窒素

英

nitrogen、N、N2、nitric

関

アスパラギン、ヌクレオシド、規定濃度

• 原子番号：7
• 原子量：約14

WordNet

1. a common nonmetallic element that is normally a colorless odorless tasteless inert diatomic gas; constitutes 78 percent of the atmosphere by volume; a constituent of all living tissues (同)N, atomic number 7
2. the 14th letter of the Roman alphabet (同)n

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1. 窒素の,窒素を含む
2. 『窒素』(気体元素;化学記号は『N』)
3. nitrogenの化学記号

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2017/08/22 16:49:12」(JST)

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炭素 ← 窒素 → 酸素 - ↑ N ↓ P 7N 周期表
外見
無色の気体 窒素のスペクトル線
一般特性
名称, 記号, 番号	窒素, N, 7
分類	非金属
族, 周期, ブロック	15, 2, p
原子量	14.0067(2)
電子配置	1s2 2s2 2p3
電子殻	2, 5（画像）
物理特性
相	気体
密度	(0 °C, 101.325 kPa) 1.251 g/L
融点	63.15 K, -210.00 °C, -346.00 °F
沸点	77.36 K, -195.79 °C, -320.33 °F
三重点	63.1526 K (-210°C), 12.53 kPa
臨界点	126.19 K, 3.3978 MPa
融解熱	(N2) 0.72 kJ/mol
蒸発熱	(N2) 5.56 kJ/mol
熱容量	(25 °C) (N2) 29.124 J/(mol·K)
蒸気圧
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k 温度 (K) 37 41 46 53 62 77
原子特性
酸化数	5, 4, 3, 2, 1, -1, -2, -3（強酸性酸化物）
電気陰性度	3.04（ポーリングの値）
イオン化エネルギー	第1： 1402.3 kJ/mol
	第2： 2856 kJ/mol
	第3： 4578.1 kJ/mol
共有結合半径	71±1 pm
ファンデルワールス半径	155 pm
その他
結晶構造	六方晶系
磁性	反磁性
熱伝導率	(300 K) 25.83×10−3 W/(m·K)
音の伝わる速さ	(gas, 27 °C) 353 m/s
CAS登録番号	7727-37-9
主な同位体
詳細は窒素の同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP 13N syn 9.965 min ε 2.220 13C 14N 99.634 % 中性子7個で安定 15N 0.366 % 中性子8個で安定

窒素（ちっそ、英: nitrogen、羅: nitrogenium）は原子番号 7 の元素。元素記号は ${\ce {N}}$。原子量は 14.007。空気の約78.08 %を占めるほか、アミノ酸をはじめとする多くの生体物質中に含まれており、地球のほぼすべての生物にとって必須の元素である。

一般に「窒素」という場合は、窒素の単体である窒素分子（窒素ガス、${\ce {N2}}$）を指すことが多い。窒素分子は常温では無味無臭の気体として安定した形で存在する。また、液化した窒素分子（液体窒素）は冷却剤としてよく使用されるが、液体窒素温度 (-195.8 ℃, 77 K) から液化する。

歴史

窒素は、かつて物が燃える元と考えられていた燃素の研究の過程で発見されたもので、最初に単体分離を行った者の特定は困難である。1772年、ダニエル・ラザフォードが窒素を単体分離し、その中に生物を入れると窒息して死んでしまうことから noxious air（有毒空気）と命名した。ドイツ語では Sticken（シュティッケン）（窒息させる）と Stoff（シュトフ）（物質）を組み合わせて Stickstoff（シュティクシュトフ） と呼ばれており、日本語の名称「窒素」はこれを訳したものである。ほぼ同じ時期にカール・ヴィルヘルム・シェーレとヘンリー・キャベンディッシュも単体分離したと言われており、シェーレは酸素を「火の空気」、窒素を「駄目な空気」と命名した。

窒素が元素であることを発見したのはフランスのアントワーヌ・ラヴォアジエで、フランス語で「生きられないもの」という意味の azote と命名した。窒素の英語名「nitrogen（ナイトロジェン）」は、ギリシア語の νιτρυν（硝石の意）と γενναο（「生じる」の意）に由来している。

