窒素

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窒素、  7 N
Liquidnitrogen.jpg
窒素
同素体窒素の同素体を参照してください
外観無色の気体、液体または固体
標準原子量Ar 、std(N) [14.006 43、 14.007 28 ]従来型: 14.007 [1]
周期表の窒素
水素 ヘリウム
リチウム ベリリウム ボロン 炭素 窒素 空気 フッ素 ネオン
ナトリウム マグネシウム アルミニウム ケイ素 リン 硫黄 塩素 アルゴン
カリウム カルシウム スカンジウム チタン バナジウム クロム マンガン コバルト ニッケル 亜鉛 ガリウム ゲルマニウム 砒素 セレン 臭素 クリプトン
ルビジウム ストロンチウム イットリウム ジルコニウム ニオブ モリブデン テクネチウム ルテニウム ロジウム パラジウム カドミウム インジウム アンチモン テルル ヨウ素 キセノン
セシウム バリウム ランタン セリウム プラセオジム ネオジム プロメチウム サマリウム ユーロピウム ガドリニウム テルビウム ジスプロシウム ホルミウム エルビウム ツリウム イッテルビウム ルテチウム ハフニウム タンタル タングステン レニウム オスミウム イリジウム 白金 ゴールド 水銀(元素) タリウム ビスマス ポロニウム アスタチン ラドン
フランシウム ラジウム アクチニウム トリウム プロトアクチニウム。 ウラン ネプツニウム プルトニウム アメリシウム キュリウム バークリウム カリホルニウム アインスタイニウム フェルミウム メンデレビウム ノーベリウム ローレンシウム ラザホージウム ドブニウム シーボーギウム ボーリウム ハッシウム マイトネリウム ダームスタチウム レントゲニウム コペルニシウム ニホニウム フレロビウム モスコビウム リバモリウム テネシン オガネソン


N

P
炭素窒素酸素
原子番号 Z7
グループグループ15(プニクトゲン)
限目期間2
ブロック  pブロック
電子配置[] 2s 2 2p 3
シェルあたりの電子数2、5
物理的特性
STPでの フェーズガス
融点(N 2)63.23 [2]  K(−209.86 [2]  °C、−345.75 [2]  °F)
沸点(N 2)77.355 K(−195.795°C、−320.431°F)
密度 (STPで)1.2506 g / L [3]、0°C、1013 mbar
液体の場合(  bpで)0.808 g / cm 3
三重点63.151 K、12.52 kPa
臨界点126.21 K、3.39 MPa
融合熱(N 2)0.72  kJ / mol
蒸発熱(N 2)5.57 kJ / mol
モル熱容量(N 2)29.124 J /(mol・K)
蒸気圧
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T (K)で  37 41 46 53 62 77
原子特性
酸化状態−3、−2、−1、0、 [4] + 1、+ 2、 + 3、+ 4、 + 5強酸性酸化物)
電気陰性度ポーリングスケール:3.04
イオン化エネルギー
  • 1番目:1402.3 kJ / mol
  • 2番目:2856 kJ / mol
  • 3位:4578.1 kJ / mol
  • もっと
共有結合半径71±  1pm
ファンデルワールス半径午後155時
スペクトル範囲のカラーライン
窒素のスペクトル線
その他のプロパティ
自然発生原始的
結晶構造六角形
窒素の六方晶構造
音速353 m / s(ガス、27°C)
熱伝導率25.83× 10-3W  /(m・K)
磁気秩序反磁性
CAS番号17778-88-0
7727-37-9(N 2
歴史
発見ダニエル・ラザフォード(1772)
によって名付けられたジャン=アントワーヌチャプタル(1790)
窒素の主な同位体
アイソトープ 豊富 半減期 t 1/2 崩壊モード 製品
13 N syn 9.965分 ε 13 C
14 N 99.6% 安定
15 N 0.4% 安定
 カテゴリ:窒素
| 参照

窒素記号N原子番号7の化学元素です。 1772年にスコットランドの医師ダニエルラザフォードによって最初に発見され、分離されました。カールウィルヘルムシェールヘンリーキャベンディッシュはほぼ同時に独立してそうしましたが、ラザフォードは一般に彼の作品が最初に出版されたのでクレジット。ニトロゲンという名前は、1790年にフランスの化学者ジャン=アントワーヌ=クロードチャプタルによって、硝酸硝酸塩に窒素が存在することが判明したときに示唆されましたアントワーヌ・ラヴォワジエ 代わりに、古代ギリシャ語からの名前azoteを提案しました:ἀζωτικός「生命がない」、それは窒息性ガスであるため; この名前は、フランス語イタリア語ロシア語ルーマニア語ポルトガル語トルコ語を含むいくつかの言語で使用され、ヒドラジンアジドアゾ化合物などのいくつかの窒素化合物の英語名に表示されます。

窒素は非金属であり、周期表のグループ15の中で最も軽いメンバーであり、しばしばプニクトゲンと呼ばれます。これは宇宙の一般的な元素であり、天の川太陽系の総量で7番目と推定されています標準の温度と圧力は、元素の2つの原子が結合して、無色無臭の原子ガスであるN2を形成します。N 2は、地球の大気の約78%を形成し、最も豊富な未結合の元素になっています。窒素はすべての生物、主にアミノ酸で発生します (したがってタンパク質)、核酸DNAおよびRNA)およびエネルギー伝達分子であるアデノシン三リン酸人体には、質量で約3%の窒素が含まれています。これは、酸素、炭素、水素に次いで、体内で4番目に豊富な元素です。窒素循環は、空気から生物圏および有機化合物へ、そして大気へと戻る 元素の移動を表します。

アンモニア、硝酸、有機硝酸塩(推進剤爆発物)、シアン化物など、多くの産業上重要な化合物には窒素が含まれています。一酸化炭素(CO)に次いで二原子分子で2番目に強い結合である元素窒素(N≡N)の非常に強い三重結合[5]は、窒素化学を支配します。これは、生物と産業の両方にとって、N2を有用な化合物に変換することを困難にます、しかし同時に、それは窒素化合物を燃焼、爆発、または分解して窒素ガスを形成することを意味し、多くの場合有用なエネルギーを大量に放出します。合成的に生成されたアンモニアと硝酸塩は重要な工業用肥料であり、硝酸肥料は水システム 富栄養化における重要な汚染物質です。

肥料やエネルギー貯蔵庫での使用とは別に、窒素は、高強度の布地で使用されるケブラーやスーパーグルーで使用されるシアノアクリレートと同じくらい多様な有機化合物の構成要素です。窒素は、抗生物質を含むすべての主要な医薬品クラスの構成要素です多くの薬は、天然の窒素含有シグナル分子の模倣物またはプロドラッグです。たとえば、有機硝酸塩のニトログリセリンニトロプルシドは、一酸化窒素に代謝されることによって血圧を制御します。天然カフェインモルヒネまたは合成アンフェタミンは、動物の神経伝達物質の受容体に作用します。

歴史

窒素化合物は非常に長い歴史があり、塩化アンモニウムはヘロドトスに知られています。彼らは中世によく知られていました。錬金術師は、硝酸をアクアフォルティス(強水)として、またアンモニウム塩や硝酸塩などの他の窒素化合物として知っていました。硝酸と塩酸の混合物は王水(王水)として知られており、金属の王様であるを溶かす能力で有名です。[6]

窒素の発見は、1772年にスコットランドの医師ダニエルラザフォードがそれを有害な空気と呼んだことに起因しています。[7] [8]彼はそれを完全に異なる化学物質として認識していなかったが、それをジョセフ・ブラックの「固定空気」または二酸化炭素と明確に区​​別した。[9]ラザフォードは、それが元素であることに気づいていなかったものの、燃焼をサポートしない空気の成分があったという事実は明らかでした。窒素は、カール・ヴィルヘルム・シェール[10] ヘンリー・キャベンディッシュ[ 11]ジョセフ・プリーストリー[11]によってほぼ同時に研究されました[12]それを焦げた空気またはphlogisticated空気と呼んだ人。フランス語の化学者アントワーヌ・ラヴォワジエは、窒素ガスをギリシャ語のάζωτικός ( azotikos )から生命がない」と呼んでいます。これは、ほとんどが不活性であるためです。[13] [14]純粋な窒素の雰囲気の中で、動物は死に、炎は消えた。Lavoisierの名前は英語では受け入れられませんでしたが、ほとんどすべてのガス(実際、酸素を除いて)はメフィティックであることが指摘されたため、多くの言語(フランス語、イタリア語、ポルトガル語、ポーランド語、ロシア語、アルバニア語、トルコ語など;ドイツ語Stickstoffも同様に、同じ特性を指します。erstickenは「窒息または窒息する」)、ヒドラジンアジドイオンの化合物などの多くの窒素化合物の一般名で英語のままです。最後に、それはギリシャ語のπνίγεινから「窒息する」まで、窒素が率いるグループの「 pnictogens 」という名前につながりました。[6]

英語の窒素(1794)は、1790年にフランスの化学者Jean-Antoine Chaptal(1756–1832)によって造られたフランスの硝石から、[ 15]フランスの硝石硝酸カリウム、 saltpeterとも呼ばれる)とフランス語の接尾辞から言語を入力しました。 -gène、「生産」、ギリシャ語-γενής(-genes、「生まれた」)から。Chaptalの意味は、窒素が硝酸の本質的な部分であり、硝酸が硝石から生成されるということでした以前は、硝石はエジプトの「ナトロン」(炭酸ナトリウム)と混同されていました)–ギリシャ語でνίτρον(硝石)と呼ばれます–名前にもかかわらず、硝酸塩は含まれていませんでした。[16]

窒素化合物の初期の軍事、産業、および農業用途では、ソルトピーター(硝酸ナトリウムまたは硝酸カリウム)が使用され、特に火薬に使用され、後に肥料として使用されました。1910年、レイリー卿は、窒素ガスの放電により、窒素の単原子 同素体である「活性窒素」が生成されることを発見しました。[17]彼の装置によって生成された「鮮やかな黄色の光の渦巻く雲」は、水銀と反応して爆発性の水銀窒化物を生成した。[18]

長い間、窒素化合物の供給源は限られていました。天然資源は、生物学または大気反応によって生成された硝酸塩の堆積物のいずれかに由来します。フランク-カロプロセス(1895–1899)やハーバーボッシュプロセス(1908–1913)などの工業プロセスによる窒素固定により、この窒素化合物の不足が緩和され、世界の食料生産の半分(アプリケーションを参照)が合成に依存するようになりました。窒素肥料。[19]同時に、工業用窒素固定から硝酸塩を製造するためのオストワルドプロセス(1902)の使用により、製造における原料としての硝酸塩の大規模な工業生産が可能になりました。20世紀世界大戦での爆発物。[20] [21]

