第 7 號元素:氮N · Nitrogen

氮ㄉㄢˋ(四聲)Nitrogen

注音 ㄉㄢˋ(四聲)·音同「淡」

主要分類(決定顏色) · 金屬性:非金屬 · 氮族(第 15 族)

氮(Nitrogen):液態氮
液態氮照片:Robin Müller · CC BY-SA 3.0 · Wikimedia Commons
原子序
7
元素符號
N
標準原子量
14.007± 0.001
週期
2
族
15
區塊
p 區

電子排布

[He]2s22p3

原子結構與電子殼層分布

  1. K n=12
  2. L n=25

簡介

地球大氣中含量最多的氣體,是蛋白質與核酸的必要元素。工業上用於合成氨與肥料,液態氮常作為冷卻劑。

不屬於鹵素與稀有氣體的非金屬元素,例如氫、碳、氮、氧。

元素科學故事 · 氮(N)

空氣中最多的氣體

已對照來源· 版本 2026-10-18

大氣約 78%、1772 年 Rutherford 除去氧與二氧化碳後的殘餘氣體不助燃也不維持生命、Scheele 等人同時研究、nitron 與 genes 字源(LANL、CIAAW)、最大用途為哈伯法製氨、氨用於肥料炸藥與奧士華法製硝酸、液態氮用於冷藏樣本保存與低溫實驗、半導體工業保護氣體(Jefferson Lab)、存在於所有生物體的生物化合物(LANL),皆已對照 PubChem 收錄的 Los Alamos、Jefferson Lab 與 CIAAW 原文。

我們吸進的每一口空氣,大約有 78% 是氮氣。這種看似平凡的氣體,卻是肥料與炸藥的原料。

不能維持生命的空氣

1772 年,蘇格蘭醫師暨化學家 Daniel Rutherford 把空氣中的氧和二氧化碳除去,發現剩下的氣體既不能助燃,也無法維持生物生存。同一時期,Scheele、Cavendish、Priestley 等人也在研究這種氣體。氮的名稱來自希臘文 nitron(天然鹼)與 genes(生成)。

從空氣到肥料

氮最大的用途是製造氨:在哈伯法中,大量氮氣與氫氣結合成氨,再用來製造肥料、炸藥,或經奧士華法製成硝酸。氮也存在於所有生物體內,是生物化合物的成分之一。

便宜的低溫液體

液態氮是一種便宜的低溫液體,用於冷藏、保存生物樣本與低溫科學實驗。氮氣本身相當不活潑,在半導體工業中用作保護氣體。

延伸思考空氣中有 78% 是氮氣,植物卻常常需要施加含氮的肥料。為什麼植物不能直接利用空氣中的氮?

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參考來源

  1. PubChem Element: Nitrogen(收錄 Los Alamos National Laboratory、Jefferson Lab 與 CIAAW 的元素資料)已查閱 2026-10-18