近年の需要に対応して、2005年に日本工業規格 (JIS K 1107) に規定の純度が高められた。

性質

窒素は窒素族元素の一つ。生物にとっては非常に重要でアミノ酸やタンパク質、核酸塩基など、あらゆるところに含まれる。これらの窒素化合物を分解すると生体に有害なアンモニアとなるが、動物（特に哺乳類）は窒素を無害で水溶性の尿素として代謝する。しかし、貯蔵はできないためそのほとんどは尿として体外に排泄する。そのため、アミノ酸合成に必要な窒素は再利用ができず、持続的に摂取する必要がある。

ただし、窒素分子は非常に安定した分子であるためにほとんどの生物は大気中の窒素分子を利用することができず、微生物などが窒素固定によって作り出す窒素化合物を摂取することで体内に窒素原子を取り込んでいる。こうした窒素化合物はやはり微生物による脱窒の過程を経て再び大気中に放散され、窒素循環と呼ばれるサイクルを形成している。

植物にとっては、リン酸、カリウムと並んで肥料の三要素の一つであり、特に葉を大きくする作用が強いため、葉肥と呼ばれる。

窒素分子

窒素分子は化学式 ${\ce {N_{2}}}$ で表され、常温常圧で無色無臭の気体として存在する。分子量 28.014、融点 -210 ℃、沸点 -195.8 ℃、比重 0.808 (-195.8 ℃)。大気中に最も多く含まれる気体で、大気中の濃度は地上でおよそ78%である。

常温常圧下では、極めて不活性かつ、アルゴン等の希ガスに比べると安価な気体であるため、嫌気性条件や乾燥条件を設定する際に用いられることが多い。

1964年、山本明夫らのグループによって、窒素分子のコバルト錯体（山本錯体、パールハーバー・コンプレックス）が報告されている。このテーマは、森美和子らによって、窒素分子を活性化して有機化合物に組み込む研究に発展した。なお、2004年になって窒素を1,700℃、110万気圧で圧縮することにより、窒素原子が3本の腕で蜂の巣状のネットワーク「ポリ窒素 (polynitrogen)」を作ることが判明した p. 10。このポリ窒素は、核兵器を除いた中では最大の威力を有する爆薬に比べて4倍以上のエネルギーを有すると考えられている（窒素爆弾を参照）。

雷（雷放電）に付随して発光するといわれているスプライトは、窒素分子がその発光に寄与していることが分かった。

用途

窒素は工業的にも用途の広い物質であり、またその化合物もさまざまな用途に広く使用される。窒素化合物を生産する工業は窒素工業と総称され、化学工業の重要な一分野となっている。

• ハーバー・ボッシュ法によるアンモニア生産の原料。
• 冷却剤（液体窒素） - 液体窒素温度 (-195.8 ℃) まで冷却でき、安価で比較的安全なため、低温における化学および物理学の実験、CPU の冷却、工業用プラント、受精卵の凍結保存、爆発物処理などの冷却に用いられる。
• 食品の酸化防止のための封入ガス。
• テクニカルダイビング用呼吸ガス（ナイトロックスやトライミックスなど混合ガス）。
• 消火器の加圧粉末式・蓄圧粉末式の圧力源。
• 不活性ガスとしての特性を生かし、タイヤやアキュムレータにも使用されている。

液体窒素を冷却材とするオーバークロッキング CPU

窒素ガスの2004年度日本国内生産量は9,058,978千立方メートル、工業消費量は3,594,480千立方メートル、液化窒素の2004年度日本国内生産量は2,222,270千立方メートル、工業消費量は361,051千立方メートルである。

窒素化合物

窒素化合物には、アンモニアや硝酸のような無機化合物から、各種ニトロ化合物や複素環式化合物などの有機化合物まで、非常に多くの種類がある。ここでは主に無機化合物について概説する。

窒素酸化物

窒素と酸素からできる化合物を窒素酸化物という。略称 NOx（ノックス）。大気汚染の原因物質の一つとされるが、窒素と酸素を混合して高温に加熱すると自然と生成するため、排出の抑制は難しい。

