質問: アンモニアを構成する2つの元素は、窒素と何?
回答: 水素

タイトル: アンモニウム
アンモニウム(ammonium)は、化学式NH4の分子イオンである。 アンモニア(NH3)のプロトン化によって形成されるオニウムイオンである。 アンモニウムは、NH4の1つ以上の水素原子が有機基に置き換わってできる、陽電荷を持った、またはプロトン化置換基を持つアミンや、第四級アンモニウムカチオン(NR4)に対する一般名でもある。「アンモニウムイオン」とも呼ばれるが、「アンモニウム」という用語自体がイオンの名前である。

タイトル: アンモニア
アンモニウムイオン (英: ammonium) はアンモニアに水素イオンが付加(配位結合)することにより生成し、アンモニア水の電離によっても一部生成する1価の陽イオンであり、オニウムイオンの一種である。正四面体型構造をとる。

タイトル: アンモニウム
アンモニアの窒素原子の孤立電子対は、水素と結合を形成する。その後、4つ全てのN-H結合は等価になり、極性共有結合になる。このイオンは、メタン及びテトラヒドリドホウ酸イオンと等電子的である。イオン半径(rionic = 175 pm)は、セシウムの陽イオン(rionic = 183 pm)と近い。

タイトル: アンモニア
アンモニア分子は窒素を中心とする四面体構造を取っており、各頂点には3つの水素原子と一対の孤立電子対を持つ。常温常圧では無色で刺激臭のある可燃性気体。水に非常によく溶け、水溶液は塩基性を示す。 様々な酸と反応して、対応するアンモニウム塩を作る。また、有機反応において求核剤として振る舞う。例えば、ハロゲン化アルキルと反応してアミンを、カルボン酸ハロゲン化物やカルボン酸無水物と反応してアミドを与える。塩化水素(塩酸)を近づけると塩化アンモニウム (NH4Cl) の白煙を生じる。ネスラー試薬では褐色の沈殿を生じる。アンモニアは湿ったリトマス紙を青に変える事が可能である。アンモニアは液化しやすく、20°C では、0.857 MPa(8.46気圧)で液化する。また沸点が −33°C と高いので、寒冷地では冬季に自然に液化することもあり得る。液体アンモニアの性質は水と似ている。

タイトル: フッ化アクチニウム(III)
アンモニアと水の気体では900°C~1000°Cで反応し、フッ化酸化アクチニウムが生成される。

タイトル: アンモニア
ディーゼルエンジンを動力とするディーゼル自動車においても応用されている(尿素SCRシステム)が、アンモニアを直接搭載するのは危険であるため「AdBlue」と呼ばれる専用の尿素水を代わりに搭載し、これを排気中に噴射することにより高温下で加水分解させアンモニアガスを得る仕組みになっている。

タイトル: 亜酸化窒素
亜酸化窒素(あさんかちっそ、英語: nitrous oxide)とは、窒素酸化物の1種である。組成式はN2Oで表され、IUPAC勧告に従った命名法では、酸化二窒素(さんかにちっそ、英語: dinitrogen oxide)と呼び、一酸化二窒素(いっさんかにちっそ、英語: dinitrogen monoxide)も使用される。ヒトが吸入すると、陶酔させる作用があることから、笑気ガス(しょうきガス。英語: laughing gas)とも言い、笑気と略されることもある。また麻酔作用もあるため、全身麻酔で医療用途で用いており、世界保健機関においては必須医薬品の一覧にも載せられている。近年は他に優れた麻酔薬が登場したことなどから、少なくとも日本においては、医療用途は減少の一途を辿っているこの他にも、工業用途では燃料の発火促進のために使われる。

タイトル: アンメリン
アンメリン(英: Ammeline、4,6-ジアミノ-2-ヒドロキシ-1,3,5-トリアジン)は化学式C3H5N5Oで表される複素環式化合物で、1,3,5-トリアジンの2位にヒドロキシ基、4位と6位にアミンが結合した構造を持つ。メラミンの加水分解により生じる。

タイトル: オニウム
オニウム (Onium) は、粒子と反粒子の束縛状態である。構成する粒子の名前の末尾に -onium という接尾語を付けて名付けられる。しかし、ミューオニウムという名前は、国際純正・応用化学連合によってミューオンと電子の束縛状態に対して与えられたため、ミューオニウムはミューオンと反ミューオンの束縛状態ではない。

タイトル: 硫化窒素
8 kcal/mol と大きく、大変不安定で加熱や衝撃で容易に爆発する。希アルカリ水溶液では以下のように加水分解する。液体アンモニア中で、付加物 N4S4・2NH3を生じる。塩酸または二塩化二硫黄と反応してチオ塩化チアジルを生じる。塩化スズ(II) で還元されて四イミド四硫黄 S4N4H4 となる。ハロゲン、三酸化硫黄、フッ化ホウ素、塩化チタン(IV)、塩化アンチモン(V)、塩化スズ(IV) と付加物を形成する。また、二酸化窒素により酸化されてピロ硫酸ニトロシル (NO)2S2O7 を生じる。ヘプタンまたはメタノール溶液中での紫外吸収スペクトルは 260 nm に吸収極大を持つ。過酸化物や硝酸塩、塩素酸塩などの酸化剤と混合したものは雷管に装填するのに使われたことがある。

