氮 Nitrogen

氮是地球大气中含量最丰富的元素，约占空气体积的七成八，常温下为无色无味气体，密度约 1.251 g/L，因 N≡N 三键键能极高，化学性质非常稳定。它最大宗的工业角色是合成氨的原料气：通过空气分离制得的纯氮与氢气一起进入哈伯法装置，转化为氨，再进一步制成尿素、硝铵和复合肥，支撑全球农业。液氮温度约 -196°C，是最便宜易得的低温冷源，广泛用于食品速冻、生物样本和精子卵子等生物种质的长期保存、医院液氮治疗以及超导电缆和低温实验。

在化工、电子和食品工业，氮气因其惰性被大量用作保护气：防止易燃易爆物料氧化、防止多晶硅和光纤在高温下被氧污染、防止薯片和奶粉包装中的油脂酸败和色泽变暗。在钢铁和冶金中，顶底复吹转炉用氮气搅拌钢液，提高成分均匀性；在石油炼制和管道输送中，氮气用于置换和吹扫可燃气体，保障检维修安全。在轮胎和航空燃油系统中，充氮可降低氧气和水分带来的氧化腐蚀与爆燃风险。之所以偏偏用氮，正是因为它来源几乎无限、便宜、惰性又能液化成廉价低温源。

一氧化二氮（N2O）俗称笑气，早年作为牙科和外科的吸入麻醉剂，现代更多用于半导体 CVD 工艺中的氮化硅气源、火箭氧化剂和赛车加速用的一氧化二氮喷射，也被少量用于奶油发泡。氨（NH3）除了氮肥主业，还是硝酸、纯碱、尿素、丙烯腈和多种胺类的原料，液氨本身也是大型冷库和热电厂的制冷剂，以及选择性催化还原脱硝的还原剂。硝酸（HNO3）是最重要的工业强酸之一，用于制造氮肥、炸药、硝基涂料和己二酸，是石化、军工和贵金属提纯的关键原料；稀硝酸也是实验室常用的氧化酸洗试剂。