プロパティ

Atomic

窒素で占められている5つの軌道の形。2つの色は、各領域の波動関数の位相または符号を示します。左から右へ:1s、2s(内部構造を示すための断面図)、2p x、2p y2pz

窒素原子には7つの電子があります。基底状態では、それらは電子配置1sに配置されます2
2秒2
2p1
x
2p1
2p1
z
したがって、2s軌道と2p軌道に5つの価電子があり、そのうち3つ(p電子)は対になっていない。元素の中で最も高い電気陰性度の1つ(ポーリングスケールで3.04 )を持ち、塩素(3.16)、酸素(3.44)、およびフッ素(3.98)のみを上回っています。(軽希ガスヘリウムネオン、およびアルゴンも、おそらく電気陰性度が高く、実際にはアレンスケールです。)[22]周期的な傾向に従うと、71pmの単結合共有半径はそれらよりも小さくなります。ホウ素(84 pm)炭素(76 pm)は、酸素(66 pm)やフッ素(57 pm)よりも大きいです。窒化物アニオンN3-は、酸化物(O 2-:140 pm)およびフッ化物(F- 133 pm)アニオンと同様に、 146pmではるかに大きくなります。[22]窒素の最初の3つのイオン化エネルギーは1.402、2.856、および4.577 MJ・mol -1であり、4番目と5番目の合計は次のようになります。16.920MJ・mol -1これらの非常に高い数値のために、窒素には単純なカチオン化学がありません。[23]

2pサブシェルに放射状ノードがないことは、特に窒素、酸素、およびフッ素における、 pブロックの最初の行の異常な特性の多くの直接的な原因です。2pサブシェルは非常に小さく、2sシェルと非常によく似た半径を持っているため、軌道混成が容易になります。また、原子核と2sおよび2pシェルの価電子との間に非常に大きな静電引力が生じ、電気陰性度が非常に高くなります。同じ理由で、2p元素の過価はほとんど不明です。これは、電気陰性度が高いため、小さな窒素原子が電子豊富な3中心4電子結合の中心原子になることが困難になるためです。それは電子をそれ自体に強く引き付ける傾向があるからです。したがって、周期表のグループ15の先頭にある窒素の位置にもかかわらず、その化学的性質は、より重い同族体であるリンヒ素アンチモン、およびビスマスの化学的性質とは大きく異なります。[24]

窒素は、その水平方向の隣接炭素と酸素、およびプニクトゲンカラムの垂直方向の隣接炭素、リン、ヒ素、アンチモン、およびビスマスと比較すると便利です。リチウムから酸素までの各周期2元素は、次のグループの周期3元素(マグネシウムから塩素まで。これらは対角関係として知られています)といくつかの類似点を示しますが、それらの次数はホウ素とシリコンのペアを超えて急激に低下します。窒素と硫黄の類似性は、両方の元素が存在する唯一の元素である場合、ほとんどの場合、窒化硫黄環化合物に限定されます。[25]

窒素は、カテネーションに対する炭素の傾向を共有していません炭素と同様に、窒素は金属とイオン性または金属性の化合物を形成する傾向があります。窒素は、鎖状、黒鉛状、およびフラーレン状の構造を持つものを含む、炭素との広範な一連の窒化物を形成します。[26]

これは、電気陰性度が高く、水素結合に付随する能力と、孤立電子対を提供することによって配位錯体を形成する能力を備えた酸素に似ています。アンモニアNH3と水H2 Oの化学的性質には、いくつかの類似点があります。たとえば、プロトン化してNH 4+H3 O +を生成するか、脱プロトン化してNH2-OH-生成する能力これらはすべて、固体化合物で分離できます。[27]

窒素は、 pπ相互作用を介して、通常は炭素、酸素、または他の窒素原子と多重結合を形成するという優先順位を、その水平方向の隣接物の両方と共有します。[25]したがって、たとえば、窒素は二原子分子として発生するため、N 2分子のみが保持されるため、他のグループよりも融点(-210°C)と沸点(-196°C)が非常に低くなります。弱いファンデルワールス相互作用によって一緒になり、重要な瞬間双極子を作成するために利用できる電子はほとんどありません。これは、その垂直の隣人には不可能です。したがって、窒素酸化物亜硝酸塩硝酸塩ニトロ-ニトロソ-、アゾ-、およびジアゾ-化合物、アジドシアネートチオシアン酸塩、およびイミノ誘導体は、リン、ヒ素、アンチモン、またはビスマスとのエコーを検出しません。しかし、同じように、リンのオキソ酸の複雑さは、窒素とのエコーを発見しません。[25]それらの違いは別として、窒素とリンは互いに広範な一連の化合物を形成します。これらはチェーン、リング、およびケージ構造を持っています。[28]

アイソトープ

炭素からフッ素(窒素を含む)までの核種の表(Segrèチャート)。オレンジは陽子放出を示します(陽子ドリップラインの外側の核種)。陽電子放出のピンク(逆ベータ崩壊); 安定核種の場合は黒。電子放出(ベータ崩壊)の場合は青。中性子放出の場合はバイオレット(中性子ドリップラインの外側の核種)。陽子数は縦軸を上に向かって増加し、中性子数は横軸を右に向かって増加します。

窒素には2つの安定同位体があります。14N15Nです。1つ目ははるかに一般的で、天然窒素の99.634%を構成し、2つ目(わずかに重い)は残りの0.366%を構成します。これにより、原子量は約14.007uになります。[22]これらの安定同位体は両方とも、星のCNOサイクルで生成されます、中性子捕獲が律速段階であるため、14Nがより一般的です14 Nは、5つの安定した奇数-奇数核種(陽子と中性子の数が奇数の核種)の1つです。他の4つは2H6 Li10ですB、180mTa[29]

14N15Nの相対的な存在量は、大気中では実質的に一定ですが、生物学的酸化還元反応からの自然同位体分別と天然アンモニアまたは硝酸の蒸発により、他の場所で変化する可能性があります[30]生物学的に媒介された反応(例えば、同化硝化、および脱窒)は、土壌中の窒素動態を強力に制御します。これらの反応により、通常、基質が15 N濃縮され、生成物が枯渇します[31]

重い同位体15Nは、隣接する元素である酸素炭素の重い同位体が発見された直後の1929年にSMNaudéによって最初に発見されました[32]これは、すべての同位体の中で最も低い熱中性子捕獲断面積の1つを示しています。[33]核磁気共鳴(NMR)分光法では、窒素含有分子の構造を決定するために頻繁に使用されます。これは、核スピンが半分であるため、線幅が狭いなどのNMRの利点があります。14 Nは、理論的には使用可能ですが、整数の核スピンが1であるため、四重極モーメントがあります。これにより、スペクトルが広くなり、有用性が低下します。[22] それにもかかわらず、 15 N NMRには、より一般的な1Hおよび13CNMR分光法では遭遇しない複雑さがあります。15 N(0.36%)の低い天然存在比は、感度を大幅に低下させます。この問題は、その低い磁気回転比( 1 Hの10.14%のみ)によってのみ悪化します。その結果、 1 Hの信号対雑音比は、同じ磁場強度で15N信号対雑音比の約300倍になります。[34]これは、化学交換または分別蒸留による15Nの同位体濃縮によっていくらか軽減される可能性があります。15 Nに富む化合物には、大気から遠ざける必要のある標識水素、炭素、および酸素同位体を持つ化合物とは異なり、標準的な条件下では、窒素原子が大気中の窒素と化学的に交換されないという利点があります。[22] 15 N14 N比は、地球化学、水文学、古気候学、古海洋学の分野で安定同位体分析に一般的に使用おり δ15N呼ばます[35]

12Nから23Nの範囲で合成的に生成された他の10の同位体のうち13 N半減期は10分で、残りの同位体の半減期は秒(16N17N)またはミリ秒のオーダーです。他の窒素同位体は、陽子ドリップラインの外に出て陽子や中性子を漏らしてしまうため、不可能です。[36]半減期の違いを考えると、13 Nは最も重要な窒素放射性同位元素であり、陽電子放出断層撮影で使用するのに十分な長寿命です。(PET)、その半減期はまだ短いので、PETの会場で、たとえば16Oの陽子衝撃によって13Nとアルファ粒子を生成するサイクロトロン生成する必要あります。[37]

放射性同位元素16N 、通常の運転中の加圧水型原子炉または沸騰水型原子炉の冷却材中の主要な放射性核種であり、したがって、一次冷却材システムから二次蒸気サイクルへの漏れの高感度かつ即時の指標であり、主要な手段です。そのような漏れの検出の。これは、16 O原子が中性子を捕獲して陽子を放出する(n、p)反応を介し水中の)16Oから生成されます。半減期は約7.1秒と短い[36]が、崩壊中に16 Oに戻ると、高エネルギーのガンマ線(5〜7 MeV)が発生します。[36] [38]このため、原子炉の運転中は、加圧水型原子炉の一次冷却材配管へのアクセスを制限する必要があります[38]

化学と化合物

同素体

二窒素分子、N2の分子軌道図5つの結合性軌道と2つの反結合性軌道(アスタリスクでマークされています。内側の1s電子を含む軌道は表示されていません)があり、合計の結合次数は3になります。

原子状窒素は、活性窒素とも呼ばれ、反応性が高く、3つの不対電子を持つトリラジカルです。遊離窒素原子はほとんどの元素と容易に反応して窒化物を形成し、2つの遊離窒素原子が衝突して励起されたN 2分子を生成する場合でも、二酸化炭素などの安定した分子との衝突時に大量のエネルギーを放出してホモリティック分裂を引き起こす可能性があります原子状窒素は、0.1〜2 mmHgの窒素ガスに放電を通過させることによって調製されます。原子状窒素は、数分間残光としてゆっくりと消える桃黄色の放出とともに原子状窒素を生成します。放電が終了した後でも。[25]

原子状窒素の反応性が高いことを考えると、元素状窒素は通常、分子状窒素2、二窒素として発生します。この分子は、標準状態では無色、無臭、無味の反磁性ガスです。-210°Cで溶融し、-196°Cで沸騰します。[25]二窒素は室温ではほとんど反応しませんが、それでもリチウム金属やいくつかの遷移金属錯体と反応します。これは、N≡N三重結合を持っているという点で標準状態の二原子元素の中で独特であるその結合によるものです。三重結合は結合長が短く(この場合は109.76 pm)、解離エネルギーが高い(この場合は945.41 kJ / mol)ため、非常に強力であり、二窒素の化学的不活性を説明しています。[25]