タイトル: 硝酸アンモニウム
ハーバー・ボッシュ法で生成されたアンモニアは、オストワルト法(Ostwald process)で硝酸に酸化することができる。もう一つの製造方法は、次のニトロリン酸プロセスの変種である。生成物である炭酸カルシウムと硝酸アンモニウムは、別々に精製してもよいし、硝酸カルシウムアンモニウムとして販売してもよい。また、硝酸アンモニウムは複分解反応により製造することもできる。

タイトル: ベント則
ベント則を用いると分子構造と反応性の両方を説明できる。 中心原子の混成が分子のある性質に対しどのような影響を与えるかを定義すると、置換基の電気陰性度からその分子においてベント則が成り立つかを調べることができる。原子価結合法によれば、共有結合は結合に関与する原子の重なり合う原子軌道にある2つの電子で構成され、それらの原子軌道はしばしば混成している。混成軌道の概念を用いることによって例えばメタンの四面体構造やエチレンの平面構造を用いることができる。しかし実際の水分子の結合角は104.5° でアンモニア分子は107° であるが、混成のみを考慮した場合、その結合角は109.5° となるので実際の分子の形状と異なる。以前は価電子が局在化領域にあり、孤立電子対同士は結合電子対より反発が大きいという原子価殻電子対反発則で結合角が説明されていた。

タイトル: 炭素
原子核に6つの陽子を含む炭素原子には、3種類の同位体、C(存在比98.93パーセント)、C(1.07パーセント)、C(微量)が自然界で存在し、それぞれがさまざまな学問分野で重要な位置を占める。Cは1961年にIUPACによって原子量の基準とすることが決定され、アボガドロ定数などの基礎的な定数はこれによって算出された。ただし、2019年に改訂されたSIにおいてアボガドロ定数は、6.02214076×1023 毎モル(mol−1)と定義値となっている。Cは核スピンを持つため、核磁気共鳴分光法において重要な核種である。Cは、地球上の存在比が100京分の1、大気中では1兆分の1程度でしかなく、泥土や有機物の中に含まれている。半減期約5,730年の放射性同位体であり、ベータ崩壊を起こして窒素原子に変化する。しかし、成層圏において大気中の窒素と宇宙線(中性子)が反応して常時新たに生成されている。

タイトル: 亜酸化物
ジシアノアセチレンなどに見られる亜窒化物(英語版)も存在が知られている。例として、Na16Ba6Nは、16個のナトリウム原子の構造の中に埋め込まれた6つのバリウム原子が、窒素原子が中心に来る形で正八面体状のクラスターを構成している。

タイトル: 乳酸アンモニウム
乳酸アンモニウム(ammonium lactate)は、化学式がNH4(C2H4(OH)COO)の化合物である。乳酸のアンモニウム塩で、軽度の抗細菌性材料である。E番号はE328で、Amlactin®およびLac-Hydrin®のスキンローションの有効成分である。

タイトル: アンモニア電解合成
アンモニア電解合成(アンモニアでんかいごうせい)とは、電気エネルギー、電気化学的手法を用いてアンモニアを合成する方法である。旧来のアンモニア合成方法であるハーバー・ボッシュ法の場合、高温高圧が必要で、大規模なプラントでなければコストを抑えるのが難しい。そうした現状を乗り越えより小規模で、より低コストのアンモニア合成を目指している。2022年時点では実用化を目指した研究が行われている。

タイトル: アザニド
アザニド (英: Azanide) とは、陰イオン NH−2 のIUPAC命名法による名称である。NH−2 の誘導体はほとんどの場合アミドと呼ばれるため、アザニドという用語はあまり知られていない。有機官能基 –C(O)NR2 もまたアミドと呼ばれるにもかかわらずである。NH−2 イオンはアンモニアの共役塩基なので、アンモニアの自己解離により生じる。通常、強塩基またはアルカリ金属を用いたアンモニアの脱プロトン化により得られる。アザニドイオンの H-N-H 結合角は104.5°である。

タイトル: シアン酸アンモニウム
シアン酸アンモニウム水溶液を加熱すると、尿素が生じる。 これは1828年にフリードリヒ・ヴェーラーが発見したものである。

タイトル: ヴェーラー合成
代わりにシアン酸鉛とアンモニアを使っても反応を行うことができる。実際には複分解でシアン酸アンモニウムが形成している。シアン酸アンモニウムはアンモニアとシアン酸に化学分解する。求核付加反応を起こして尿素となると互変異性により異性化する。

