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N 7

Nitrogen (N)

nonmetal
周期: 2 族: 15 ブロック: p

Gas

標準原子量

14.007 u [14.00643, 14.00728]

電子配置

2s2.2p3

融点

-210 °C

沸点

-195.79 °C

密度

1.2506 kg/m³

酸化数

−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

電気陰性度(Pauling)

3.04

第1イオン化エネルギー

14.53413 eV

発見年

1772

原子半径

65 pm

詳細

名称の由来 Greek: nitron and genes, (soda forming).
発見国 Scotland
発見者 Daniel Rutherford

Nitrogen is a light nonmetal and the main constituent of Earth’s atmosphere as N₂. Its strong N≡N triple bond makes the element relatively inert at ordinary conditions, yet nitrogen chemistry is exceptionally rich once that bond is broken. It is essential in amino acids, nucleic acids, and many cofactors, and industrial fixation of N₂ underpins modern fertilizer production. Nitrogen commonly forms covalent compounds and spans oxidation states from −3 to +5.

Colourless, gaseous element which belongs to group 15 of the periodic table. Constitutes ~78% of the atmosphere and is an essential part of the ecosystem. Nitrogen for industrial purposes is acquired by the fractional distillation of liquid air. Chemically inactive, reactive generally only at high temperatures or in electrical discharges. It was discovered in 1772 by D. Rutherford.

The name derives from the Latin nitrum and Greek nitron for "native soda" and genes for "forming". Nitrogen was discovered by the Scottish physician and chemist Daniel Rutherford in 1772.

Nitrogen was discovered by the Scottish physician Daniel Rutherford in 1772. It is the fifth most abundant element in the universe and makes up about 78% of the earth's atmosphere, which contains an estimated 4,000 trillion tons of the gas. Nitrogen is obtained from liquefied air through a process known as fractional distillation.

From the Latin word nitrum, Greek Nitron, native soda; and genes, forming. Nitrogen was discovered by chemist and physician Daniel Rutherford in 1772. He removed oxygen and carbon dioxide from air and showed that the residual gas would not support combustion or living organisms. At the same time there were other noted scientists working on the problem of nitrogen. These included Scheele, Cavendish, Priestley, and others. They called it "burnt" or" dephlogisticated air," which meant air without oxygen.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
65 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
71 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
155 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
密度
1.2506 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.0173 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
気体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
-210 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
-195.79 °C 全元素の沸点を比較 →
熱伝導率
0.026 W/(m·K) 全元素の熱伝導率を比較 →
比熱容量
1.04 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
29.124 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
六方最密充填構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
3.04 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
3.066
電子親和力
-0.07 eV (負の値—この原子は電子を取り込まないと予測される)
第1イオン化エネルギー
14.53413 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
29.601352 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
47.445463 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
77.473767 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
97.890437 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 全元素の酸化数を比較 →
価電子
5 全元素の価電子を比較 →
電子配置
2s2.2p3

熱力学的性質

三重点(温度)
-209.999 °C
三重点(圧力)
1.252e+4 Pa
臨界点(温度)
-146.958 °C
臨界点(圧力)
3.3958e+6 Pa
融解熱
0.00373115 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
0.05762554 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
原子化熱
4.899 eV
原子化エンタルピー
4.896512 eV

原子核

陽子数
7 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
7 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
16 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
2 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
N-14
発見年
1772

存在度

存在度(地殻)
19 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
0.5 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
403.9 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 5 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7727-37-9 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
4S°3/2
InChI
InChI=1S/N
InChI Key
QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 7
電子 7
電荷 中性
電子配置 N: 2s² 2p³
電子配置
測定値
[He] 2s² 2p³
1s² 2s² 2p³
軌道図
1s
2/2
2s
2/2
2p
3/6 3↑
総電子数: 7 不対電子: 3 ?

原子モデル

陽子 7
中性子 7
電子 7
質量数 14
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

25 / 50 (50 強度データあり:50本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

1499.6360%150.3640%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
14 安定14.00307400443 ± 0.000000000299.6360%安定
15 安定15.00010889888 ± 0.000000000640.3640%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
気体 25 °C (298.15 K)

理由: 沸点(-195.79 °C)より220.8 °C高い

融点 -210 °C
沸点 -195.79 °C
沸点との差(上) 220.8 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
-210 °C
沸点 文献値
-195.79 °C
現在の相 計算値
気体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.00373115 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
0.05762554 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
1.2506 kg/m³

標準条件下

現在の密度 推定値
0.57251681 kg/m³

現在の温度Tにおいて理想気体の状態方程式で推定

詳細

三重点 文献値
-209.999 °C
臨界点 文献値
-146.958 °C

原子スペクトル

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
N I 0130912871287
N II +1809786786
N III +2137813591359
N IV +3536531531
N V +4442402433
N VI +5919091
N VII +6137137137
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
N I 0381
N II +1197
N III +2347
N IV +3292
N V +4151
N VI +5148
N VII +6149
NIST準位データの収録状況 →
7 N 14.006855

