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

氮氣是一種有惰性的氣體，一般不與其他物質(zhì)發(fā)生反應，但在一定條件下，氮可與堿金屬或堿土金屬反應，相當于在氮分子的反鍵分子軌道上填充一個(gè)電子，金屬的給電子能力越強，反應越易進(jìn)行。如，在常溫下鋰可與氮直接反應，而鈣需要加熱到一定條件才能于氮氣反應：


ⅢA和ⅣA族的一些元素在加熱條件下能與氮氣反應：


在高溫、高壓和催化劑存在的條件下，氮能與氫反應生成氨：
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
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