大气中最常见的元素：氮气

大气中最多的元素——氮

在地球的表面有一层厚厚的大气层，这层大气供各种生物消耗，同时也保证了水分、热量不会大量散失。正是因为有了这层大气，才使得这个星球上能够有生命存在。大气主要包括氮气和氧气，其中氮气占空气总体积的78%。

常温下氮气并不活泼，这使空气含量保持了相对的稳定性。从分子结构的角度来讲，每个氮分子是由两个氮原子组成的(N₂)，这两个氮原子间通过一种强烈的相互作用连接在一起，在常温下，这种作用力很难被破坏。但如果外界提供能量，如高温或者放电的条件，就足以破坏这种分子内的强烈的相互作用，这时一个氮分子变为两个氮原子(N₂→2N)，就很容易发生化学反应了。高温下氮气可以与多种金属化合;镁条可以在氮气中燃烧;高温、高压、催化剂存在的条件下氮气可以直接与氢气化合成氨气。有闪电的时候，氮气可以与氧气直接化合生成一氧化氮，这一反应被称为自然界的固氮过程，利用这个反应可以为人类造福:闪电时生成的一氧化氮遇到空气中的氧气马上转化为二氧化氮，二氧化氮溶于雨水形成稀硝酸，随大雨倾泻到地面与土壤中的矿物质反应，形成可溶性的氮肥，可以直接被植物吸收利用。方程式如下:

据估计，地球上每年由“雷电合成”的氮肥有4亿多吨，这正是农谚所说的“雷雨发庄稼”。

自然界“制造”的氮肥还是不能满足人类对氮肥的大量需求。20世纪初，各国科学家纷纷致力于对“人工固氮”过程的研究。怎样才能把资源极丰富的氮气转变为易被植物吸收利用的化合物呢?很显然，实现这个方案很不容易，因为无论通过高温还是放电来破坏氟的分子结构，在大规模的工业生产中都是不现实的。经历了无数次失败之后，终于，德国化学家哈伯于1909年用锇作催化剂合成了氨，当时产率很低，后经改进发展为工业化生产方法，1911年建成了世界上第一座合成氨工厂，开始大规模生产氮肥，为提高农作物产量做出了极大贡献。氨氧化之后还可以得到硝酸，进而得到炸药、染料、塑料等，使化学工业大大向前迈进了一步，1918年哈伯因为这一杰出贡献获得了诺贝尔化学奖。但是，正如历史告诉人们的:科学是一把双刃利剑，哈伯用他的聪明才智效忠于德国，利用这一研究成果制造了大量烈性炸药，为德国发动第一次世界大战提供了强有力的条件。第一次世界大战期间，哈伯又指导德军首次使用了毒气武器。他这种愚忠于祖国的行为遭到了各国科学家和世界人民的指责。(www.xing528.com)

经常使用的氮肥有硫铵［(NH₄)₂SO₄］、碳铵［(NH₄)₂CO₃］、硝铵(NH₄NO₃)，都属于铵盐。铵盐有三个共同的特性:加热易分解:易溶于水;能与碱反应放出氨气。所以在使用的时候一定要注意，不要放在高温的地方;不要让肥料受潮;不能和不成性肥料一起使用。

硝酸是一种强氧化性的强酸，有一点化学知识的人都知道:硝酸与金属反应时一般不放出氢气，就是因为硝酸有强氧化性。将硝酸和盐酸按照1∶3的摩尔比配成溶液称为“王水”，“王水”的氧化性更强，甚至能溶解金、铂这类非常稳定的金属。浓度很高的硝酸有一个特性，易分解，方程式为:

因此可以用浓硝酸作火箭发射剂的燃料添加剂。

氮还是构成有机物的重要元素，在作为生命基础物质的蛋白质中，氮是必不可少的。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。可以说，氮是生命的基本元素。