氨 - 维基百科，自由的百科全书

氨
	IUPAC名; Ammonia
	系统名; Azane
别名	氮烷、阿摩尼亞
识别
CAS号	7664-41-7
PubChem	222
ChemSpider	217
SMILES	N;
InChI	1/H3N/h1H3;
InChIKey	QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYAF
Beilstein	3587154
Gmelin	79
3DMet	B00004
UN编号	1005
EINECS	231-635-3
ChEBI	16134
RTECS	BO0875000
KEGG	D02916
MeSH	Ammonia
性质
化学式	NH3
摩尔质量	17.0306 g·mol⁻¹
外观	具有非常刺鼻的氣味的無色氣体
密度	0.86 kg/m3 (1.013 bar ，沸点); 0.769 kg/m3 (STP); 0.73 kg/m3 (1.013 bar， 15℃); 681.9 kg/m3 （−33.3℃ ，液态）; 817 kg/m3 （−80℃ ，无色固体） ; 参见氨性质表（英语：Ammonia (data page)）
熔点	−77.73 °C（−107.91 °F；195.42 K）
沸点	−33.34 °C（−28.01 °F；239.81 K）
溶解性（水）	1:700 (0℃,100kPa)
溶解性	可溶于氯仿、乙醚、乙醇和甲醇
pKa	32.5 (−33℃),; 10.5 (DMSO)
pKb	4.75 (与水反应)
黏度	10.07 µPa·s (25℃); 0.276 mPa·s (−40℃);
结构
分子构型	三角锥
偶极矩	1.42 D
热力学
ΔfHm⦵298K	−46 kJ·mol−1
S⦵298K	193 J·mol−1·K−1
危险性
	GHS危险性符号;
GHS提示词	Danger
H-术语	H290, H301, H311, H314, H330, H334, H336, H360, H362, H373, H400
P-术语	P202, P221, P233, P261, P263, P271, P273, P280, P305+351+338, P310
NFPA 704	1 3 0
爆炸極限	15–28%
PEL	50 ppm (25 ppm ACGIH- TLV; 35 ppm STEL)
	致死量或浓度：
LD50（中位剂量）	0.015 mL/kg (人类口服)
LC50（中位浓度）	40,300 ppm (大鼠， 10 min); 28,595 ppm (大鼠， 20 min); 20,300 ppm (大鼠， 40 min); 11,590 ppm (大鼠， 1 hr); 7338 ppm (大鼠， 1 hr); 4837 ppm (小鼠。 1 hr); 9859 ppm (兔子， 1 hr); 9859 ppm (猫， 1 hr); 2000 ppm (小鼠， 4 hr); 4230 ppm (小鼠， 1 hr)
LCLo（最低）	5000 ppm (哺乳动物， 5 min); 5000 ppm (人类， 5 min)
相关物质
其他阴离子	一水合氨 (NH3H2O)
其他阳离子	銨 (NH4+)
相关氢化物	氯化銨 (NH4Cl)、磷化氢、砷化氢、锑化氢、铋化氢
相关化学品	肼、疊氮酸、鹽酸羥胺、氯胺
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

氨^[11]（英語：Ammonia，或称氨氣、無水氨，曾音譯作氬、阿摩尼亞，分子式为NH₃）是无色气体，有强烈刺激气味（尿味），极易溶於水。常温常压下，1單位体积水可溶解700倍体积的氨。^[5]氨對地球上的生物相當重要，是所有食物和肥料的重要成分。氨也是很多藥物和商業清潔用品直接或间接的組成部分，具有腐蝕性等危險性质。

由於氨有廣泛的用途，成為世界上產量最多的無機化合物之一，約八成用於製作化肥。2006年，氨的全球產量估計為1.465億吨，主要用於製造商業清潔產品。

氨可以提供孤電子對，所以也是路易斯鹼。

制法

实验室制取

加热氯化铵和氢氧化钙的混合物，可制得少量氨气：

${\ce {2NH4Cl{+}Ca(OH)2->2NH3\uparrow +CaCl2{+}2H2O}}$

由于产物中含有水蒸气，故反应物需用碱石灰净化。

注意不能用硝酸铵代替氯化铵，因硝酸铵不稳定且产物不单一；也不能用氢氧化钾和氢氧化钠代替氢氧化钙，因为二者皆易吸收产物中的水，阻止进一步反应。吸收水蒸气不能用浓硫酸和固体氯化钙，因二者皆能与氨气反应。