他の窒素オリゴマーおよびポリマーが可能である可能性があります。それらを合成できれば、強力な推進剤や爆発物として使用できる非常に高いエネルギー密度の材料としての潜在的な用途があるかもしれません。[39]ダイヤモンドアンビルセルで生成されるよう な非常に高い圧力(110万 気圧)と高温(2000 K)の下で、窒素は単結合の立方晶ゴーシュ結晶構造に重合します。この構造はダイヤモンドの構造に似ており、どちらも非常に強い共有結合を持っているため、「窒素ダイヤモンド」というニックネームが付けられています。[40]

冥王星のスプートニク平原の水氷山の隣の固体窒素

大気圧では、分子状窒素は77  K(-195.79° C )で凝縮液化)し、63 K(-210.01° C )で凍結し[41]、ベータ六角形の最密結晶同素体になります。35.4 K(-237.6°C)未満では、窒素は立方晶同素体(アルファ相と呼ばれる)になります。[42]液体窒素は、外観は水に似ているが、密度が80.8%(沸点での液体窒素の密度は0.808 g / mL)の無色の液体で、一般的な低温剤です。[43]固体窒素 多くの結晶修飾があります。それは冥王星[44]とトリトンのような太陽系の外衛星に重要な動的表面被覆を形成します。[45]固体窒素の低温でさえ、それはかなり揮発性であり、昇華して大気を形成したり、凝縮して窒素の霜に戻ったりする可能性があります。それは非常に弱く、氷河の形で流れ、トリトンの間欠泉では極地の氷冠地域から窒素ガスが発生します。[46]

二窒素錯体

[Ru(NH 35(N 2)] 2+ペンタアミン(二窒素)ルテニウム(II))の構造、最初に発見された二窒素錯体

発見された二窒素錯体の最初の例は[Ru(NH 35(N 2)] 2+(右の図を参照)であり、すぐに他の多くのそのような錯体が発見されました。窒素分子が少なくとも1つの孤立電子対を中央の金属カチオンに供与するこれらの錯体は、 N2がニトロゲナーゼおよびハーバープロセスの触媒金属にどのように結合するかを示しています。生物学と肥料の生産において非常に重要です。[47] [48]

二窒素は、5つの異なる方法で金属に配位することができます。よりよく特徴付けられた方法は、エンドオンM←N≡N(η1 およびM←N≡N→M(μ、 bis - η1)であり、窒素原子上の孤立電子対が金属カチオン。あまりよく特徴付けられていない方法は、三重結合からの電子対を、2つの金属カチオン(μ、bis-η2)または1つだけ(η2)への架橋配位子として窒素供与すること含みます。5番目のユニークな方法は、架橋配位子としての三重配位を含み、三重結合( μ3 - N2 )から3つの電子対すべてを提供します。)。いくつかの錯体は複数のN2配位子を特徴とし、いくつかは複数の方法で結合したN2を特徴とします。N 2一酸化炭素(CO)およびアセチレン(C 2 H 2 )と等電子的であるため、N 2はCOよりも弱いσ-ドナーおよびπ-アクセプターですが、二窒素錯体の結合はカルボニル化合物の結合と密接に関連しています。理論的研究によると、σ供与は、ほとんどがN–N結合を弱めるだけであるπ逆供与よりもM–N結合の形成を可能にする重要な要因であり、エンドオン( η1 )寄付は、サイドオン( η2 )寄付よりも簡単に実行できます。[25]

今日、二窒素錯体はほとんどすべての遷移金属で知られており、数百の化合物を占めています。それらは通常3つの方法で準備されます:[25]

  1. H 2 OH-、またはCOなどの不安定な配位子を窒素で直接置き換えるこれらは、穏やかな条件で進行する可逆反応であることがよくあります。
  2. 窒素ガス下で過剰な適切なコリガンドの存在下での金属錯体の還元。一般的な選択には、塩化物配位子をジメチルフェニルホスフィン(PMe 2 Ph)に置き換えて、元の塩素配位子よりも結合している窒素配位子の数を補うことが含まれます。
  3. ヒドラジンやアジドなどのN–N結合を持つ配位子を、直接二窒素配位子に変換します。

時折、N≡N結合は、例えば配位アンモニア(NH 3)を亜硝酸(HNO 2 )と直接反応させることにより、金属錯体内で直接形成される場合がありますが、これは一般的には当てはまりません。ほとんどの二窒素錯体は、白-黄-オレンジ-赤-茶色の範囲内の色を持っています。青[{Ti( η5 -C5 H 5 2 } 2- N 2-)]など、いくつかの例外が知られています。[25]

窒化物、アジド、および窒化物錯体

窒素は、最初の3つの希ガスヘリウムネオンアルゴンを除く周期表のほぼすべての元素と、ビスマス後の非常に寿命の短い元素の一部に結合し、さまざまな特性と用途を持つ多種多様な二元化合物を生成します。[25]多くの二元化合物が知られています。水素化窒素、酸化物、フッ化物を除いて、これらは通常、窒化物と呼ばれます。多くの化学量論的相は通常、ほとんどの元素に存在します(MnN、Mn 6 N 5、Mn 3 N 2、Mn 2 N、Mn 4など)。N、および9.2 < x <25.3の場合はMnx N)それらは、「塩のような」(主にイオン性)、共有結合、「ダイヤモンドのような」、および金属(または侵入型)として分類できますが、この分類には、一般に、個別の個別のタイプではなく、結合タイプの連続性に起因する制限があります。それが意味すること。それらは通常、金属を窒素またはアンモニアと直接反応させることによって(時には加熱後に)、または金属アミドの熱分解によって調製されます: [49]

3 Ca + N2 Ca3 N 2
3 Mg + 2 NH3 →Mg3 N 2 + 3 H 2(900°Cで)
3 Zn(NH 22 →Zn 3 N 2 + 4 NH 3

これらのプロセスには多くのバリエーションがあります。これらの窒化物の中で最もイオン性の高いものは、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のものであり、Li 3 N(Na、K、Rb、およびCsは立体的な理由で安定した窒化物を形成しません)およびM 3 N 2(M = Be、Mg、 Ca、Sr、Ba)。これらは正式にはN3-アニオンの塩と考えることができますが、これらの高度に電気陽性の元素であっても、電荷の分離は実際には完全ではありません。ただし、アルカリ金属アジドNaN3およびKN3、線形Nを特徴としています。
3
陰イオンは、Sr(N 32およびBa(N 32と同様に、よく知られています。Bサブグループの金属(グループ11から16のアジド)は、イオン性がはるかに低く、構造がより複雑で、衝撃を受けるとすぐに爆発します。[49]

ボラジンのメソメリー構造、(– BH–NH–)3

多くの共有二元窒化物が知られている。例としては、シアン化物((CN)2)、窒化三リン(P 3 N 5)、二硝酸二硫黄(S 2 N 2)、四窒化四硫化窒素(S 4 N 4)などがあります。本質的に共有結合の窒化ケイ素(Si 3 N 4)と窒化ケイ素(Ge 3 N 4)も知られています。特に窒化ケイ素は有望なセラミックになります。それを使用して焼結することの難しさのためでなければ。特に、13族の窒化物は、そのほとんどが有望な半導体であり、グラファイト、ダイヤモンド、および炭化ケイ素と等電子であり、同様の構造を持っています。グループが下降するにつれて、それらの結合は共有結合から部分イオン、金属に変化します。特に、B–NユニットはC–Cと等電子であり、炭素は本質的にホウ素と窒素の中間のサイズであるため、有機化学の多くは、ボラジン(「無機ベンゼン)などのホウ素-窒素化学でエコーを検出します。 )。それにもかかわらず、求核性の容易さのために、類推は正確ではありません完全に炭素を含む環では不可能な、電子の不足によるホウ素への攻撃。[49]

窒化物の最大のカテゴリーは、式MN、M 2 N、およびM 4 Nの侵入型窒化物です(可変組成は完全に可能ですが)。ここで、小さな窒素原子は、金属の立方体または六角形の最密格子のギャップに配置されます。 それらは不透明で、非常に硬く、化学的に不活性であり、非常に高い温度(通常は2500°C以上)でのみ溶融します。金属光沢があり、金属と同じように電気を通します。それらは非常にゆっくりと加水分解して、アンモニアまたは窒素を生成します。[49]

窒化物アニオン(N 3-)は、配位子の中で知られている最強のπドナーです(2番目に強いのはO 2-)。ニトリド錯体は一般にアジドの熱分解またはアンモニアの脱プロトン化によって作られ、通常は末端の{≡N} 3-基を含みます。線形アジドアニオン(N
3
)、亜酸化窒素二酸化炭素、およびシアネートと等電子的であるため、多くの配位錯体を形成します。Nが、それ以上のカテネーションはまれですが4−
4
炭酸塩硝酸塩との等電子的)が知られています。[49]

水素化物

窒素含有種の標準的な還元電位。上の図は、pH0での電位を示しています。下の図は、pH14での電位を示しています。[50]

工業的には、アンモニア(NH 3)は窒素の最も重要な化合物であり、他のどの化合物よりも大量に調製されます。これは、食品や肥料の前駆体として機能することにより、陸生生物の栄養ニーズに大きく貢献するためです。独特の刺激臭のある無色のアルカリ性ガスです。水素結合の存在は、アンモニアに非常に大きな影響を及ぼし、その高融点(-78°C)と沸騰(-33°C)を与えます。液体としては、気化熱が高く(魔法瓶での使用が可能)、粘度と導電率が低く、誘電率が高い非常に優れた溶媒です。、および水よりも密度が低くなります。ただし、NH 3の水素結合は、酸素と比較して窒素の電気陰性度が低く、H 2Oの2つではなくNH3に孤立電子対が1つしかないため、H 2Oの水素結合よりも弱いですこれは弱い塩基です。水溶液中(p K b 4.74); その共役酸はアンモニウムNHです+
4
また、非常に弱い酸として作用し、プロトンを失ってアミドアニオンNHを生成することもあります。
2
したがって、水と同様に自己解離を起こし、アンモニウムとアミドを生成します。アンモニアは空気または酸素中で燃焼しますが、容易ではありませんが、窒素ガスを生成します。緑がかった黄色の炎でフッ素中で燃焼し、三フッ化窒素を生成します。他の非金属との反応は非常に複雑で、生成物の混合物につながる傾向があります。アンモニアは金属と加熱すると反応して窒化物を生成します。[51]

他の多くの二元窒素水素化物が知られていますが、最も重要なのはヒドラジン(N 2 H 4)とアジ化水素(HN 3)です。窒素水素化物ではありませんが、ヒドロキシルアミン(NH 2 OH)は、特性と構造がアンモニアやヒドラジンと似ています。ヒドラジンは、アンモニアに似たにおいがする、発煙性の無色の液体です。その物性は水と非常によく似ています(融点2.0°C、沸点113.5°C、密度1.00 g / cm 3)。吸熱性化合物であるにもかかわらず、速度論的に安定しています。それは非常に発熱的に空気中で迅速かつ完全に燃焼し、窒素と水蒸気を与えます。それは非常に有用で用途の広い還元剤であり、アンモニアよりも弱い塩基です。[52]ロケット燃料としても一般的に使用されています。[53]

