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。

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：

深冷分離法
深冷分離法工藝已經(jīng)歷了100多年的發(fā)展，先后經(jīng)歷了高壓、高低壓、中壓和全低壓流程等多種不同的工藝流程。隨著(zhù)現代空分工藝技術(shù)和設備的發(fā)展，高壓、高低壓、中壓空分流程已基本被淘汰，能耗更低、生產(chǎn)更安全的全低壓流程已成為大中型低溫空分裝置的。

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
該方法是以壓縮空氣為原料，一般以分子篩為吸附劑，在一定的壓力下，利用空氣中氧氣和氮氣分子在不同分子篩表面吸附量的差異，在一定時(shí)間內氧在吸附相富集，氮在氣體相富集，實(shí)現氧、氮分離；而卸壓后分子篩吸附劑解析再生，循環(huán)使用。 [3]吸附劑除了分子篩之外，還可應用活性氧化鋁、硅膠等。
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