若有浓氨水，亦可加热之，制备氨气：

${\ce {NH3.H2O->[{\triangle }]NH3\uparrow +H2O}}$

氮化物制法

可以用氮化物与水反应或者叠氮化物分解。如：Li₃N + 3H₂O → 3LiOH + NH₃↑

工业合成氨

如今，工业制备氨气主要是通过哈柏法，即在约700K及200个大气压下，以铁为催化剂制成。然而此法耗费大量原料及能量，仅此一项即占全球碳排放量的3%^[12]，消耗5%的天然气^[13]，故有新的制氨法被提出。日本化学家细野秀雄提出用更有效的含钌^[14]^[15]及钡-铈催化剂^[16]催化氮气与水的反应制得氨气，此法已在日本投产使用^[17]^[18]。

鉴定

鉴定氨气需将待测气体通入水中溶解，然后用奈斯勒试剂（碘化汞钾和氢氧化钾的混合物）测试，溶液会变黄色：

NH₄⁺ + 2[HgI₄]²⁻ + 4OH⁻ → HgO·Hg(NH₂)I + 7I⁻ + 3H₂O

氨水

氨水（NH₃(aq)，也常寫成 NH₄OH）又稱為阿摩尼亞水，指氨的水溶液，有強烈刺鼻氣味，具弱鹼性。

氨水中，氨氣分子發生微弱水解生成氫氧根離子及銨根離子。「氫氧化銨」事實上並不存在，只是對氨水溶液中的離子的描述，並無法從溶液中分離出來。

氨的在水中的電離可以表示為：

{\ce {NH3*H2O = {NH4}^{+}+ OH-}}

反應平衡常數 $K_{b}=1.8\times 10^{-5}$ 。

1M氨水的pH值為11.63，大約有0.42%的NH₃變為NH₄⁺。

氨水是實驗室中氨的常用來源。它可與含銅(II)離子的溶液作用生成深藍色的配合物，也可用於配置銀氨溶液等分析化學試劑。

用途

氨水可被土中的土壤膠體吸附和被作物吸收，無殘留物質，適用於各種土壤和作物。
由於氨擁有强烈的刺激性氣味，在医疗方面，會用少量易於揮發的氨作為使人清醒的吸入劑。
生產硝酸
玻璃清潔劑
有八成的氨生產氮肥
航空燃料（X-15）
氨是最广泛用的制冷剂之一，可用于空调、冷藏和低温，能用于各种形式的制冷压缩机，蒸发温度可控制在5度至零下65度，代號R717。

反应

络合反应

NH₃分子中氮原子有一对孤对电子，可以作为电子对给予体（路易斯碱）形成加合物。如氨在氢离子络合生成铵离子：

{\ce {NH3 + H+ = {NH4}^{+}}}

NH₃亦可与金属离子如Ag⁺、Cu²⁺等发生錯合，生成錯合物：

{\ce {Ag+ + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+}}

{\ce {{Cu}^{2+}+ 4NH3 = {[Cu(NH3)4]}^{2+}}}

氧化还原

NH₃分子中氮为-3价，在适当条件下可被氧化为N₂或更高价氮化合物。

如NH₃在纯氧中燃烧，生成N₂：

{\ce {4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O}}

(ΔHº_r = –1267.20 kJ/mol)

在铂催化下可氧化生成水与一氧化氮，是工业制硝酸的重要反应。

{\ce {4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O}}

可还原CuO为Cu：

{\ce {2NH3 + 3CuO = N2 + 3H2O + 3Cu}}

常温下NH₃可与强氧化剂（如氯气、过氧化氢、高锰酸钾）直接反应：

{\ce {2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl}}

酸鹼中和

氨是帶弱鹼性的，會和酸發生酸鹼中和反應。例：HNO₃+NH₃→NH₄NO₃

氨與強酸反應，生成的鹽大多為弱酸性。氨與弱酸（如乙酸）反應，鹽則為中性。

酸鹼中和是放熱反應。

有機反應

氨分子的氮上有一對孤對電子，而且帶部分負電荷，因此氨具有親核性。換言之，氨是個親核試劑，因此可與親電體反應。

例如，氨與鹵代烴發生雙分子親核取代反應生成胺。該反應又稱氨解反應。

RX + NH₃ → RNH₂+ HX

又如，氨跟酰氯發生親核酰基取代反應，生成酰胺。

液氨

液氨（NH₃）指的是液態的氨，為工業上氨氣的主要儲存形式。是一種常用的非水溶劑和致冷劑，也是除了水以外最常用的無機溶劑。不過由於它的揮發性和腐蝕性，液氨在儲存和運輸時發生事故的機率也相當高。

