氮气（N?）是天然界中含量最丰富的气体（占空气体积约78%），其性质和用途广泛，涉及工业、医疗、农业等多个领域。下面内容是综合整理：
一、氮气的性质
1. 物理性质
- 基本特性：无色、无味、无臭，密度略小于空气（相对蒸气密度0.97）。
- 相变参数：熔点-209.8℃，沸点-195.6℃，临界温度-147℃，临界压力3.4 MPa。
- 溶解性：微溶于水和乙醇（25℃时溶解度为17.28 mL/L）。
2. 化学性质
- 化学惰性：氮分子（N?）的三键结构（σ键+2π键）使其离解能高达945 kJ/mol，常温下极难与其他物质反应。
- 反应条件：
- 高温下：与部分金属（如镁、锂）反应生成氮化物（如Mg?N?）。
- 放电或高温：与氧气生成*（NO），如闪电固氮。
- 氧化态多样性：可呈现-3（氨）、+3（亚硝酸盐）、+5（硝酸盐）等多种化合态。
二、氮气的主要用途
1. 工业领域
- 合成氨：氮气与氢气在高温高压下合成氨（NH?），用于制造氮肥（如尿素、*），支撑全球农业增产。
- 保护气体：
- 钢铁工业：防止高温金属氧化，提升不锈钢和合金性能。
- 电子制造：在半导体生产经过中隔绝氧气，减少芯片氧化污染。
- 食品包装：充氮保鲜，延缓食品氧化变质（如薯片、奶粉）。
- 制冷剂：液氮（-196℃）用于低温冷冻、金属加工（如铜材退火）和实验室样品保存。
2. 医疗领域
- 冷冻治疗：液氮快速冷冻病变组织（如疣、血管瘤），实现无创去除[]。
- 麻醉辅助：作为笑气（N?O）的原料，缓解疼痛并减少麻醉药用量[]。
- 生物保存：液氮冷冻保存干细胞、疫苗和器官移植材料[]。
3. 其他应用
- 汽车轮胎充气：氮气稳定性优于空气，减少胎压变化和爆胎风险。
- 石油化工：在油气管道和精炼经过中提供惰性环境，防爆防燃。
- 航空航天：作为火箭燃料体系的推进剂和低温冷却剂。
三、独特形态氮气的应用
- 高纯氮（纯度≥99.999%）：用于精密仪器校准、电子元件封装和化学分析。
- 液氮冷冻技术：在科研中用于超导材料制备和量子计算机冷却。
四、生态与健壮影响
- 氮循环：植物通过固氮影响吸收氮气，转化为氨基酸和蛋白质，构成生活基础。
- 毒性风险：高浓度氮气可导致缺氧窒息，深海潜水需防范减压病（氮气气泡形成）。
氮气凭借其化学惰性和低温特性，成为工业制造、医疗技术及农业生产中不可替代的气体。从合成氨支撑全球粮食生产，到液氮推动生物医学突破，其应用深度与广度持续拓展。
