氮氣的這種高度化學(xué)穩定性與其分子結構有關(guān)，2個(gè)N原子以叁鍵結合成為氮氣分子，包含1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，因為在化學(xué)反應中受到攻擊的是π鍵，而在N?分子中π鍵的能級比σ鍵低，打開(kāi)π鍵困難，因而使N?難以參與化學(xué)反應。

瑞典化學(xué)家卡爾·謝勒（Carl Scheele）和蘇格蘭植物學(xué)家丹尼爾·盧瑟福（Daniel Rutherford）在1772年分別發(fā)現了氮。牧師卡文迪許和拉瓦錫也在差不多的同一時(shí)間立地獲得了氮。Rutherford在他的老師Joseph Black的啟發(fā)下，研究含碳物質(zhì)在有的空氣中燃燒后所留下的殘余“空氣”的性質(zhì)時(shí)，他用KOH除去CO2，從而獲得了氮。他認為這是從已燃燒的物質(zhì)中吸收了燃素的普通空氣。有些人不顧A. L. Lavoisier的研究成果，直到1840年還在爭論關(guān)于氮氣的基本性質(zhì)。

氮分子中的兩個(gè)氮原子之間形成一條σ鍵和兩個(gè)π鍵。與類(lèi)似的CO、C2H4等分子相比，N2的成鍵分子軌道σ2p（-15.59 eV）和π2p（-16.73 eV）能量比較低，反鍵分子軌道π*2p（8.17 eV）能量比較高，不但難以接受電子也不易給出電子，具有較強的穩定性，離解能高達945 kJ/mol，即使在3273 K時(shí)也不分解

液態(tài)空氣分餾法
氮氣主要是從大氣中分離或含氮化合物的分解制得的。每年通過(guò)液化空氣生產(chǎn)超過(guò)3,300萬(wàn)噸的氮氣，然后使用分餾的方法在大氣中生產(chǎn)氮氣以及其他氣體。
全低壓空分工藝根據氧氮產(chǎn)品壓縮環(huán)節不同，又分為外壓縮流程和內壓縮流程。全低壓外壓縮流程生產(chǎn)出低壓氧氣或氮氣，然后經(jīng)外置的壓縮機將產(chǎn)品氣體壓縮至所需壓力供給用戶(hù)。全低壓內壓縮流程將精餾產(chǎn)生的液態(tài)氧或液態(tài)氮在冷箱內通過(guò)液體泵加壓至用戶(hù)所需壓力后汽化，并在主換熱器內復熱后供給用戶(hù)。主要工藝過(guò)程為原料空氣過(guò)濾、壓縮、冷卻、純化、增壓、膨脹、精餾、分離、復熱、外供。
凈化后的壓縮空氣經(jīng)過(guò)緩沖罐，聯(lián)合過(guò)濾器后由膜組一端進(jìn)入，氣體分子在壓力作用下在膜的高壓側接觸?；旌蠚怏w在膜的高壓側表面以不同的溶解度溶于膜內，然后在膜兩側壓力差的推動(dòng)下，混合氣體的分子以不同的速度向膜的低壓側擴散。經(jīng)過(guò)溶解和擴散兩個(gè)過(guò)程的選擇，終混合氣體被分離成各個(gè)組分。例如：空氣、氧氣的透過(guò)速度大于氮氣，經(jīng)過(guò)膜分離之后，高壓側留下的氣體富氮，而透過(guò)去的氣體富氧
2、高純氮氣在金屬熔鑄工藝中被用于對金屬熔體精煉處理，以提高鑄坯質(zhì)量，例如以高純氮氣為主摻合部分氫、氣在銅加工中作為光亮退火熱處理的保護性氣體，它有效地防止銅材的高溫氧化，保持銅材表面的光亮，廢除了酸洗工序。以氮氣為基本的木炭爐煤氣（其成分為：64.1%N2，34.7%CO，1.2%H2和少量CO2）在銅熔鑄時(shí)作為保護性氣體，使銅熔體在澆鑄面免受氧化，了產(chǎn)品質(zhì)量。
4、氮氣可用于合成一氧化氮或二氧化氮，以此來(lái)制造硝酸，這種制造方法純度高且價(jià)格較為低廉。此外氮氣還可用于合成氨及金屬氮化物等
危害防治
應急處理方法：迅速撤離泄漏污染區人員至上風(fēng)處，并進(jìn)行隔離，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿一般作業(yè)工作服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng)，加速擴散。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗后再用。
操作方法：密閉操作，提供良好的自然通風(fēng)條件，操作人員經(jīng)過(guò)培訓，嚴格遵守操作規程。防止氣體泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。搬運時(shí)輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損，配備泄漏應急處理設備。
若吸入過(guò)量氮氣應迅速脫離現場(chǎng)至空氣新鮮處，保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。呼吸心跳停止時(shí)，立即進(jìn)行人工呼吸和胸外心臟按壓術(shù)，及時(shí)就醫