備注

^ NOMENCLATURE OF INORGANIC CHEMISTRY IUPAC Recommendations 2005 (PDF). [2021-04-09]. （原始内容存档 (PDF)于2021-03-28）.
^ Gases – Densities. [3 March 2016]. （原始内容存档于2006-03-02）.
^ Yost, Don M. Ammonia and Liquid Ammonia Solutions. Systematic Inorganic Chemistry. READ BOOKS. 2007: 132 [2021-04-09]. ISBN 978-1-4067-7302-6. （原始内容存档于2021-04-12）.
^ Blum, Alexander. On crystalline character of transparent solid ammonia. Radiation Effects and Defects in Solids. 1975, 24 (4): 277. doi:10.1080/00337577508240819.
^ ^5.0 ^5.1 ^5.2 ^5.3 氨;氨气;ammonia. 化工引擎. [2008-05-06]. ^{[失效連結]}
^ Perrin, D. D., Ionisation Constants of Inorganic Acids and Bases in Aqueous Solution; 2nd Ed., Pergamon Press: Oxford, 1982.
^ Iwasaki, Hiroji; Takahashi, Mitsuo. Studies on the transport properties of fluids at high pressure. The Review of Physical Chemistry of Japan. 1968, 38 (1).
^ ^8.0 ^8.1 Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
^ ^9.0 ^9.1 来源：Sigma-Aldrich Co., Ammonia （20 July 2013查阅）.
^ ^10.0 ^10.1 Ammonia. Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
^ （拼音：ān）拼音：ān，注音：ㄢ，音同「安」
^ University, Lehigh. Electrochemically-produced ammonia could revolutionize food production. phys.org. [2022-07-28]. （原始内容存档于2022-07-28）（英语）.
^ A physical catalyst for the electrolysis of nitrogen to ammonia | ORNL. www.ornl.gov. [2022-07-28] （英语）.
^ Kuganathan, Navaratnarajah; Hosono, Hideo; Shluger, Alexander L.; Sushko, Peter V. Enhanced N 2 Dissociation on Ru-Loaded Inorganic Electride. Journal of the American Chemical Society. 2014-02-12, 136 (6). ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja410925g （英语）.
^ Hara, Michikazu; Kitano, Masaaki; Hosono, Hideo. Ru-Loaded C12A7:e – Electride as a Catalyst for Ammonia Synthesis. ACS Catalysis. 2017-04-07, 7 (4). ISSN 2155-5435. doi:10.1021/acscatal.6b03357 （英语）.
^ Kitano, Masaaki; Kujirai, Jun; Ogasawara, Kiya; Matsuishi, Satoru; Tada, Tomofumi; Abe, Hitoshi; Niwa, Yasuhiro; Hosono, Hideo. Low-Temperature Synthesis of Perovskite Oxynitride-Hydrides as Ammonia Synthesis Catalysts. Journal of the American Chemical Society. 2019-12-26, 141 (51). ISSN 0002-7863. doi:10.1021/jacs.9b10726 （英语）.
^ Ajinomoto Co., Inc., UMI, and Tokyo Institute of Technology Professors Establish New Company to implement the World’s First On-Site Production of Ammonia.-- Targeting low-cost, stable supply of amino acids and other fermentation materials, and their applications in agricultural fertilizers --. presscenter | Ajinomoto Group | Ajinomoto Co., Inc., UMI, and Tokyo Institute of Technology Professors Establish New Company to implement the World’s First On-Site Production of Ammonia.-- Targeting low-cost, stable supply of amino acids and other fermentation materials, and their applications in agricultural fertilizers --. [2022-07-28] （英语）.
^ Tsubame BHB Launches Joint Evaluation with Mitsubishi Chemical – Ammonia Energy Association. [2022-07-28]. （原始内容存档于2022-05-19）（美国英语）.