ヒドラジンは一般に、ゼラチンまたは接着剤の存在下でアンモニアとアルカリ性次亜塩素酸ナトリウムを反応させることによって作られます: [52]

NH 3 + OCl →NH 2 Cl + OH
NH 2 Cl + NH3N
2
H+
5
+ Cl (遅い)
N
2
H+
5
+ OH →N 2 H 4 + H 2 O(速い)

(水酸化物とアンモニアによる攻撃が逆転し、代わりに中間体NHCl-を通過する可能性があります。)ゼラチンを追加する理由は、モノクロラミン(NH 2 )との反応によってヒドラジンの破壊を触媒するCu2 +などの金属イオンを除去するためです。Cl)塩化アンモニウムと窒素を生成します。[52]

アジ化水素(HN 3)は、1890年に亜硝酸によるヒドラジン水溶液の酸化によって最初に生成されました。それは非常に爆発的であり、希薄な溶液でさえ危険である可能性があります。それは不快で刺激的な臭いがあり、潜在的に致命的な(しかし累積的ではない)毒です。これは、アジドアニオンの共役酸と見なすことができ、同様にハロゲン化水素酸に類似しています。[52]

ハロゲン化物およびオキソハロゲン化物

4つの単純な窒素三ハロゲン化物はすべて知られています。いくつかの混合ハロゲン化物とハロゲン化水素塩が知られていますが、ほとんどが不安定です。例には、NClF 2、NCl 2 F、NBrF 2 NF 2 H、NFH 2NCl 2 H、およびNClH2が含まれます。[54]

5つのフッ化窒素が知られています。三フッ化窒素(NF 3 、1928年に最初に調製)は、熱力学的に安定した無色無臭のガスであり、無水フッ化水素に溶解した溶融フッ化アンモニウムの電気分解によって最も容易に生成されます。四フッ化炭素のように、それはまったく反応性がなく、水または希薄な水性酸またはアルカリ中で安定です。加熱した場合にのみフッ素化剤として作用し、高温で接触すると銅、ヒ素、アンチモン、ビスマスと反応してテトラフルオロヒドラジン(N 2 F 4)を生成します。陽イオンNF+
4
およびN
2
F+
3
ONF 3と同様に(後者はテトラフルオロヒドラジンを五フッ化ヒ素などの強力なフッ化物受容体と反応させることから)、部分的な二重結合を意味する短いN–O距離と、非常に極性が高く長いN–Fのために関心を呼んでいます。つなぐ。テトラフルオロヒドラジンは、ヒドラジン自体とは異なり、室温以上で解離してラジカルNF2 を生成します。フッ素アジド(FN 3)は非常に爆発性が高く、熱的に不安定です。二フッ化二窒素(N 2 F 2)は、熱的に相互変換可能なシスおよびトランスとして存在します異性体であり、 FN3の熱分解の生成物として最初に発見されました[54]

三塩化窒素(NCl 3 )は、密度が高く、揮発性で爆発性の液体であり、その物理的特性は四塩化炭素と同様ですが、NCl 3は水によって容易に加水分解されますが、CCl4そうではありません。1811年にピエール・ルイ・デュロンによって最初に合成されました。ピエール・ルイ・デュロンは、その爆発的な傾向に3本の指と目を失いました。希薄ガスとしては危険性が低いため、小麦粉の漂白と殺菌に工業的に使用されています。1975年に最初に調製された三臭化窒素(NBr 3)は、-100°Cでも爆発する深紅の温度感受性の揮発性固体です。三ヨウ化窒素(NI 3)はさらに不安定で、1990年にのみ製造されました。以前に知られているアンモニアとの付加物は、非常に衝撃に敏感です。羽に触れる、気流の変化、さらにはアルファ粒子によっても引き起こされる可能性があります。[54] [55]このため、高校の化学の学生へのデモンストレーションとして、または「化学の魔法」の行為として、少量の三ヨウ化窒素が合成されることがあります。[56] 塩素アジド(ClN 3)および臭素アジド(BrN 3)は、非常に敏感で爆発性があります。[57] [58]

ハロゲン化ニトロシル(XNO)とハロゲン化ニチル(XNO 2)の2つの一連の窒素オキソハライドが知られています。1つ目は、亜酸化窒素を直接ハロゲン化することで生成できる非常に反応性の高いガスです。フッ化ニトロシル(NOF)は無色で、強力なフッ素化剤です。塩化ニトロシル(NOCl)はほとんど同じように動作し、イオン化溶媒としてよく使用されています。臭化ニトロシル(NOBr)は赤色です。ハロゲン化ニチルの反応はほとんど同じです。フッ化ニトロイル(FNO 2)と塩化ニトロシル(ClNO 2)も同様に反応性ガスであり、強力なハロゲン化剤です。[54]

酸化物

−196°C、0°C、23°C、35°C、および50°Cでの二酸化窒素。いいえ
2
無色の四酸化二窒素(N
2
O
4
)低温で、NOに戻ります
2
高温で。

窒素は9つの分子酸化物を形成し、そのうちのいくつかは最初に同定されたガスでした:N 2 O(亜酸化窒素)、NO(一酸化窒素)、N 2 O 3三酸化二窒素)、NO 2二酸化窒素)、N 2 O 4四酸化二窒素)、N 2 O 5五酸化二窒素)、N 4 O(ニトロシルアジド)、[59]およびN(NO 23トリニトラミド)。[60]すべてがそれらの元素への分解に対して熱的に不安定です。まだ合成されていない可能性のあるもう1つの酸化物は、芳香環であるオキサテトラゾール(N 4 O)です。[59]

笑気ガスとしてよく知られている亜酸化窒素(N 2 O)は、 250°Cで溶融硝酸アンモニウムを熱分解することによって作られます。これはレドックス反応であるため、一酸化窒素と窒素も副産物として生成されます。これは主に、スプレーされた缶詰のホイップクリームの噴射剤および通気剤として使用され、以前は麻酔薬として一般的に使用されていました。外観にもかかわらず、次亜硝酸(H 2 N 2 O 2 )の無水物とは見なされません。これは、その酸が亜酸化窒素の水への溶解によって生成されないためです。それはかなり非反応性です(ハロゲン、アルカリ金属、またはオゾンと反応しません)室温では、反応性は加熱すると増加しますが)非対称構造N–N–O(N≡N + O −↔− N = N + = O):600°Cを超えると、弱いN–Oを破壊して解離しますつなぐ。[59]

一酸化窒素(NO)は、電子の数が奇数の最も単純で安定した分子です。人間を含む哺乳類では、それは多くの生理学的および病理学的プロセスに関与する重要な細胞シグナル伝達分子です。[61]それはアンモニアの接触酸化によって形成されます。これは無色の常磁性ガスであり、熱力学的に不安定であり、1100〜1200°Cで窒素ガスと酸素ガスに分解します。その結合は窒素の場合と似ていますが、π *反結合性軌道に1つの余分な電子が追加されるため、結合次数は約2.5に減少します。したがって、O = N–N = Oへの二量化は、沸点(シスが異性体はより安定しています)。これは、実際には総結合次数が増加しないため、および不対電子がNO分子全体で非局在化され、安定性が付与されるためです。一酸化窒素が極性分子と凝縮している場合、非対称の赤い二量体O = N–O = Nの証拠もあります。酸素と反応して茶色の二酸化窒素を生成し、ハロゲンと反応してハロゲン化ニトロシルを生成します。また、遷移金属化合物と反応してニトロシル錯体を生成し、そのほとんどが濃い色になります。[59]

青色の三酸化二窒素(N 2 O 3)は、融点を超えると急速に解離して一酸化窒素、二酸化窒素(NO 2)、および四酸化二窒素(N 2 O 4)を生成するため、固体としてのみ入手できます。後者の2つの化合物は、それらの間の平衡のために個別に研究するのがやや困難ですが、誘電率の高い媒体中で四酸化二窒素がヘテロリシス分裂によってニトロソニウム硝酸塩に反応することがあります。二酸化窒素は、刺激性の腐食性の茶色のガスです。両方の化合物は、乾燥金属硝酸塩を分解することによって容易に調製することができます。両方とも水と反応して硝酸を形成します四酸化二窒素は、無水金属硝酸塩およびニトラト錯体の調製に非常に有用であり、1950年代後半までに、米国とソ連の両方で多くのロケットに使用される貯蔵可能な酸化剤になりました。これは、ヒドラジンベースのロケット燃料と組み合わせたハイパーゴリック推進剤であり、室温で液体であるため、簡単に保管できるためです。[59]

熱的に不安定で非常に反応性の高い五酸化二窒素(N 2 O 5)は硝酸の無水物であり、五酸化リンで脱水することにより製造できますそれは爆発物の準備のために興味深いです。[62]それは、光に敏感な潮解性の無色の結晶性固体です。固体状態では、それは構造[NO 2 ] + [NO 3 ] でイオン性です。気体として、また溶液中では、分子O 2 N–O–NO2です過酸化水素との類似の反応と同様に、硝酸への水和は容易に起こりますペルオキソ硝酸(HOONO 2 )を与える激しい酸化剤です。ガス状の五酸化二窒素は次のように分解します。[59]

N2O5⇌NO2 + NO3NO2 + O 2 + NO _ _ _
N 2 O 5 + NO⇌3NO2

オキソ酸、オキソアニオン、およびオキソ酸塩

多くの窒素オキソ酸が知られていますが、それらのほとんどは純粋な化合物として不安定であり、水溶液または塩としてのみ知られています。次亜硝酸(H 2 N 2 O 2 )は、HON = NOH(p K a1 6.9、p K a2 11.6)の構造を持つ弱い二塩基酸です。酸性溶液は非常に安定していますが、pH 4を超えると、[HONNO] -を介して亜酸化窒素と水酸化物アニオンに塩基触媒分解が起こります。HyponitritesNを含む
2
O2−
2
陰イオン)は還元剤に対して安定しており、より一般的には還元剤自体として機能します。それらは、窒素循環で発生する、アンモニアから亜硝酸塩への酸化の中間段階です。ハイポナイトライトは、二座配位子の架橋またはキレート化として機能します。[63]

