Nitrogen   질소

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
  ㅇ 전기음성도 : 3.04
  ㅇ 녹는점 : -240 ℃ 
  ㅇ 끓는점 : -195.79 ℃


2. 질소의 물성

  ㅇ 비금속
  ㅇ 무색,무미,무취,투명
  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
     - 기체 질소는, 비활성, 반응성이 낮으므로,
        . 모피,식품 등과 함께 밀폐시켜 장기 보관
        . 산소,물과의 반응 억제용
     - 비료 생산
     - 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


4. [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