參見

[1] NOMENCLATURE OF INORGANIC CHEMISTRY IUPAC Recommendations 2005 (PDF). [2021-04-09]. （原始内容存档 (PDF)于2021-03-28）.

[2] Gases – Densities. [3 March 2016]. （原始内容存档于2006-03-02）.

[3] Yost, Don M. Ammonia and Liquid Ammonia Solutions. Systematic Inorganic Chemistry. READ BOOKS. 2007: 132 [2021-04-09]. ISBN 978-1-4067-7302-6. （原始内容存档于2021-04-12）.

[4] Blum, Alexander. On crystalline character of transparent solid ammonia. Radiation Effects and Defects in Solids. 1975, 24 (4): 277. doi:10.1080/00337577508240819.

[hellochem.com-5] 5.0 ^5.1 ^5.2 ^5.3 氨;氨气;ammonia. 化工引擎. [2008-05-06]. ^{[失效連結]}

[6] Perrin, D. D., Ionisation Constants of Inorganic Acids and Bases in Aqueous Solution; 2nd Ed., Pergamon Press: Oxford, 1982.

[7] Iwasaki, Hiroji; Takahashi, Mitsuo. Studies on the transport properties of fluids at high pressure. The Review of Physical Chemistry of Japan. 1968, 38 (1).

[b1-8] 8.0 ^8.1 Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A22. ISBN 978-0-618-94690-7.

[sigma-9] 9.0 ^9.1 来源：Sigma-Aldrich Co., Ammonia （20 July 2013查阅）.

[IDLH-10] 10.0 ^10.1 Ammonia. Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).

[11] （拼音：ān）拼音：ān，注音：ㄢ，音同「安」

[12] University, Lehigh. Electrochemically-produced ammonia could revolutionize food production. phys.org. [2022-07-28]. （原始内容存档于2022-07-28）（英语）.

[13] A physical catalyst for the electrolysis of nitrogen to ammonia | ORNL. www.ornl.gov. [2022-07-28] （英语）.

[14] Kuganathan, Navaratnarajah; Hosono, Hideo; Shluger, Alexander L.; Sushko, Peter V. Enhanced N 2 Dissociation on Ru-Loaded Inorganic Electride. Journal of the American Chemical Society. 2014-02-12, 136 (6). ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja410925g （英语）.

[15] Hara, Michikazu; Kitano, Masaaki; Hosono, Hideo. Ru-Loaded C12A7:e – Electride as a Catalyst for Ammonia Synthesis. ACS Catalysis. 2017-04-07, 7 (4). ISSN 2155-5435. doi:10.1021/acscatal.6b03357 （英语）.

[16] Kitano, Masaaki; Kujirai, Jun; Ogasawara, Kiya; Matsuishi, Satoru; Tada, Tomofumi; Abe, Hitoshi; Niwa, Yasuhiro; Hosono, Hideo. Low-Temperature Synthesis of Perovskite Oxynitride-Hydrides as Ammonia Synthesis Catalysts. Journal of the American Chemical Society. 2019-12-26, 141 (51). ISSN 0002-7863. doi:10.1021/jacs.9b10726 （英语）.

[17] Ajinomoto Co., Inc., UMI, and Tokyo Institute of Technology Professors Establish New Company to implement the World’s First On-Site Production of Ammonia.-- Targeting low-cost, stable supply of amino acids and other fermentation materials, and their applications in agricultural fertilizers --. presscenter | Ajinomoto Group | Ajinomoto Co., Inc., UMI, and Tokyo Institute of Technology Professors Establish New Company to implement the World’s First On-Site Production of Ammonia.-- Targeting low-cost, stable supply of amino acids and other fermentation materials, and their applications in agricultural fertilizers --. [2022-07-28] （英语）.

[18] Tsubame BHB Launches Joint Evaluation with Mitsubishi Chemical – Ammonia Energy Association. [2022-07-28]. （原始内容存档于2022-05-19）（美国英语）.