亜硝酸(HNO 2)は純粋な化合物としては知られていませんが、ガス平衡の一般的な成分であり、重要な水性試薬です。その水溶液は、酸性化した冷たい亜硝酸塩水溶液(NO
2
、曲がった)溶液、ただしすでに室温では硝酸塩と一酸化窒素への不均化が重要です。18°CでpKa3.35弱酸です。それらは、過マンガン酸塩による硝酸塩への酸化によって滴定分析することができますそれらは、二酸化硫黄によって亜酸化窒素と一酸化窒素に、スズ(II)によって次亜硝酸に、そして硫化水素によってアンモニアに容易に還元ますヒドラジニウムNの塩
2
H+
5
亜硝酸と反応してアジドを生成し、さらに反応して亜酸化窒素と窒素を生成します。亜硝酸ナトリウムは、100 mg / kgを超える濃度では軽度の毒性がありますが、肉を硬化させるため、および細菌による腐敗を防ぐための防腐剤として、少量がよく使用されます。また、次のようにヒドロキシルアミンを合成し、第一級芳香族アミンをジアゾ化するためにも使用されます。[63]

ArNH 2 + HNO2→[ArNN] Cl + 2 H 2 O

亜硝酸塩は、5つの方法で調整できる一般的なリガンドでもあります。最も一般的なのは、ニトロ(窒素から結合)とニトリト(酸素から結合)です。ニトロ-亜硝酸塩異性化が一般的であり、通常、亜硝酸塩の形態は安定性が低くなります。[63]

黄色の二酸化窒素で汚染された発煙硝酸

硝酸(HNO 3)は、窒素オキソ酸の中で群を抜いて最も重要で最も安定しています。これは、最も使用されている3つの酸(他の2つは硫酸塩酸)の1つであり、13世紀に錬金術師によって最初に発見されました。これは、アンモニアを一酸化窒素に接触酸化し、それを二酸化窒素に酸化した後、水に溶解して濃硝酸を生成することによって作られます。アメリカ合衆国で、毎年700万トン以上の硝酸が生産されており、そのほとんどは肥料や爆発物などの硝酸塩の生産に使用されています。無水硝酸は、濃硝酸を五酸化リンとともに、暗所のガラス装置内で低圧で蒸留することによって製造することができる。溶融すると自然に二酸化窒素に分解し、液体硝酸は他のどの共有結合液体よりも多く自己イオン化するため、固体状態でのみ作成できます。 [63]

2HNO3⇌H _ _ _
2
いいえ+
3
+いいえ
3
⇌H2O + [NO 2 ] + + [NO 3 ]

結晶化できる2の水和物、HNO 3・H2OとHNO33H2Oが知られています。それは強酸であり、濃縮溶液は強力な酸化剤ですが、白金ロジウム、およびイリジウムは攻撃の影響を受けません。王水と呼ばれる濃塩酸と硝酸の3:1混合物は、遊離塩素と塩化ニトロシルが形成され、塩化物アニオンが強力な複合体を形成する可能性があるため、さらに強力で、金と白金をうまく溶解します。濃硫酸では、硝酸がプロトン化されてニトロニウムを形成します、芳香族ニトロ化の求電子試薬として機能することができます:[63]

HNO 3 + 2 H2SO4⇌NO _ _ _+
2
+ H 3 O + + 2 HSO
4

硝酸塩の熱安定性(三角形平面NOを含む)
3
陰イオン)は金属の塩基性に依存し、分解(熱分解)の生成物も異なります。これは、亜硝酸塩(ナトリウムなど)、酸化物(カリウムと)、さらには金属自体()の間で変化する可能性があります。それらの相対的な安定性に応じて。硝酸塩は、多くの配位モードを持つ一般的な配位子でもあります。[63]

最後に、オルトリン酸に類似するオルト硝酸(H 3 NO 4 )は存在しませんが、四面体オルト硝酸アニオンNO3−
4
そのナトリウム塩とカリウム塩で知られています:[63]

これらの白色の結晶性塩は、空気中の水蒸気と二酸化炭素に非常に敏感です。[63]

Na 3 NO 4 + H 2 O + CO2 NaNO3 + NaOH + NaHCO 3

その限られた化学的性質にもかかわらず、オルト硝酸塩アニオンは、その規則的な四面体形状と短いN–O結合長のために構造的な観点から興味深いものであり、結合に重要な極性特性を意味します。[63]

有機窒素化合物

窒素は、有機化学において最も重要な元素の1つです多くの有機官能基には、アミド(RCONR 2)、アミン(R 3 N)、イミン(RC(= NR)R)、イミド(RCO)2 NR、アジド(RN 3)、アゾなどの炭素-窒素結合が含まれます。化合物(RN 2 R)、シアン酸塩およびイソシアナート(ROCNまたはRCNO)、硝酸塩(RONO 2)、ニトリルおよびイソニトリル(RCNまたはRNC)、亜硝酸塩(RONO)、ニトロ化合物(RNO 2)、ニトロソ化合物(RNO)、オキシム(RCR = NOH)、およびピリジン誘導体。C–N結合は、窒素に向かって強く分極しています。これらの化合物では、窒素は通常3価であり(第4級アンモニウム塩では4価になる可能性がありますが、R 4 N +)、プロトンに配位することで化合物に塩基性を与えることができる孤立電子対があります。これは他の要因によって相殺される可能性があります。たとえば、孤立電子対が二重結合に非局在化されているため、アミドは塩基性ではありません(ただし、非常に低いpHで酸として作用し、酸素でプロトン化される可能性があります)。孤立電子対は芳香環の一部として非局在化されているため、ピロールは酸性ではありません。[64]化学物質中の窒素の量は、ケルダール法によって決定することができます[65]特に、窒素は、核酸アミノ酸、したがってタンパク質、およびエネルギーを運ぶ分子であるアデノシン三リン酸の必須成分であり、したがって地球上のすべての生命にとって不可欠です。[64]

発生

土地環境を通る窒素化合物の流れの概略図

窒素は地球で最も一般的な純粋な元素であり、大気の体積の78.1%を占めています。[6]それにもかかわらず、それは地球の地殻に あまり豊富ではなく、ニオブガリウム、およびリチウムと同等に、これのわずか19ppmを構成します。唯一の重要な窒素鉱物は、硝石硝酸カリウム、 saltpetre)とソーダ硝石硝酸ナトリウム、チリのsaltpetre)です。しかし、これらは、アンモニアと硝酸の工業的合成が一般的になった1920年代以降、重要な硝酸塩源ではありませんでした。[66]

窒素化合物は、大気と生物の間で絶えず交換されます。窒素は、最初に植物が使用できる形、通常はアンモニアに処理または「固定」する必要があります。一部の窒素固定は、窒素酸化物を生成する稲妻の攻撃によって行われますが、ほとんどは、ニトロゲナーゼとして知られる酵素を介して窒素固定菌によって行われます(今日、アンモニアへの工業用窒素固定も重要です)。アンモニアが植物に取り込まれると、タンパク質の合成に使用されます。次に、これらの植物は、窒素化合物を使用してタンパク質を合成し、窒素含有廃棄物を排出する動物によって消化されます。最後に、これらの生物は死んで分解し、細菌や環境の酸化と脱窒を受けます、遊離二窒素を大気に戻す。ハーバープロセスによる工業用窒素固定は主に肥料として使用されますが、過剰な窒素含有廃棄物が浸出すると、淡水の富栄養化と海洋の不感帯の作成につながります。高等生物は死にます。さらに、脱窒中に生成される亜酸化窒素は、大気中のオゾン層を攻撃します。[66]

多くの海水魚は、環境の高い浸透圧効果から魚を保護するために、大量のトリメチルアミンオキシドを製造しています。この化合物のジメチルアミンへの変換は、新鮮でない海水魚の初期の臭いの原因です。[67]動物では、フリーラジカル一酸化窒素(アミノ酸に由来する)が循環の重要な調節分子として機能します。[68]

動物における一酸化窒素の水との急速な反応は、その代謝物である亜硝酸塩の生成をもたらします。一般に、タンパク質中の窒素の動物代謝尿素の排泄をもたらし、核酸の動物代謝は尿素尿酸の排泄をもたらします。動物の肉の腐敗の特徴的な臭いは、アミノ酸のオルニチンリジンの分解産物であるプトレシンカダベリンなどの長鎖の窒素含有アミンの生成によって引き起こされますそれぞれ、崩壊するタンパク質において。[69]

製造

窒素ガスは、液体空気の分別蒸留、または気体空気を使用した機械的手段(加圧逆浸透膜または圧力スイング吸着)によって生成される工業用ガスです。膜または圧力スイング吸着(PSA)を使用する窒素ガス発生器は、通常、バルク供給窒素よりもコストとエネルギー効率が高くなります。[70]商業用窒素は、製鋼やその他の目的で工業用酸素を濃縮するための空気処理の副産物であることがよくあります。シリンダーで圧縮されて供給される場合、それはしばしばOFN(無酸素窒素)と呼ばれます。[71]商用グレードの窒素にはすでに最大20ppmの酸素が含まれており、最大2ppmの酸素と10ppmのアルゴンを含む特別に精製されたグレードも利用できます。[72]

化学実験室では、塩化アンモニウムの水溶液を硝酸ナトリウムで処理することによって調製されます。[73]

NH 4 Cl + NaNO2 →N2 + NaCl + 2 H 2 O

この反応では、少量の不純物NOおよびHNO3生成されます。二クロム酸カリウムを含む硫酸水溶液にガスを通すことにより、不純物を取り除くことができます[73]非常に純粋な窒素は、アジ化バリウムまたはアジ化ナトリウムの熱分解によって調製できます[74]

2 NaN3 →2Na + 3 N 2

アプリケーション

ガス

このクラスのサイズが非常に大きいため、窒素化合物の用途は当然非常に大きく異なります。したがって、ここでは純粋な窒素自体の用途のみを検討します。産業で生産された窒素の3分の2(2/3)は気体として販売され、残りの3分の1(1/3)は液体として販売されています。

ガスは主に、空気中の酸素が火災、爆発、または酸化の危険をもたらす場合は常に不活性雰囲気として使用されます。いくつかの例が含まれます:[72]

窒素は、化学分析のサンプル準備中に一般的に使用されます液体サンプルの濃縮と量の削減に使用されます。窒素ガスの加圧流を液体の表面に垂直に向けると、溶質と蒸発していない溶媒を残したまま、溶媒が蒸発します。[80]

窒素は、二酸化炭素の代わりに、または二酸化炭素と組み合わせて使用​​して、一部のビール、特にスタウトやブリティッシュエール樽を加圧することできます。[81]一般に「ウィジェット」として知られている感圧窒素カプセルにより、窒素を充填したビールをボトルに詰めることができます。[82] [83]ペイントボールガンの主な動力源として、窒素タンクも二酸化炭素に取って代わりつつある窒素はCO2よりも高い圧力に保たれなければならず、N2タンクはより重く高価になります。[84]