Nitrogen — 原子軌道可視化ツール

2s2.2p3
エネルギー準位 2 5
酸化数 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 2p n=2 · l=1 · m=-1
Nitrogen — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
7 N 14.006855

Nitrogen — 結晶構造可視化ツール

単純六方格子 · ピアソン記号 hP2
実験値
ピアソン記号 hP2
配位数 12
充填率 74.048%
標準条件下では結晶構造なし — 298 K、1 atmでは気体
293 Kにおける固相構造
Nitrogen — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
-34データなし146 pm
+36データなし16 pm
+56データなし13 pm

化合物

N
14.007 u
N
13.006 u
N+
14.007 u
N-
14.007 u

同位体 (2)

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
14 安定14.00307400443 ± 0.000000000299.6360% ± 0.0200%安定
stable
15 安定15.00010889888 ± 0.000000000640.3640% ± 0.0200%安定
stable
14 安定
原子質量(u) 14.00307400443 ± 0.0000000002
天然存在比 99.6360% ± 0.0200%
半減期 安定
崩壊形式
stable
15 安定
原子質量(u) 15.00010889888 ± 0.00000000064
天然存在比 0.3640% ± 0.0200%
半減期 安定
崩壊形式
stable

スペクトル線

全731件中50件を表示しています。 初期設定では、強度の測定値があるスペクトル線のみを表示します。

波長(nm)強度電離段階種類遷移精度出典
399.4997 nm1000N IIemission2s2.2p.3s 1P* → 2s2.2p.3p 1D測定値NIST
746.8312 nm900N Iemission2s2.2p2.(3P).3s 4P → 2s2.2p2.(3P).3p 4S*測定値NIST
463.0539 nm870N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3P測定値NIST
500.515 nm870N IIemission2s2.2p.3p 3D → 2s2.2p.3d 3F*測定値NIST
567.956 nm870N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3D測定値NIST
744.2298 nm785N Iemission2s2.2p2.(3P).3s 4P → 2s2.2p2.(3P).3p 4S*測定値NIST
648.205 nm750N IIemission2s2.2p.3s 1P* → 2s2.2p.3p 1P測定値NIST
661.056 nm750N IIemission2s2.2p.3p 1D → 2s2.2p.3d 1F*測定値NIST
575.2499 nm700N Iemission2s2.2p2.(3P).3p 4P* → 2s2.2p2.(3P).5d 4D測定値NIST
742.3641 nm685N Iemission2s2.2p2.(3P).3s 4P → 2s2.2p2.(3P).3p 4S*測定値NIST
444.703 nm650N IIemission2s2.2p.3p 1P → 2s2.2p.3d 1D*測定値NIST
500.1474 nm650N IIemission2s2.2p.3p 3D → 2s2.2p.3d 3F*測定値NIST
566.663 nm650N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3D測定値NIST
594.165 nm650N IIemission2s2.2p.3p 3P → 2s2.2p.3d 3D*測定値NIST
460.1478 nm550N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3P測定値NIST
464.3086 nm550N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3P測定値NIST
500.7328 nm550N IIemission2s2.2p.3p 3S → 2s2.2p.3d 3P*測定値NIST
504.5099 nm550N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3S測定値NIST
567.602 nm550N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3D測定値NIST
593.178 nm550N IIemission2s2.2p.3p 3P → 2s2.2p.3d 3D*測定値NIST
395.5851 nm450N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 1D測定値NIST
460.7153 nm450N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3P測定値NIST
462.1393 nm450N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3P測定値NIST
480.3287 nm450N IIemission2s2.2p.3p 3D → 2s2.2p.3d 3D*測定値NIST
499.436 nm450N IIemission2s.2p2.(4P).3s 5P → 2s.2p2.(4P).3p 5P*測定値NIST
501.0621 nm450N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3S測定値NIST
549.5655 nm450N IIemission2s2.2p.3p 3P → 2s2.2p.3d 3P*測定値NIST
568.621 nm450N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3D測定値NIST
571.077 nm450N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3D測定値NIST
391.9001 nm360N IIemission2s2.2p.3p 1P → 2s2.2p.3d 1P*測定値NIST
461.3868 nm360N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3P測定値NIST
500.2703 nm360N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 3S測定値NIST
501.6381 nm360N IIemission2s2.2p.3p 3D → 2s2.2p.3d 3F*測定値NIST
502.5659 nm360N IIemission2s2.2p.3p 3D → 2s2.2p.3d 3F*測定値NIST
592.781 nm360N IIemission2s2.2p.3p 3P → 2s2.2p.3d 3D*測定値NIST
637.962 nm360N IIemission2s2.2p.3s 3P* → 2s2.2p.3p 1P測定値NIST
648.2699 nm360N Iemission2s2.2p2.(3P).3p 4D* → 2s2.2p2.(3P).4d 4F測定値NIST
460.374 nm350N Vemission1s2.3s 2S → 1s2.3p 2P*測定値NIST
648.4808 nm325N Iemission2s2.2p2.(3P).3p 4D* → 2s2.2p2.(3P).4d 4F測定値NIST
648.3753 nm300N Iemission2s2.2p2.(3P).3p 4D* → 2s2.2p2.(3P).4d 4F測定値NIST
383.8374 nm285N IIemission2s2.2p.3p 3P → 2s2.2p.4s 3P*測定値NIST
422.7736 nm285N IIemission2s2.2p.3p 1D → 2s2.2p.4s 1P*測定値NIST
478.8138 nm285N IIemission2s2.2p.3p 3D → 2s2.2p.3d 3D*測定値NIST
489.5117 nm285N IIemission2s.2p3 1D* → 2s2.2p.3p 1P測定値NIST
498.7376 nm285N IIemission2s2.2p.3p 3S → 2s2.2p.3d 3P*測定値NIST
553.5347 nm285N IIemission2s.2p2.(4P).3s 5P → 2s.2p2.(4P).3p 5D*測定値NIST
574.73 nm285N IIemission2s2.2p.3s 1P* → 2s2.2p.3p 3D測定値NIST
594.024 nm285N IIemission2s2.2p.3p 3P → 2s2.2p.3d 3D*測定値NIST
595.239 nm285N IIemission2s2.2p.3p 3P → 2s2.2p.3d 3D*測定値NIST
616.775 nm285N IIemission2s2.2p.3d 3F* → 2s2.2p.4p 3D測定値NIST