• 一酸化二窒素 (${\ce {N2O}}$)
• 一酸化窒素 (${\ce {NO}}$)
• 三酸化二窒素 (${\ce {N2O3}}$)
• 二酸化窒素 (${\ce {NO2}}$)
• 四酸化二窒素 (${\ce {N2O4}}$)
• 五酸化二窒素 (${\ce {N2O5}}$)

窒素のオキソ酸

窒素のオキソ酸は慣用名をもつ。次にそれらを挙げる。

オキソ酸の名称	化学式 （酸化数）	オキソ酸塩の名称	備考
次亜硝酸 (英: hyponitrous acid)	$$ H 2 N 2 O 2 {\displaystyle {\ce {H2N2O2}}} (+I)	次亜硝酸塩 (英: - hyponitrite)	次亜硝酸は2価の酸で、無色結晶として単離される。
亜硝酸 (英: nitrous acid)	$$ HNO 2 {\displaystyle {\ce {HNO2}}} (+III)	亜硝酸塩 (英: - nitrite)	亜硝酸は弱酸(pKa3.35)、不安定なため単離できず水溶液中でも徐々に分解する。亜硝酸塩は安定で種々の塩が知られている。
硝酸 (英: nitric acid)	$$ HNO 3 {\displaystyle {\ce {HNO3}}} (+V)	硝酸塩 (英: - nitrate)	硝酸およびその塩は硝酸の項に詳しい。

※オキソ酸塩名称の'-'にはカチオン種の名称が入る

• 亜硝酸アミル

窒化物

窒化物（ちっかぶつ）とは、窒素と窒素よりも陽性の（電気陰性度が小さい）元素から構成される化合物である。場合によってはアジ化物も含める場合もある。

• 窒化ホウ素 (${\ce {BN}}$)
• 窒化炭素 (${\ce {C_{3}N_{4}}}$)
• 窒化ケイ素 (${\ce {Si_{3}N_{4}}}$)
• 窒化ガリウム (${\ce {GaN}}$)
• 窒化インジウム (${\ce {InN}}$)
• 窒化アルミニウム (${\ce {AlN}}$)
• アンモニア (${\ce {NH_{3}}}$)

その他の窒素化合物

• 三塩化窒素 (NCl₃)
• クロラミン
• ヒドロキシルアミン

同位体

詳細は「窒素の同位体」を参照

その他

オーロラが起きる場合、窒素は赤、青、紫色の光を放出する。

窒素を主体とする大気は地球のほかに、土星の衛星であるタイタンも保持している。タイタンの大気は地球よりも濃密であり、気圧は地球の1.5倍にも上るが、その大気の97%は窒素によって占められている。

関連項目

• 窒素飢餓
• 窒素酔い

外部リンク

• 経済産業省生産動態統計年報　化学工業統計編

UpToDate Contents

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• 1. 急性腎障害（急性腎不全）における腎前性疾患および急性尿細管壊死の病因および診断 etiology and diagnosis of prerenal disease and acute tubular necrosis in acute kidney injury acute renal failure
• 2. Acne keloidalis nuchae
• 3. 小児における栄養状態の臨床検査および放射線学的評価 laboratory and radiologic evaluation of nutritional status in children
• 4. 早期（ステージIA～IIA）の菌状息肉症の治療 treatment of early stage ia to iia mycosis fungoides
• 5. 中等症から重症熱傷患者に対する栄養サポートの評価 evaluating nutritional support for moderate to severe burn patients

Japanese Journal

• 汚泥再生処理センターにおけるPTFE平膜を用いる膜分離高負荷脱窒素処理

• 宝門 豊,矢野 竹男,宝門 誠,開 靖彦,山本 規久臣,谷口 智崇,勝又 英之,金子 聡,HOMON Yutaka,YANO Takeo,HOMON Makoto,Hiraki Yasuhiko,YAMAMOTO Kikuo,TANIGUCHI Tomotaka,KATSUMATA Hideyuki,KANECO Satoshi
• 三重大学社会連携研究センター研究報告 20, 67-72, 2013-12-00
• NAID 120005328236