装置

一部の建設機械は、加圧窒素ガスを使用して、油圧システムが油圧ハンマーなどのデバイスに追加の電力を供給するのを支援しますアジ化ナトリウムの分解により生成される窒素ガスは、エアバッグの膨張に使用されます。[85]

安楽死

窒素ガスは不活性ガス窒息に最適な不活性ガスになり、オクラホマでの薬殺刑の代替として検討されています。[86] [87]

窒素は窒息性ガスであるため、一部の法域では、死刑の手段として(致命的な注射の代わりに)純粋な窒素を吸入することによる不活性ガス窒息を検討しています。[88]しかしながら、2020年の時点で、どの法域でも窒素ガスを使用した死刑執行はまだ行われておらず、死刑執行プロトコルとして窒素窒息を考慮していた少なくとも1つの法域(オクラホマ)はその努力を放棄した。[89]

液体

液体窒素に沈められた気球

液体窒素は、のように見える極低温の液体です。デュワーフラスコなどの適切な容器で断熱すると、蒸発損失率を低く抑えて輸送および保管できます[90]

液体窒素を運ぶコンテナ車両。

ドライアイスと同様に、液体窒素の主な用途は低温への冷却です。血液や生殖細胞(精子卵子)などの生体物質の凍結保存に使用されます。凍結療法で使用され、皮膚の嚢胞や疣贅を凍結して取り除きます。[91]これは、実験室のコールドトラップ、および真空ポンプシステムでより低い圧力を得るためのクライオポンプで使用されます。赤外線検出器X線検出器などの熱に弱い電子機器を冷却するために使用されます他の用途には、室温で軟質またはゴム状の材料の凍結粉砕および機械加工、焼きばめおよびエンジニアリングコンポーネントの組み立て、より一般的には必要に応じて非常に低い温度を達成することが含まれます。液体窒素は低コストであるため、食品の冷蔵、焼印の家畜の冷凍、バルブがない場合に流れを止めるためのパイプの凍結、不安定な土壌の固化など、厳密に必要ではない場合でも冷却に使用されることがよくあります。下で掘削が行われているときはいつでも凍結します。[72]

安全性

ガス

窒素は無毒ですが、密閉された空間に放出されると、酸素を置換する可能性があるため、窒息の危険があります。人間の頸動脈小体は比較的貧弱で遅い低酸素(低酸素)感知システムであるため、これはほとんど警告症状なしで発生する可能性があります。[92]例は、1981年3月19日の最初のスペースシャトルミッションの開始直前に、 2人の技術者がスペースシャトルの移動式発射プラットフォームにあるスペースに足を踏み入れた後、窒息死したときに発生しました。火災に対する予防措置。[93]

高い分圧(約4バール以上、スキューバダイビングで約30 m未満の深さで遭遇)で吸入すると、窒素は麻酔薬であり、亜酸化窒素中毒と同様の一時的な精神障害状態である窒素中毒を引き起こします。[94] [95]

窒素は血液や体脂肪に溶けます。急速減圧(ダイバーの上昇が速すぎる場合や、宇宙服の圧力から宇宙服の圧力への減圧が速すぎる場合など)は、血流に窒素の泡が形成されると、減圧症(以前はケイソン病またはベンドと呼ばれていました)と呼ばれる致命的な状態につながる可能性があります。神経、関節、およびその他の敏感なまたは重要な領域。[96] [97]他の「不活性」ガス(二酸化炭素と酸素以外のガス)からの気泡も同じ効果を引き起こすため、呼吸ガス中の窒素を置換すると、窒素中毒を防ぐことができますが、減圧症を防ぐことはできません。[98]

液体

極低温液体として、液体窒素は接触時に冷熱を引き起こすことによって危険な場合がありますが、ライデンフロスト効果は非常に短い曝露(約1秒)を保護します。[99]液体窒素の摂取は、深刻な内部損傷を引き起こす可能性があります。たとえば、2012年、イギリスの若い女性は、液体窒素で作られたカクテルを摂取した後、胃を取り除く必要がありました。[100]

窒素の液体対気体の膨張比は20°Cで1:694であるため、密閉された空間で液体窒素が急速に蒸発すると、非常に大きな力が発生する可能性があります。2006年1月12日のテキサスA&M大学での事件では、液体窒素のタンクの圧力逃がし装置が誤動作し、後で密閉されました。その後の圧力上昇の結果、タンクは壊滅的に故障しました。爆発の力は、タンクをそのすぐ上の天井から推進し、そのすぐ下の鉄筋コンクリートの梁を粉砕し、実験室の壁を基礎から0.1〜0.2m吹き飛ばすのに十分でした。[101]

液体窒素は容易に蒸発して気体窒素を形成するため、気体窒素に関連する注意事項は液体窒素にも適用されます。[102] [103] [104]たとえば、酸素センサーは、液体窒素を使用して作業者にガスが限られたスペースにこぼれることを警告する際の安全対策として使用されることがあります。[105]

液体窒素を含む容器は、空気から酸素を凝縮する可能性があります。このような容器内の液体は、窒素が蒸発するにつれて酸素がますます濃縮され(沸点-183°C、窒素よりも高くなります)、有機物の激しい酸化を引き起こす可能性があります。[106]

酸素欠乏モニター

酸素欠乏モニターは、限られたスペースや窒素ガスまたは液体が保管または使用されている場所の酸素レベルを測定するために使用されます。窒素漏れが発生し、酸素が事前に設定されたアラームレベルまで低下した場合、酸素欠乏モニターをプログラムして、可聴アラームと視覚アラームを鳴らし、差し迫った危険の可能性を通知することができます。最も一般的には、担当者に警告する酸素範囲は、酸素レベルが19.5%を下回ったときです。OSHAは、危険な雰囲気には、酸素濃度が19.5%未満または23.5%を超える雰囲気が含まれる可能性があると指定しています。[107] 酸素欠乏モニターは、固定するか、壁に取り付けて建物の電源に配線するか、単に電源コンセントに接続するか、携帯型のハンドヘルドまたはウェアラブルモニターにすることができます。

