窒素【Nitrogen】

窒素の基本情報

最終更新

2007-04-26T00:00:00+09:00

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https://www.7key.jp/data/science/element/n.html#basic

窒素の一般特性

名称/記号/番号

窒素 / N / 7

分類

非金属

族/周期/ブロック

15（VB） / 2 / p

密度/硬度

1.2506kg・m^-3 / （不明）

単体の色

無色

窒素の原子特性

原子量

14.0067amu

原子半径（計測値）

65（56）pm

共有結合半径

75pm

VDW半径

155pm

電子配置

[He]2s² 2p³

電子殻

2,5

酸化数（酸化物）

±3, 5, 4, 2（両性酸化物）

結晶構造

六方最密構造

窒素の物理特性

相

気体

融点

63.15K（-210.00℃/-346.00°F）

沸点

77.36K（-195.79℃/-320.42°F）

モル体積

13.54

×10^-3m³・mol^-1

気化熱

2.7928kJ・mol^-1

融解熱

0.3604kJ・mol^-1

蒸気圧

不明

音の伝わる速さ

334m・s^-1（293.15K）

その他

クラーク数

0.03%

電気陰性度

3.04（ポーリング）

比熱容量

1040×10⁴J・kg^-1・K^-1

導電率

不明

熱伝導率

0.02598W・m^-1・K^-1

イオン化エネルギー

第1：1402.3kJ・mol^-1/第2：2856kJ・mol^-1/第3：4578.1kJ・mol^-1/第4：7475kJ・mol^-1/第5：9444.9kJ・mol^-1/第6：53266.6kJ・mol^-1/第7：64360kJ・mol^-1

窒素のその他情報

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窒素の特徴

空気中に78%含まれ、アミノ酸をはじめ多くの生体物質中に含まれており、すべての生物にとって必須の元素。窒素分子は常温では無色無臭の非常に安定した気体。液化した窒素分子（液体窒素）は冷却剤としてよく使用される。分解すると生体に有害なアンモニアとなるが、動物（特にほ乳類）は窒素を無害で水溶性の尿素に代謝している。しかし、貯蔵はできないためそのほとんどは尿として排泄している。 そのため、アミノ酸合成に必要な窒素は再利用ができず、持続的に摂取する必要がある。ただし、ほとんどの生物は大気中の窒素分子を利用することができず、微生物などが窒素固定によって作り出す窒素化合物を摂取することで体内に窒素原子を取り込んでいる。

窒素の歴史

窒素は、かつて物が燃える元と考えられていた燃素の研究の過程で発見されたもので、最初に単体分離を行った者の特定は困難。1772年、ダニエル・ラザフォードが窒素を単体分離し、その中に生物を入れると窒息して死んでしまうことから有毒空気【noxious air】と命名（日本語の「窒素」はこのことに因む）。ほぼ同じ時期にカール・ヴィルヘルム・シェーレとヘンリー・キャベンディッシュも単体分離したと言われており、シェーレは酸素を「火の空気」、窒素を「駄目な空気」と命名した。窒素が元素であることを発見したのはフランスのアントワーヌ・ラヴォアジエで、フランス語で「生きられないもの」という意味の"azote"と命名した。

窒素の用途

• ハーバー・ボッシュ法によるアンモニア生産の原料。
• 液体窒素温度（-195.8 ℃）まで冷却でき、安価で比較的安全なため、低温における化学および物理学の実験、CPUの冷却、工業用プラント、受精卵の凍結保存、爆発物処理などの冷却に用いられる。
• テクニカルダイビング用呼吸ガス（ナイトロックスやトライミックス）。

その他

ギリシャ語の硝石（nitro）と、「生む・作る」の意味の「ゲンナオ（gennao）」の語根「ゲン」から命名。