• 大腸菌アンモニア同化制御機構のダイナミックモデルの構築

• 前田和勲 ,FredC.Boogerd ,FrankJ.Bruggeman ,HansV.Westerhoff ,倉田博之
• 情報処理学会研究報告. BIO, バイオ情報学 2013-BIO-35(7), 1-6, 2013-09-12
• … アンモニアは大腸菌にとって最適な窒素源である.大腸菌は,TCA 回路の中間代謝物である α-ケトグルタル酸にアンモニアを付加し,グルタミン酸とグルタミンを合成する.細胞内の窒素のほとんどはこの 2 つの代謝物に由来するものである.このような理由から,大腸菌がどのようにアンモニアを同化し,グルタミン酸とグルタミンの合成を制御しているのか明らかにすることは重要である.我々は,大腸菌ア …
• NAID 110009605329

• レジオネラ肺炎における血中尿素窒素の高値はＩＣＵ入室の予測因子となり得る

• 橋爪 裕
• The Kitakanto medical journal = 北関東医学 63(3), 317-317, 2013-08-01
• NAID 120005328283

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Japan Pharmaceutical Reference

基準名

• 窒素

組成

• 本品は定量するとき、窒素（N2）99.5vol％以上を含む。

性状

• 無色のガスで、においはない。不活性であり、空気中では燃えない。

一般的名称

• 窒素

効能又は効果

• 1. 日本薬局方酸素と混合し、合成空気として使用する。
• 2. 注射剤等の製造に際し、酸化防止のための不活性なガスとして使用する。

薬効薬理

• 生理学的には毒性が無く不活性なガスである。窒素過多の空気を吸入した場合に酸素欠乏による窒息の症状があらわれる。

有効成分に関する理化学的知見

• 1. 分子式

N2

• 2. 一般名

窒素

• 3. 化学名

窒素（Nitrogen）

• 4. 分子量

28.01

• 5. 融点

－210℃

• 6. 沸点

－196℃

• 7. 比重

約0.97（空気＝1）

• 8. 性状

本品1mLは温度20℃、気圧101.3kPaで水65mL又はエタノール9mLに溶ける。本品1,000mLは温度0℃, 気圧101.3kPaで約1.251gである。

---

★リンクテーブル★

リンク元	「空気」「他に分類されない治療を主目的としない医薬品」「規定濃度」「N」「nitrogen」
拡張検索	「一酸化窒素シンターゼ」「窒素固走」「窒素固定」「一酸化窒素ドナー」

「空気」

　　[★]

英

air、aero

同

大気 atmospheric air

関

気体、エアロ

• http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A9%BA%E6%B0%97

表1: 乾燥空気の成分

成分	化学式	体積比 [%]	重量比 [%]
窒素	N2	78.084	75.510
酸素	O2	20.946	23.010
アルゴン	Ar	0.930	1.286
二酸化炭素	CO2	0.034	0.040

「他に分類されない治療を主目的としない医薬品」

　　[★]

商品

• D-ソルビトール
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• 液化酸素
• 液化窒素
• 液体酸素
• 酸素
• 窒素
• 二酸化炭素

「規定濃度」

　　[★]

英

normal、N

関

アスパラギン、正常、窒素、直鎖状、通常、ヌクレオシド、ノルマル、普通、正規、正常型

「N」

　　[★]

• アスパラギン asparagine
• 窒素(原子、分子)

　 　

「nitrogen」

　　[★]

• n.

• 窒素

関

N、N2、nitric

　 　

「一酸化窒素シンターゼ」

　　[★]

英

nitric oxide synthase

関

NO合成酵素、一酸化窒素合成酵素、NOシンターゼ

「窒素固走」

　　[★]

英

[[]]

同

nitrogen fixation

関

[[]]

同

nitrogen fixation

「窒素固定」

　　[★]

英

nitrogen fixation、nitrogen-fixing

「一酸化窒素ドナー」

　　[★]

英

nitric oxide donor、NO donor