も参照してください

参考文献

  1. ^ 「標準原子質量:窒素」CIAAW2009年。
  2. ^ a b c Lide、David R.(1990–1991)。物理学および化学のCRCハンドブック(第71版)。ボカラトン、アナーバー、ボストン:CRC Press、inc。pp。4-22(1ページ)。
  3. ^ 「ガス-密度」エンジニアリングツールボックス2019年1月27日取得
  4. ^ テトラゾールは、環内に酸化状態0の二重結合窒素原子のペアを含んでいます。親の1H-テトラゾール、CH 2 N 4(2つの原子N(0))の合成は、Ronald A.HenryおよびWilliamG。Finnegan、「5-アミノテトラゾールの脱アミノ化の改善された手順」、_Jに記載されています。午前。化学。Soc ._(1954)、76、1、290–291、 https: //doi.org/10.1021/ja01630a086 。
  5. ^ 一般的な結合エネルギー(D)と結合長(r) ウェイバックマシンで2010Wiredchemist.com
  6. ^ a b c Greenwood and Earnshaw、pp。406–07
  7. ^ Rutherford、Daniel(1772) " Dissertatio Inauguralis de aere fixo、aut mephitico Archived 2020-08-06 at the Wayback Machine "(Inagual dissertation on the air [called] fixed or mephitic)、MD論文、エジンバラ大学、スコットランド。英語訳:ドビン、レナード(1935)。「ダニエル・ラザフォードの最初の論文」。化学教育ジャーナル12(8):370–75。Bibcode1935JChEd..12..370D土井10.1021 / ed012p370
  8. ^ 週、メアリーエルバイラ(1932年)。「元素の発見。IV。3つの重要なガス」。化学教育ジャーナル9(2):215。Bibcode1932JChEd ... 9..215W土井10.1021 / ed009p215
  9. ^ Aaron J. Ihde、The Development of Modern Chemistry、ニューヨーク1964。
  10. ^ Carl Wilhelm Scheele、 Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer [空気と火に関する化学論文](スウェーデン、ウプサラ:Magnus Swederus、1777;およびLeipzig、(ドイツ):Siegfried Lebrecht Crusius、1777)。「DieLuftmußauselastischenFlüßigkeitenvonzweyerleyArt、zusammengesetzetseyn」というタイトルのセクション。(空気は2種類の弾性流体で構成されている必要があります)、pp。6–14、Scheeleは、空気をさまざまな物質と反応させた8つの実験の結果を示しています。彼は結論を下しました( p。13):"So viel seheichausangeführtenVersuchen、daßdieLuftaus 2 voneinanderunterschiedenenFlußigkeitenbestehe、von welchen die eine die Eigenschaft das Phlogiston anzuziehengarnichtäussere、die andere aber zursolchenアトラクション4:10 Theil von der ganzen Luftmasse ausmachet。」(つまり、行われた実験から多くのことがわかります。空気は、互いに異なる2つの流体で構成されており、一方はフロギストンを引き付ける性質をまったく表現していません。もう一方は、しかし、そのような引力が可能であり、空気の全質量の1/3から1/4の部分を占めます。)
  11. ^ プリーストリー、ジョセフ(1772)。「さまざまな種類の空気の観測」。ロンドン王立学会の哲学的取引62:147–256。土井10.1098 /rstl.1772.0021S2CID186210131_  ; pを参照してください。225. WaybackMachineで2016-09-03にアーカイブ
  12. ^ プリーストリー、ジョセフ(1772)。「さまざまな種類の空気の観測」。ロンドン王立学会の哲学的取引62:147–256。土井10.1098 /rstl.1772.0021S2CID186210131_  ; 参照:「VII。燃える木炭の煙に感染した空気」。pp。225–28。 ウェイバックマシンで2016年9月3日にアーカイブ
  13. ^ Lavoisier、Antoine with Robert Kerr、trans。、 Elements of Chemistry、第4版。(スコットランド、エジンバラ:William Creech、1799)、85〜86ページ。[p。85]: ウェイバックマシンで2020年8月6日にアーカイブされました。空気、またはより厳密に言えば、この呼吸可能な部分の基部;残りの空気は燃焼または呼吸をサポートすることができないメフィティス[すなわち、地球から放出される有毒ガス]の一種である;… " [p。86]:ウェイバックマシンで2020 「後で、少なくとも私たちの気候では、大気は呼吸可能でメフィティックな空気で構成されており、27と73の割合であると説明します。…」
  14. ^ Lavoisier、Antoine with Robert Kerr、trans。、 Elements of Chemistry、第4版。(エジンバラ、スコットランド:ウィリアムクリーチ、1799年)、 p。101:「これまで知られていなかった大気の有害な部分の化学的性質、私たちはそれを呼吸することを余儀なくされているような動物を殺すという既知の品質からそのベースの名前を導き出すことに満足しています。ギリシャの民間粒子αとξωηからのアゾットの、ヴィータ;したがって、大気の有害な部分の名前はアゾティックガスです。」
  15. ^ Chaptal、JAおよびNicholson、Williamtrans。(1800)化学の要素、第3版。イギリス、ロンドン:CC and J. Robinson、vol。1. pp。xxxv–xxxvi: "この頭の命名法を修正するために[すなわち、この点で]、この単語を一般的なシステムから派生した宗派に置き換える以外に何も必要ありません。利用しました;そして私は窒素ガスのそれを提案すると推測しました。そもそも、それは硝酸のラジカルを形成するこのガスの特徴的で排他的な特性から推測されます。この物質の組み合わせ[すなわち、化合物]は、硝酸、硝酸塩、硝酸塩などの、受け取った[すなわち、一般的な]宗派です。」
  16. ^ 窒素 ウェイバックマシンで2017Etymonline.com。2011年10月26日取得。
  17. ^ Strutt、RJ(1911)「ベーカー講義。放電によって生成される窒素の化学的に活性な修飾」、 2016年12月20日、英国王立協会紀要A 85(577):219–29にアーカイブ
  18. ^ ウェイバックマシン2012年11月1日にアーカイブされたレイリー卿のアクティブ窒素 Lateralscience.co.uk。2011年10月26日取得。
  19. ^ Erisman、Jan Willem; サットン、マークA。; ギャロウェー、ジェームズ; Klimont、Zbigniew; Winiwarter、Wilfried(2008)。「1世紀のアンモニア合成が世界をどのように変えたか」。ネイチャージオサイエンス1(10):636。Bibcode 2008NatGe ... 1..636E土井10.1038 / ngeo325
  20. ^ GB 190200698Ostwald、Wilhelm、「硝酸および窒素酸化物の製造における改善」、1902-03-20発行 
  21. ^ GB 190208300Ostwald、Wilhelm、「硝酸および窒素酸化物の製造における改善および関連」、1903-02-26発行 
  22. ^ a b c d e Greenwood and Earnshaw、pp。411–12
  23. ^ Greenwood and Earnshaw、p。550
  24. ^ Kaupp、Martin(2006年12月1日)。「化学結合と周期表のための原子軌道の放射状ノードの役割」計算化学ジャーナル28(1):320–25。土井10.1002 /jcc.20522PMID17143872_ S2CID12677737_  
  25. ^ a b c d e f g h i j Greenwood and Earnshaw、pp。412–16
  26. ^ ミラー、TS; ベレン、A。; スーター、TM; セラ、A。; コラ、A。; マクミラン、PF(2017)。「窒化炭素:新しいクラスの機能性材料の合成と特性評価」物理化学化学物理学19(24):15613–15638。Bibcode2017PCCP ... 1915613M土井10.1039 / C7CP02711GPMID28594419_ 
  27. ^ 家、JE; ハウス、KA(2016)。記述的無機化学アムステルダム:エルゼビア。p。198. ISBN 978-0-12-804697-5
  28. ^ ロイ、AK; バーンズ、GT; グリゴラ、S。; 嘘、GC(1994)。「ポリ(アルキル/アリールオキソチアゼン)、[N = S(O)R] n  :無機ポリマーの新しい方向性」。Wisian-Neilson、P。; アルコック、HR; ウィン、KJ(編)。無機および有機金属ポリマーII:先端材料および中間体アメリカ化学会。pp。344–357。土井10.1021 /bk-1994-0572.ch026
  29. ^ ベテ、HA(1939)。「星のエネルギー生産」フィジカルレビュー55(5):434–56。Bibcode1939PhRv ... 55..434B土井10.1103 /PhysRev.55.434PMID17835673_ 
  30. ^ CIAAW(2003)。「窒素の原子量」ciaaw.orgCIAAW。2016年10月14日にオリジナルからアーカイブされました2016年10月13日取得
  31. ^ フラナガン、ローレンスB。; Ehleringer、James R。; パタキ、ダイアンE.(2004年12月15日)。安定同位体と生物圏–大気の相互作用:プロセスと生物的防除pp。74–75。ISBN 978-0-08-052528-02016年2月5日にオリジナルからアーカイブされました2015年12月20日取得
  32. ^ Greenwood and Earnshaw、p。408
  33. ^ 「評価された核データファイル(ENDF)の検索およびプロット」国立核データセンター。2020-08-09にオリジナルからアーカイブされました2016年11月23日取得
  34. ^ アーサーGパーマー(2007)。タンパク質NMR分光法エルセビアアカデミックプレス。ISBN 978-0-12-164491-8
  35. ^ カッツェンバーグ、マサチューセッツ州(2008)。「第13章:安定同位体分析:過去の食事、人口統計、および生活史を研究するためのツール」。人間の骨格の生物学的人類学(第2版)。ISBN 978-0-471-79372-4
  36. ^ a b c アウディ、ジョルジュ; Bersillon、Olivier; Blachot、Jean; Wapstra、Aaldert Hendrik(2003)、 「核および崩壊特性のN UBASE評価」 、Nuclear Physics A729:3–128、Bibcode2003NuPhA.729 .... 3Adoi10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 .001
  37. ^ カールソン、ニール(2012年1月22日)。行動の生理学研究の方法と戦略。第11版。ピアソン。p。151. ISBN 978-0-205-23939-9
  38. ^ a b Neeb、Karl Heinz(1997)。軽水炉を備えた原子力発電所の放射化学ベルリン-ニューヨーク:Walter deGruyter。p。227. ISBN 978-3-11-013242-72016-02-05にオリジナルからアーカイブされました2015年12月20日取得
  39. ^ Lewars、Errol G.(2008)。驚異のモデリング:新規分子の計算による予測シュプリンガーサイエンス+ビジネスメディアpp。141–63。doi10.1007 / 978-1-4020-6973(2021年10月31日非アクティブ)。ISBN 978-1-4020-6972-7{{cite book}}: CS1 maint: DOI inactive as of October 2021 (link)
  40. ^ 「合成された高分子窒素」physorg.com。2004年8月5日。 2012年1月24日のオリジナルからアーカイブ2009年6月22日取得
  41. ^ 灰色、セオドア(2009)。要素:宇宙のすべての既知の原子の視覚的調査ニューヨーク:Black Dog&LeventhalPublishers。ISBN 978-1-57912-814-2
  42. ^ Schuch、AF; ミルズ、RL(1970)。「高圧での窒素14と窒素15の3つの修飾の結晶構造」。化学物理ジャーナル52(12):6000–08。Bibcode1970JChPh..52.6000S土井10.1063 /1.1672899
  43. ^ Iancu、CV; ライト、ER; ヘイマン、JB; ジェンセン、GJ(2006)。「電子クライオトモグラフィー用の極低温剤としての液体窒素と液体ヘリウムの比較」。構造生物学ジャーナル153(3):231–40。土井10.1016 /j.jsb.2005.12.004PMID16427786_ 
  44. ^ 「ニューホライズンズフライバイの後に冥王星の表面に見られる流れる窒素氷河」ABCニュース2015年7月25日。2015年9月29日のオリジナルからアーカイブ2015年10月6日取得
  45. ^ McKinnon、William B。; カーク、ランドルフL.(2014)。「トリトン」スポーンでは、ティルマン。ブロイアー、ドリス; ジョンソン、トレンス(編)。太陽系百科事典(第3版)。アムステルダム; ボストン:Elsevierpp。861–82。ISBN 978-0-12-416034-72016年9月3日にオリジナルからアーカイブされまし2016年4月30日取得
  46. ^ 「海王星:衛星:トリトン」NASA2011年10月15日にオリジナルからアーカイブされました2007年9月21日取得
  47. ^ Fryzuk、MD&Johnson、SA(2000)。「二窒素活性化の続きの話」。コーディネーションケミストリーレビュー200–202:379。doi10.1016 / S0010-8545(00)00264-2
  48. ^ シュロック、RR(2005)。「単一のモリブデンセンターでの二窒素のアンモニアへの接触還元」Acc。化学。解像度 38(12):955–62。土井10.1021 / ar0501121PMC2551323_ PMID16359167_   
