1. 질소 (N, Nitrogen, 窒素)
ㅇ 원자번호 : 7
ㅇ 주기율표 : 15 족 (5A 족) 2 주기
ㅇ 전자배치 : [He] 2s22p3
ㅇ 원자량 : 14.00643, 14.00728 g/mol
ㅇ 밀도 : 1.251 g/L (0℃)
ㅇ 전기음성도 : 3.04
ㅇ 녹는점 : -210 ℃
ㅇ 끓는점 : -195.79 ℃
ㅇ 발견 : 1772년 다니엘 러더퍼드
2. 질소의 물성
ㅇ 비금속
ㅇ 무색,무미,무취,투명
ㅇ 상온에서, 기체
ㅇ 공기(대기)의 약 78%
ㅇ 생명의 필수 원소
ㅇ 일상 온도,압력에서, N2 기체로 존재
- 질소 원자 1개 보다, 질소 기체 분자(N2)로 존재함이 에너지적으로 더 안정
ㅇ 비활성, 반응성 낮음
- N2 분자는, 강한 삼중 결합(941 kJ/mol, :N≡N:)으로, 반응성이 매우 약함
3. 질소의 용도 및 제조
ㅇ 질소의 용도
- 액체 질소는 식품 보관, 냉매 등으로 활용
. 질소의 끓는점이 –196℃로 매우 낮으므로, 액체 질소는 냉각제로 이용됨
- 기체 질소는, 비활성, 반응성이 낮으므로,
. 모피,식품 등과 함께 밀폐시켜 장기 보관
. 산소,물과의 반응 억제용
- 비료 생산
. (비료의 3요소 : 질소, 인, 포타슘)
- 폭약, 에어백 등
ㅇ 질소의 제조
- 공기를 가압,냉각시키고(공기 액화), 끓는점 차이를 이용하여, 질소,산소 등으로 분리
3. 질소의 무기 화합물
ㅇ 암모니아 (NH3, Ammonia) : 질소 수소화물
- 화학적 특징
. 분자식 : NH3 ([#\overset{..}{N}H_3 #]
)
. 구조식 : 
. 모양 : 삼각뿔 구조
.. 질소 원자 주변에, 1개의 고립전자쌍과 3개의 극성인 N-H 결합들을 갖음
. 끓는점 : 약 -33 ℃ (실온에서 기체)
- 용도
. 수소,질소를 반응/합성시켜, 암모니아(NH3)를 만들고, 이로부터 비료를 생산함
. 식물체에 대한 질소 공급원 (단백질 생성에 필요)
. 폭탄의 원료, 플라스틱, 의약품 제조 등
- 제조 : 하버 보슈 법 (Haber-Bosch Process) (Fritz Harber, 1868~1934, 독일 화학자)
. N2 (g) + 3H2 (g) → 2NH3 (g)
- 특징
. 독성이 있고, 무색이며, 자극성 냄새를 갖음
. 냉각에 의해 액화가 됨
. 약 염기
ㅇ 무기 질소 화합물(암모니아, 아세트산 등)은,
- 단백질,아미노산 등 유기물의 구성 성분이 됨
ㅇ 이산화 질소 (NO2) (아질산 가스, 과산화질소)
- 대표적인 질소 산화물로, 자극적인 냄새가 있는 유해한 가스
- 공장,자동차 등에서 연소시 배출하는 대기 오염 물질
- 적갈색 기체
4. 질화물 (Nitride)
ㅇ 종류
- 이온결합성 질화물
. MI3N형 (MI＝ Li, Na, Cu 등), MⅡ3N2형 (MⅡ＝ Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd 등)
- 공유결합성 질화물 : NH3, N2N4, NCl3, S4N4 등
ㅇ 질산 (Nitric Acid, HNO3)
- 무색의 발연성 액체
- 대표적인 강산
- 산화력과 부식성이 매우 강한 물질 (구리나 은도 녹임)
- 질산을 만드는 공정 : Ostwald 공정 등
ㅇ 질산 암모늄 (Ammonium Nitrate, NH4NO3)
- 질산(산)과 암모니아(염기)가 반응(중화)하여 생성되는 염
- 용도 : 비료,폭약,냉각제,효모 배양의 양분,인쇄 등
5. [참고사항]
ㅇ 질소의 유기 화합물
- 니트로글리세린
. 폭약의 원료, 심장 동맥 확장을 위한 협심증 약 등으로 쓰임
ㅇ 질소 고정 (Nitrogen Fixation)
- 대기 중 질소 기체(N2)를, 생명체가 생리,화학적으로 이용할 수 있도록,
암모니아(NH3) 등 질소를 함유하는 질소 화합물로 바꾸는 과정
ㅇ 질소 순환 (Nitrogen Cycle)
- 생태계에서, 질소가 생물체가 행하는 질소 대사에 의해, 생물계와 비생물계 간을 순환하는 것
- 이때, 질소 고정이 커다란 역할을 수행 함