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查论编氮化合物
氢化物及其衍生物	NH NH₃ NH₅ N₂H₂ N₂H₃ N₂H₄ N₃H₅ N₄H₄ NH+ 4 N₂H+ 5 N₂H2+ 6 NH- 2 N₂H- 3
氧化物	N₂O NO (NO)₂ N₂O₃ NO₂ N₂O₄ N₂O₅ NO₃ N₄O N(NO₂)₃
无机酸和盐	HNO H₂N₂O₂ N₂O₂^2- HNO₂ NO₂^- HOONO HNO₃ NO₃^- NO₄^3- HNO₄ HN₃ N₃⁻ N₅⁻（英语：Pentazolate） HCN CN^- HOCN HNCO OCN^- HSCN SCN^-
拟卤素	(CN)₂ (OCN)₂ (SCN)₂ (SeCN)₂ (CS₂N₃)₂
鹵化物	NF NF₂ NF₃ NF₅ NCl₃ NBr₃ NI₃ N₂F₄
含氮有机物	NR₃ >C=NR -CONR₂ -CN H₂NCN CH₂N₂ -NO -NO₂
其它	NOCl NOF NOCN NO₂Cl NO₂F H₂NCN

氨


IUPAC名 Ammonia ^[1]
系统名 Azane
别名	氮烷、阿摩尼亞
识别
CAS号	7664-41-7 ^Y
PubChem	222
ChemSpider	217
SMILES	N
InChI	1/H3N/h1H3
InChIKey	QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYAF
Beilstein	3587154
Gmelin	79
3DMet	B00004
UN编号	1005
EINECS	231-635-3
ChEBI	16134
RTECS	BO0875000
KEGG	D02916
MeSH	Ammonia
性质
化学式	NH₃
摩尔质量	17.0306 g·mol⁻¹
外观	具有非常刺鼻的氣味的無色氣体
密度	0.86 kg/m³ (1.013 bar ，沸点) 0.769 kg/m³ (STP)^[2] 0.73 kg/m³ (1.013 bar， 15℃) 681.9 kg/m³ （−33.3℃ ，液态）^[3] 817 kg/m³ （−80℃ ，无色固体）^[4] 参见氨性质表（英语：Ammonia (data page)）
熔点	−77.73 °C（−107.91 °F；195.42 K）^[5]
沸点	−33.34 °C（−28.01 °F；239.81 K）^[5]
溶解性（水）	1:700 (0℃,100kPa)
溶解性	可溶于氯仿、乙醚、乙醇和甲醇
pK_a	32.5 (−33℃),^[6] 10.5 (DMSO)
pK_b	4.75 (与水反应)^[5]
黏度	10.07 µPa·s (25℃)^[7] 0.276 mPa·s (−40℃)
结构
分子构型	三角锥
偶极矩	1.42 D
热力学
Δ_fH_m^⦵_298K	−46 kJ·mol⁻¹^[8]
S^⦵_298K	193 J·mol⁻¹·K⁻¹^[8]
危险性
GHS危险性符号 ^[9]
GHS提示词	Danger
H-术语	H290, H301, H311, H314, H330, H334, H336, H360, H362, H373, H400
P-术语	P202, P221, P233, P261, P263, P271, P273, P280, P305+351+338, P310^[9]
NFPA 704	1 3 0
爆炸極限	15–28%
PEL	50 ppm (25 ppm ACGIH- TLV; 35 ppm STEL)
致死量或浓度：
LD₅₀（中位剂量）	0.015 mL/kg (人类口服)
LC₅₀（中位浓度）	40,300 ppm (大鼠， 10 min) 28,595 ppm (大鼠， 20 min) 20,300 ppm (大鼠， 40 min) 11,590 ppm (大鼠， 1 hr) 7338 ppm (大鼠， 1 hr) 4837 ppm (小鼠。 1 hr) 9859 ppm (兔子， 1 hr) 9859 ppm (猫， 1 hr) 2000 ppm (小鼠， 4 hr) 4230 ppm (小鼠， 1 hr)^[10]
LC_Lo（最低）	5000 ppm (哺乳动物， 5 min) 5000 ppm (人类， 5 min)^[10]
相关物质
其他阴离子	一水合氨 (NH₃H₂O)
其他阳离子	銨 (NH₄⁺)
相关氢化物	氯化銨 (NH₄Cl)、磷化氢、砷化氢、锑化氢、铋化氢
相关化学品	肼、疊氮酸、鹽酸羥胺、氯胺
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。