氮相对原子质量是多少(元素氮)

100次浏览     发布时间:2024-09-20 10:06:50    

液氮在室温下沸腾。

氮对地球上的生命是必不可少的。它是所有蛋白质的组成部分,可以在所有生命系统中找到。氮化合物存在于有机材料、食品、肥料、炸药和毒药中。氮对生命至关重要,但过量也会对环境有害。

氮是宇宙中第五丰富的元素,它的名字来源于希腊语“氮”,意为“天然苏打”,基因意为“形成”。根据洛斯阿拉莫斯国家实验室的数据,氮气占地球空气的78%。另一方面,火星大气中的氮含量只有2.6%。

气体形式的氮是无色无味的,通常被认为是惰性的。根据洛斯阿拉莫斯的说法,液态的氮也是无色无味的,看起来和水很像。

事实

•原子序数(原子核中的质子数):7

•原子符号(元素周期表):N

•原子量(原子的平均质量):14.0067

•密度:0.0012506克/立方厘米

•室温下的相:气体

•熔点:零下321华氏度(零下210摄氏度)

•沸点:零下320.42华氏度(零下195.79摄氏度)

•同位素的数量(同一元素的原子具有不同数量的中子):16个,包括2个稳定的

•最常见的同位素:氮-14(丰度:99.63%)

肥料成分

根据洛斯阿拉莫斯国家实验室的说法,1772年,化学家和内科医生丹尼尔·卢瑟福从空气中去除氧气和二氧化碳,发现了氮。他证明,残留的气体不会支持生物体或燃烧。其他科学家,包括卡尔·威廉·舍勒和约瑟夫·普利斯特里,也在研究同样的问题,他们把氮称为“燃烧”空气,或无氧空气。1786年,安托万·洛朗·德·拉瓦锡称氮为“azote”,意思是“无生命的”。这是基于这样的观察,即它是空气的一部分,不能单独维持生命。

最重要的氮化合物之一是氨(NH3),它可以在所谓的哈伯-博世过程中产生,在该过程中氮与氢反应。无色有刺鼻气味的氨气很容易液化成氮肥。事实上,大约80%的氨被用作肥料。它也被用作制冷剂气体;用于制造塑料、纺织品、农药和染料

氮循环

在氮循环中,大气中的氮转化为不同的有机化合物,这是维持生物体生存的最重要的自然过程之一。在这个循环过程中,土壤中的细菌将大气中的氮加工或“固定”为氨,而氨是植物生长所需要的。其他细菌将氨转化为氨基酸和蛋白质。然后动物吃植物,消耗蛋白质。氮化合物通过动物粪便返回土壤。细菌将废氮转化为氮气,氮气再回到大气中。

为了使庄稼长得更快,人们在肥料中使用氮。然而,在农业中过度使用这些肥料对环境和人类健康造成了毁灭性的后果,因为它造成地下水和地表水的污染。据美国环境保护署称,由空气和水中过量的氮和磷引起的营养物污染是最普遍、最昂贵和最具挑战性的环境问题之一。

解决不平衡

解决氮肥过量问题的办法之一在于可持续农业、有机农业和提高农民对这些环境问题的认识。

尝试停止使用这些商业肥料,转而使用有机废物,比如动物粪便。另一个步骤是使用有塑料涂层的缓释肥料,而不是立即释放氮,氮的释放在整个生长季节逐渐进行,试图使塑料涂层肥料释放的氮与植物的需要相匹配。

加拿大阿尔伯塔大学和奥地利维也纳大学的微生物学家可能已经发现了另一种解决方案。2017年8月,研究人员宣布他们已经发现了一种名为硝基螺旋菌的氨氧化微生物。

根据研究人员的说法,硝基螺旋藻是一种铵海绵,在环境中氧化铵方面,它的表现基本上超过了几乎所有其他类型的细菌和古生菌(单细胞生物)。因为这种微生物是一种高效的氧化剂,它在这个过程中可能产生更少的一氧化二氮。

这项发表在科学杂志《自然》上的新发现可能对气候变化研究产生重要影响。研究人员准备通过各种实际应用来测试这种微生物,以降低土壤、水和大气中的铵含量。据阿尔伯塔大学称,其中一些应用可能涉及改变我们的饮用水、废水处理和土壤净化。

谁知道呢?

•尽管英语中使用“氮”一词来指代这种元素,但法语中仍使用拉瓦锡的术语“azote”,其形式出现在意大利语的“azoto”或波兰语的“azot”中。

•例如,据英国皇家化学学会称,液氮经常被用作制冷剂,用于储存医学研究或生育诊所使用的精子、卵子和其他细胞。

•液氮还用于快速冷冻食物,帮助保持食物的风味、质地、和水分。

•根据喷气推进实验室的数据,氮构成了土卫六(土星最大的卫星)大气的95%。

•据美国宇航局称,氮气在极光的形成中起着重要作用。极光是天空中自然出现的光,主要可以在北极和南极地区观测到。当来自太空的快速移动的电子与大气中的氧和氮发生碰撞时,就会发生极光。

•氮气可以通过加热硝酸铵(NH4NO3)的水溶液来获得,硝酸铵是一种晶体固体,通常用于肥料。

•据英国皇家化学学会称,每年使用哈伯法生产约150吨氨。

•根据英国皇家化学学会的说法,在古埃及,通过加热动物粪便、尿液和盐的混合物,产生了氯化铵形式的氮。

•硝酸甘油是一种用于生产炸药的强力炸药,是一种油性无色液体,含有氮、氧和碳。

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