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
71 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
60 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
54 pm
共有結合半径(Bragg)
65 pm

ファンデルワールス半径

Bondi
155 pm
Batsanov
160 pm
Alvarez
166 pm
UFF
366 pm
MM3
193 pm
Dreiding
366.21 pm
Rowland–Taylor
164 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
179 pm
金属半径(C12)
53 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
93
Pettifor
100
Glawe
88

電気陰性度の尺度

Ghosh
0
Miedema
7
Gunnarsson–Lundqvist
7
Robles–Bartolotti
6

分極率と分散

双極子分極率
7.4 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
0.2 a.u.
C₆
24.2 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
25.7 Ha·Bohr6

化学親和力

プロトン親和力
342.2 kJ/mol
気相塩基性
318.7 kJ/mol

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
4.1 cm3/mol
ミーデマ電子密度
4

相転移と同素体

融点63.15 K
沸点77.35 K
臨界点(温度)126.19 K
臨界点(圧力)3.4 MPa
三重点(温度)63.15 K
三重点(圧力)12.52 kPa

酸化数の分類

−3 main
+2 extended
−1 extended
+5 main
−2 extended
+3 main
0 extended
+1 extended
+4 extended

専門参考データ

遮蔽定数 (3)
n軌道σ
1s0.3349
2p3.166
2s3.1526
結晶半径の詳細 (4)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
-3IV132
3VI30Ahrens (1952) ionic radius,
5III4.4
5VI27Ahrens (1952) ionic radius,
同位体の崩壊形式 (33)
同位体モード強度
10p—
11p100%
12B+100%
12B+A1.9%
13B+100%
16B-100%
16B-A0%
17B-100%
17B-n95.1%
17B-A0%
X線散乱因子 (503)
エネルギー (eV)f₁f₂
10—0.67785
10.1617—0.68963
10.3261—0.70162
10.4931—0.71382
10.6628—0.72623
10.8353—0.73885
11.0106—0.7517
11.1886—0.76584
11.3696—0.78603
11.5535—0.80674

追加データ

Sources

Sources of this element.

Nitrogen gas (N2) makes up 78.1% of the Earth’s air, by volume. The atmosphere of Mars, by comparison, is only 2.6% nitrogen. From an exhaustible source in our atmosphere, nitrogen gas can be obtained by liquefaction and fractional distillation. Nitrogen is found in all living systems as part of the makeup of biological compounds.

参考文献 (1)

Isotopes in Forensic Science and Anthropology

Information on the use of this element's isotopes in forensic science and anthropology.

Stable hydrogen, carbon, and nitrogen isotopic compositions are used to determine the origin of pseudoephedrine from seized methyl-amphetamine made from the pseudoephedrine (drug used as a nasal decongestant or as a stimulant) [91] H. Salouros, G. J. Sutton, J. Howes, D. B. Hibbert, M. Collins. Anal. Chem.85, 9400 (2013)..

参考文献 (2)
  • [91] H. Salouros, G. J. Sutton, J. Howes, D. B. Hibbert, M. Collins. Anal. Chem.85, 9400 (2013).
  • [4] IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI) https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703

参考文献

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
N

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Nitrogen

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

ライセンスに関する注記: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Nitrogen

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

ライセンスに関する注記: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Nitrogen

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Nitrogen

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Nitrogen

This section provides all form of data related to element Nitrogen.

9 PubChem Elements
Nitrogen

The element property data was retrieved from publications.

最終更新:

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