窒素 - 通信用語の基礎知識

同位体核種	天然存在比	半減期	崩壊	崩壊後生成物
¹⁰N	‐		陽子放射	⁹C
¹¹N	‐		陽子放射	¹⁰C
^11mN	‐
¹²N	‐		β⁺崩壊	¹²C
¹³N	‐	9.965秒	β⁺崩壊	¹³C
¹⁴N	99.635%	安定核種(中性子数7)
¹⁵N	0.365%	安定核種(中性子数8)
¹⁶N	‐	7.13秒	β^－崩壊	¹⁶O
¹⁷N	‐	4.173秒	β^－崩壊	¹⁷O
¹⁸N	‐		β^－崩壊	¹⁸O
¹⁹N	‐		β^－崩壊	¹⁹O
²⁰N	‐		β^－崩壊	²⁰O
²¹N	‐		β^－崩壊	²¹O
²²N	‐		β^－崩壊	²²O
²³N	‐		β^－崩壊	²³O
²⁴N	‐		中性子放射	²³N
²⁵N	‐

質量数が16以上になると複雑な崩壊をする。

特徴

性質

単体は大気中に78.08%存在する、無色/無臭/無害の気体。

窒素は、炭素と同様に様々な化合物を作る。特に重要な有機物としてアミノ酸、各種アミン類、DNAやRNAを構成する塩基(芳香族のベンゼン環の炭素の一つないし幾つかを窒素に置換するヘテロ芳香族を含む)など、また無機物としてアンモニア、硝酸及びそれらの塩が知られている。ただし、窒素単体の反応性は高くない。

アンモニアや肥料の合成のほか、冷媒、寒剤などにも使われる。

製法

実験室的製法は、亜硝酸アンモニウム水溶液の加熱(70℃)で得る。

NH₃NO₂→H₂O+N₂↑

工業的には液化空気の分留や空気の膜分離によって得る。

今では膜分離もかなり安価になってきている。それほど純度が求められない場合は、研究所レベルでも(低純度)N₂が必要な装置の手前に空気の膜分離装置をつけて使うことがある。

安全性

危険性

有害性

環境影響

発見

この元素は、かつて物が燃える原因と考えられた元素「燃素」の研究過程で偶然見つかったもので、発見者の特定は困難である。

イギリスの科学者Daniel Rutherford(ダニエル・ラザフォード)が1772(安永元)年に有毒空気(noxious air)と命名した。これが最も古い記録として、現在の化学史に於いては発見者はラザフォードとされている。

スウェーデンのシェーレも遅れて酸素を火の空気、窒素を駄目な空気と命名した。

フランスの科学者ラボアジェは1775(安永4)年に窒素が元素であることを確認しazoteと命名した。azoteはフランス語で、「生きられないもの」や「生命を支えないもの」の意味がある。

化学名のNitrogeniumは、ギリシャ語で「硝石を作るもの」を意味する語、νι'τρον(ni'tron、硝石)をγει'νομαι(gei'nomai、作る)から付けられた。

主な化合物

種類

酸化数

補足

窒素ボンベはグレーである。他に水素は赤、酸素は黒、二酸化炭素は緑、ヘリウムなどはグレーとなっている。また、ボンベのバルブが左ネジ(メタンなどの可燃性ガスは全て同様)。

前後の元素

6 炭素 ‐ 7 窒素 ‐ 8 酸素

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