  49. ^ a b c d e Greenwood and Earnshaw、pp。417–20
  50. ^ Greenwood and Earnshaw、pp。434–38
  51. ^ Greenwood and Earnshaw、pp。420–26
  52. ^ a b c d Greenwood and Earnshaw、pp。426–33
  53. ^ Vieira、R。; C. Pham-Huu; N.ケラー; MJ Ledoux(2002)。「ヒドラジン触媒分解の触媒担体として使用するための新しいカーボンナノファイバー/グラファイトフェルト複合材料」。Chemical Communications(9):954–55。土井10.1039 / b202032gPMID12123065_ 
  54. ^ a b c d Greenwood and Earnshaw、pp。438–42
  55. ^ ボーデン、FP(1958)。「中性子、α粒子、および核分裂生成物による爆発の開始」。ロンドン王立協会紀要A。246(1245):216–19。Bibcode1958RSPSA.246..216B土井10.1098 /rspa.1958.0123S2CID137728239_ 
  56. ^ フォード、LA; Grundmeier、EW(1993)。ケミカルマジックドーバー。p。 76ISBN 978-0-486-67628-9
  57. ^ Frierson、WJ; クロンラッド、J。; ブラウン、AW(1943年)。「塩素アジド、ClN3。I 」。アメリカ化学会誌65(9):1696–1698。土井10.1021 / ja01249a012
  58. ^ Lyhs、ベンジャミン; ブレイザー、ディーター; ヴェルパー、クリストフ; シュルツ、ステファン; Jansen、Georg(2012年2月20日)。「臭素アジドの固体構造」(PDF)アンゲヴァンテケミーインターナショナルエディション51(8):1970–1974。土井10.1002 /anie.201108092PMID22250068_ 2021年8月25日のオリジナルからアーカイブ(PDF)2021年8月25日取得  
  59. ^ a b c d e f Greenwood and Earnshaw、pp。443–58
  60. ^ ラーム、マーティン; Dvinskikh、Sergey V。; フロ、イシュトヴァーン; ブリンク、トーレ(2010年12月23日)。「トリニトラミド、N(NO 23の実験的検出」。アンゲヴァンテケミーインターナショナルエディション50(5):1145–48。土井10.1002 /anie.201007047PMID21268214_ 
  61. ^ Hou、YC; Janczuk、A。; 王、PG(1999)。「一酸化窒素ドナーの開発における現在の傾向」。現在の薬理学的デザイン5(6):417–41。PMID10390607_ 
  62. ^ Talawar、MB; etal。(2005)。「五酸化二窒素の製造のためのプロセス技術の確立と今日の最も強力な爆発物の合成のためのその有用性–CL-20」。危険物のジャーナル124(1–3):153–64。土井10.1016 /j.jhazmat.2005.04.021PMID15979786_ 
  63. ^ a b c d e f g h i Greenwood and Earnshaw、pp。459–72
  64. ^ a b March、Jerry(1985)、Advanced Organic Chemistry:Reactions、Mechanisms、and Structure(3rd ed。)、New York:Wiley、ISBN 0-471-85472-7
  65. ^ Rédei、George P(2008)。「ケルダール法」。遺伝学、ゲノミクス、プロテオミクスおよび情報学の百科事典p。1063. doi10.1007 / 978-1-4020-6754-9_9066ISBN 978-1-4020-6753-2
  66. ^ a b Greenwood and Earnshaw、pp。407–09
  67. ^ ニールセン、MK; ヨルゲンセン、B​​M(2004年6月)。「凍結貯蔵中のタラ目魚の白筋におけるトリメチルアミンオキシドアルドラーゼ活性とホルムアルデヒド蓄積との定量的関係」。Journal of Agricultural and FoodChemistry52(12):3814–22。土井10.1021 / jf035169lPMID15186102_ 
  68. ^ ノックス、GA(2007)。南極海の生物学CRCプレス。p。392. ISBN 978-0-8493-3394-12021-10-01にオリジナルからアーカイブされました2020年8月24日取得
  69. ^ Vickerstaff Joneja; Janice M.(2004)消化、食事、および病気:過敏性腸症候群および胃腸機能ラトガーズユニバーシティプレス。p。121. ISBN 978-0-8135-3387-22021-10-01にオリジナルからアーカイブされました2020年8月24日取得
  70. ^ Froehlich、Peter(2013年5月)。「窒素供給への持続可能なアプローチ」www.parker.comパーカーハネフィンコーポレーション。2016年3月16日にオリジナルからアーカイブされました2016年11月24日取得
  71. ^ ライヒ、マレー; カペネカス、ハリー(1957)。「窒素の浄化。酸素のパイロットプラントの除去」。工業化学および工学化学49(5):869–73。土井10.1021 / ie50569a032
  72. ^ a b c d e Greenwood and Earnshaw、pp。409–11
  73. ^ a b バートレット、JK(1967)。「窒素の発生による亜硝酸塩の分析:一般化学実験室実験」。化学教育ジャーナル44(8) : 475。Bibcode1967JChEd..44..475B土井10.1021 / ed044p475
  74. ^ Eremets、MI; ポポフ、私の; トロイの木馬、IA; デニソフ、VN; ベーラー、R。; ヘムリー、RJ(2004)。「アジ化ナトリウム中の窒素の重合」。化学物理ジャーナル120(22):10618–23。Bibcode2004JChPh.12010618E土井10.1063 /1.1718250PMID15268087_ 
  75. ^ 大臣、北欧理事会(2002)。ヨーロッパ2000年の食品添加物p。591. ISBN 978-92-893-0829-82016-02-05にオリジナルからアーカイブされました2015年12月20日取得
  76. ^ ハーディング、チャーリー、編 (2002)。pブロックの要素ケンブリッジ:英国王立化学会。ISBN 978-0-85404-690-42021-10-01にオリジナルからアーカイブされました2020年8月24日取得
  77. ^ Gavriliuk、VG; Berns、Hans(1999)。高窒素鋼:構造、特性、製造、用途スプリンガー。ISBN 978-3-540-66411-62021-10-01にオリジナルからアーカイブされました2020年8月24日取得
  78. ^ メカ、SR; チャウハン、A。; シュタイナー、T。; Bischoff、E。; ゴーシュ、PK; Mittemeijer、EJ(2015)。「窒化による二重微細構造の生成;鉄ベースのFe-Mn合金の窒化」材料科学技術:1743284715Y.000。土井10.1179 /1743284715Y.0000000098
  79. ^ 「なぜ彼らはレースカーのタイヤに通常の空気を使わないのですか?」ハウスタッフワークス。2001-03-16。2011年7月12日にオリジナルからアーカイブされました2006年7月22日取得
  80. ^ Kemmochi、Y; 堤K .; 有川晃; 中澤秀樹(2002)。「ダイオキシン/ポリ塩化ビフェニルサンプル調製における窒素ブローダウン微量濃縮物の代替のための遠心濃縮器」。Journal of ChromatographyA943(2):295–97。土井10.1016 / S0021-9673(01)01466-2PMID11833649_ 
  81. ^ バクスター、E。デニス; ヒューズ、ポールS.(2001)。ビール:品質、安全性、栄養面英国王立化学会。p。22. ISBN 978-0-85404-588-42020-03-21にオリジナルからアーカイブされました2015年6月20日取得
  82. ^ 「ビールのウィジェットはどのように機能しますか?」ハウスタッフワークス。2000-08-16。2007年11月2日にオリジナルからアーカイブされました2008年7月30日取得
  83. ^ デニー、マーク(2009年11月1日)。泡!:ビールの科学p。131. ISBN 978-0-8018-9569-22016年2月5日にオリジナルからアーカイブされました2015年12月20日取得
  84. ^ ケネット、アンドリューJ.(2008)。FormulaSAE®レーシングアプリケーション用の空気圧アシストシフトシステムの設計(論文)。マサチューセッツ工科大学機械工学科。hdl1721.1 / 45820
  85. ^ ベタートン、EA(2003)。「自動車のエアバッグに由来するアジ化ナトリウムの環境運命」。環境科学技術における批評的レビュー33(4):423–58。土井10.1080 / 10643380390245002S2CID96404307_ 
  86. ^ Sanburn、Josh(2015-04-10)。「新しい形態の死刑の夜明け」時間2015年4月11日にオリジナルからアーカイブされました2015年4月11日取得
  87. ^ セクストン、マイク(2012年12月18日)。「精査中の安楽死運動家」ABC2013年7月7日にオリジナルからアーカイブされました2013年5月6日取得
  88. ^ Berman、Mark(2015年4月17日)。「オクラホマは、実行のバックアップ方法として窒素ガスを使用するようになると言っています」ワシントンポスト2019年6月23日にオリジナルからアーカイブされました2019年6月22日取得
  89. ^ 「オクラホマ州司法長官は、州が死刑執行を再開すると述べています」ニューヨークポスト2021年3月9日にオリジナルからアーカイブされました2020年3月22日取得
  90. ^ Kaganer、MG; Kozheurov、V。&Levina、Zh。L.(1967)。「液体酸素と窒素の貯蔵と輸送のための容器」。化学および石油工学3(12):918–22。土井10.1007 / BF01136404S2CID96762552_ 
  91. ^ アフメト1世; Agarwal S; Ilchyshyn A; チャールズ-ホームズS; Berth-Jones J(2001年5月)。「一般的ないぼの液体窒素凍結療法:凍結スプレー対脱脂綿の芽」。Br。J.Dermatol144(5):1006–09。土井10.1046 /j.1365-2133.2001.04190.xPMID11359389_ S2CID221325640_  
  92. ^ 「生物学の安全性–極低温材料。それらによってもたらされるリスク」バース大学。2007年2月6日にオリジナルからアーカイブされました2007年1月3日取得
  93. ^ 「スペースシャトルコロンビアの速い事実」CNN。2013年9月30日。2016年2月2日のオリジナルからアーカイブ2016年1月20日取得
  94. ^ ファウラー、B。; アクレス、KN; ポリエ、G。(1985)。「行動に対する不活性ガス麻酔の影響–批評的レビュー」海底バイオメッド。Res12(4):369–402。PMID4082343_ 2010年12月25日にオリジナルからアーカイブされました2008年9月21日取得 
  95. ^ ロジャーズ、WH; Moeller、G。(1989)。「窒素中毒に対する感受性に対する短時間の反復高圧曝露の影響」海底バイオメッド。Res16(3):227–32。OCLC2068005_ PMID2741255_ 2009年9月1日にオリジナルからアーカイブされました2008年9月21日取得  
  96. ^ Acott、C。(1999)。「ダイビングと減圧症の簡単な歴史」南太平洋水中医学学会誌29(2)。OCLC16986801_ 2011年9月5日にオリジナルからアーカイブされまし2008年9月21日取得 
  97. ^ Kindwall、EP; バズ、A。; ライトフット、EN; ランフィエ、EH; Seireg、A。(1975)。「減圧中の人間の窒素除去」海底バイオメッド。Res2(4):285–97。OCLC2068005_ PMID1226586_ 2011年7月27日にオリジナルからアーカイブされました2008年9月21日取得  
  98. ^ 米国海軍ダイビングマニュアル、第6版アメリカ合衆国:US Naval Sea SystemsCommand。2006年。2008年5月2日にオリジナルからアーカイブ2008年4月24日取得
  99. ^ ウォーカー、ジャール。「沸騰とライデンフロスト効果」(PDF)物理学の基礎:1–4。2019年12月13日のオリジナルからアーカイブ(PDF)2014年10月11日取得
  100. ^ 液体窒素カクテルは病院に10代を残す ウェイバックマシンで2017年4月12日アーカイブ、BBCニュース、 2012年10月8日
  101. ^ Mattox、Brent S. 「化学301Aシリンダー爆発に関する調査報告」(PDF)テキサスA&M大学。2014年4月30日にオリジナル(再版)からアーカイブされました
  102. ^ 英国圧縮ガス協会(2000)BCGA行動規範CP30。液体窒素の安全な使用は最大50リットルまでデュワーします。 ウェイバックマシンISSN0260-4809で2007年7月18日にアーカイブされました。  
  103. ^ 閉鎖空間への立ち入り–ウェイバックマシンで2015年9月22日にアーカイブされた労働者と救助者 の窒息事件、バレロ製油所窒息事件のケーススタディ。
  104. ^ 化学物質の漏れで人が亡くなった後の問い合わせ 、1999年10月25日、BBCニュースのWaybackMachineでアーカイブされた2017-01-07
  105. ^ 液体窒素–取り扱いに関する実施基準イギリス:ロンドン大学バークベック校。2007年。2018年6月12日にオリジナルからアーカイブ2012年2月8日取得
  106. ^ Levey、クリストファーG. 「液体窒素の安全性」ダートマスのセイヤー工科大学。2016年3月5日にオリジナルからアーカイブされました2016年11月23日取得
  107. ^ 国立衛生研究所。酸素モニタリング装置の使用と保守のためのプロトコル。2014年2月、1:35UTC。https://www.ors.od.nih.gov/sr/dohs/documents/protocoloxygenmonitoring.pdf で入手可能2020-12-05にWaybackMachineでアーカイブされました。2020年6月23日にアクセス

参考文献

外部リンク

0.37201976776123