これが故障です:
* 電子構成: 窒素には5つの原子価電子があります。つまり、外側のシェルを完成させ、安定したオクテット構成を実現するには、さらに3つの電子が必要です。これにより、窒素は原則的に高く反応性のある要素になります *。
* トリプルボンド: しかし、窒素原子は別の窒素原子と強い三重結合を形成し、二原子窒素(n₂)を形成します。このトリプルボンドは非常に強力であり、壊れるには多くのエネルギーが必要です。
* 高い活性化エネルギー: トリプルボンドを破るために必要な高エネルギーは、窒素ガスが室温と圧力で非常に反応しないことを意味します。 結合を破り、反応に窒素原子を利用できるようにするには、高温や触媒の存在など、かなりの量のエネルギーが必要です。
窒素が反応しない状態:
* 室温と圧力: 窒素ガスは大気中で最も豊富なガスであり、n₂分子として存在します。強力なトリプルボンドは、これらの条件で非常に安定しており、反応しません。
* 不活性雰囲気: 窒素ガスは、不要な反応を防ぐために、工業プロセスで不活性雰囲気を生成するためによく使用されます。
窒素が反応性になる条件:
* 高温: 高温では、窒素分子はトリプル結合を破り、反応性になるのに十分なエネルギーを持っています。これが、窒素が燃焼プロセスで酸素と反応する理由です。
* 触媒: 鉄などの特定の触媒は、三重結合を破るために必要な活性化エネルギーを低下させ、窒素をより反応させる可能性があります。これは、アンモニアを合成するためのハーバーボッシュプロセスの基礎です。
* 稲妻: 稲妻からの高エネルギーにより、窒素が大気中の酸素と反応し、窒素酸化物を形成する可能性があります。
要約: 珪藻窒素の強力な三重結合は、通常の条件下で非常に安定しており、反応性がありません。 ただし、窒素は、高温や触媒の存在など、特定の条件下で反応性があり、トリプルボンドを破るために必要なエネルギーを提供できます。