前已知的矿物仅有10余种，以钾盐、钠盐较为常见。钾硝石（KNO3），又名印度硝石，具有攻坚破积、利水泻下、解毒消肿之功效。钠硝石(NaNO3)，又名智利硝石，主要系腐烂有机物受硝化细菌分解作用而产生的硝酸根与土壤中的钠离子化合而成，常与石膏、芒硝、岩盐等共生。

氮以无机化合物形式存在于自然界是很少的，氮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。各种蛋白质都是由多种氨基酸结合而成的，氮是各种氨基酸的一种基本组成元素。

人通过饮食摄取动植物蛋白，经消化后重新合成人体蛋白质、补充到血液、肌肉和脏器中。如果没有氮元素，由碳、氢、氧只能构成水和糖，而不能组成肌肉、皮肤、血液、毛发等等。可见，氮是生命的基本元素，人体中氮元素含量排名第四。

3人工固氮

食物源于农业，植物的枝繁叶茂离不开充足的氮，除豆科植物外，绝大多数的作物都不能从空气中获得氮，需要通过氮肥得到。因此，增施氮肥是粮食增产的一项重要措施。

为了利用空气中丰富的氮气资源制造氮肥---即人工固氮，科学家们做出长期艰苦的努力。年，德国化学家哈伯首先找到了一种铁的氧化物作为合成氨的催化剂，使氮气和氢气化合为氨气的反应有了工业生产的价值。

氨气使用量最大的两个用途是用作化肥和作为制造硝酸的原料。由此，农民用科学方法施肥耕耘，使德国农业得到了长足进步，而硝酸则成为了生产炸药的理想原料。所以，粮仓和弹药库有了保证，更催化了凯撒?威廉二世发动第一次世界大战的决心。仗着强大的国力，威廉彻底走火入魔了，这成为科学技术史上悲喜交加的一幕。

合成氨属于还原固氮，现在我们还有氧化固氮，通过工业放电，将N2转变成NO，再氧化成NO2，进一步与水反应生成硝酸。

尿素是含氮量最高的氮肥，工业上由NH3和CO2在加压、加热条件下制得，反应过程可表示为：

加压、加热CO2+2NH3======CO(NH2)2+H2O4氮的几种氧化物漫画---伦敦雾

氮氧化物（NOX）种类很多，造成大气污染的NOX主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），城市大气中的氮氧化物大多来自于燃料燃烧，如汽车等流动源，工业窑炉等固定源。

氮的氧化物中的N2O，人体吸入后会感到欣快，并发笑，俗称“笑气”。N2O也能使病人丧失痛觉，而且吸入后仍然可以保持意识，医疗上用它麻醉神经。一氧化二氮是一种强大的温室气体，它产生的温室效应是二氧化碳的三百倍左右。

5氮元素的应用

除合成氨外，工业上还利用氮化学性质不活泼的特性，用纯氮填充灯泡，用氮作易氧化、易挥发、易燃物质的保护剂。将氮气在常压下降温至零下°C，可得到液态氮气，即液氮，可用作深度制冷剂。由于其具化学惰性，可以直接和生物组织接触使之立即冷冻而不会被破坏生物活性，因此可用于低温储藏精子、卵子等。

一分钟了解液氮

综上，氮元素不仅对生物个体起决定性作用，对我们的环境也有不可忽视的影响。我们只有更全面的了解氮元素及其化合物性质，才能使氮元素对人类更加有益。

END

本文作者：孙春元

审核定稿：周玉枝张馥

编辑美化：孙春元

预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