氮气的化学性质：稳定与活泼之间的微妙平衡

氮气是一种化学性质不活泼的气体，常温下很难与其他物质发生反应，因此常被用作防腐剂。然而，在高温、高能量条件下，氮气可以与某些物质发生化学变化，从而制取对人类有用的新物质。

从氮元素的氧化态-吉布斯自由能图中可以看出，除了NH4+离子外，氧化数为0的N2分子位于图中曲线的最低点，这表明相对于其他氧化数的氮化合物，N2是热力学稳定状态结构。而氧化数为0到+5之间的各种氮化合物都位于HNO3和N2两点的连线（图中的虚线）的上方，因此这些化合物在热力学上是不稳定的，容易发生歧化反应。

在图中，NH4+离子比N2分子的值低。由于氮分子中的三键键能很大，不容易被破坏，因此其化学性质十分稳定。只有在高温高压并有催化剂存在的条件下，氮气成分可以和氢气反应生成氨。同时，由于氮分子的化学结构比较稳定，氰根离子CN-和碳化钙CaC2中的C22-和氮分子结构相似。

氮分子中存在氮氮叁键，键能很大（941KJ/mol），以至于加热到3273K时仅有0.1%离解，氮分子是已知双原子分子中最稳定的。氮气是CO的等电子体，在结构和性质上有许多相似之处。

不同活性的金属与氮气的反应情况不同。碱金属在常温下就可以直接与氮气化合；而碱土金属则需要更高的温度才能与氮气发生反应；其他族元素的单质则需要更高的反应条件才能与氮气反应。