タイトル: 二酸化窒素
赤褐色は青色光(400 -500 nm)の優先吸収の結果であるが、吸収は(短波長側では)可視光領域中に、(長波長側では)赤外へと拡がっている。およそ400 nmより短い波長の光の吸収は光分解をもたらす(NO + O〔原子状酸素〕が形成される)。大気中では、形成されたO原子のO2への付加によりオゾンが生成する。二酸化窒素は不対電子を持つラジカルであり、常磁性分子である。電子遷移のエネルギーが低いため、可視領域に吸収を持ち着色して見える。二酸化窒素は直線状分子ではなく、結合長や結合角は対応するアニオンおよびカチオンの中間の値を取る。

タイトル: シアン酸アンモニウム
アンモニアとシアン酸の反応によって生じる。シアン酸銀を塩化アンモニウムと熱する方法も存在する。

タイトル: 肥料の三要素
同化速度の抑制はエネルギーと炭素骨格を無駄に消費しないためであり、同化速度の促進は植物体内での亜硝酸イオンとアンモニウムイオンの過剰な蓄積を防ぐためである。亜硝酸イオンとアンモニウムイオンはどちらも植物体内で高濃度となると毒性を示す。NR遺伝子は硝酸イオン濃度によって発現調節されている。植物の根に硝酸イオンを与えると、NRのmRNAは数分のうちに根と葉で増加し始め、植物体内での濃度は数時間で最高に達する。硝酸存在下でのmRNAの増加は光条件やスクロースによってさらに促進される。NR酵素活性はmRNAの増加開始から数時間遅れて出現し、緩やかに上昇する。NRが合成され硝酸還元が活発となり、硝酸同化の産物であるグルタミンやその他のアミノ酸が細胞内に集積されると、NR遺伝子の発現は強く抑制される。NRの半減期は数時間と短く、そのmRNAの供給が止まると活性は徐々に減少する。

タイトル: マグヌス塩
この塩は、1830年代前半にハインリヒ・グスタフ・マグヌス (Heinrich Gustav Magnus) によって発見された。これは、アンモニアの金属錯体の最初の例の1つであった。アンモニアの錯体は、現在は非常に一般的である。これらは後のアルフレート・ヴェルナーの発見の基礎であった。マグヌス塩は cis-PtCl2(NH3)2(ペイロン塩)や trans-PtCl2(NH3)2 と同じ実験式をもつ。これらの化合物は分子性だが、マグヌス塩はポリマーである。

タイトル: 五酸化二窒素
五酸化二窒素は1840年に、アンリ・ドビーユによって硝酸銀 AgNO3 と塩素 Cl2 から初めて作り出された。なお、五酸化二窒素は、硝酸の酸無水物であるため、実験室で用いる合成法としては、硝酸 HNO3 を五酸化二リン P4O10 で脱水する方法が比較的簡単である。

タイトル: 四フッ化二窒素
四フッ化二窒素(しフッかにちっそ、英: Tetrafluorohydrazine)は、化学式N2F4で記される無機化合物。ヒドラジンのアナログであり、四フッ化ヒドラジンとも呼ばれる。常温では無色の気体で、高い反応性を持つ。有機物の存在下で爆発する。四フッ化二窒素は三フッ化窒素と鉄またはフッ化鉄(II)を反応させて得られ、三フッ化窒素製造時に二フッ化二窒素とともに不純物として生じる。有機合成化学の前駆体や触媒、窒素源として用いられる。 1959年にはロケットエンジンの推進剤として考えられたが、この用途では使用されていない。

タイトル: 一窒化ウラン
一窒化ウランは、ウランと窒素の化合物の1つである。化学式UNで表される。

タイトル: 金化テトラメチルアンモニウム
金化テトラメチルアンモニウム(きんかテトラメチルアンモニウム、英語: tetramethylammonium auride、羅Tetramethylammonium auratum, Tetramethylammonii Auridum)は、初めて合成された、金化物イオン(Au)と非金属カチオンによりなる化合物であり、その化学式は[(CH3)4N]Auである。これは、金アニオンと非金属カチオンで構成される最初の化合物である。

タイトル: 窒化物
窒化物イオン (N) は、酸化物イオンおよびフッ化物イオンと等電子的で、そのイオン半径は約170 pmである。窒化物イオンは酸化物イオンに比べてπ供与性が強いため、金属-窒素結合長が短い様々な窒化物錯体を作る。

タイトル: 三ヨウ化窒素
ロバート・A・ハインラインの小説『自由未来 (Farnham's Freehold)』では、その名祖であるヒュー・ファーナム (Hugh Farnham) がアンモニアとヨウ素から作った三ヨウ化窒素を爆破薬として使用した。

タイトル: アダムサイト
アダムサイトは、ベンゼン環2つが窒素と砒素とで架橋されたような構造をしており、その化学式はC12H9AsClNで、モル質量は277.583 (g/mol)である。常圧での融点は約195 °Cであり、常温常圧においてアダムサイトは黄色から茶色の固体である。この固体は、水には非常に溶解しにくいのに対し、分子構造が似ているベンゼンやキシレンに溶解しやすい他、有機溶媒の四塩化炭素にも溶解しやすい。 なお、分解点である410 °Cにまで加熱するとアダムサイトは熱分解を起こす。 アダムサイト自体も有害な物質であるものの、熱分解すると塩素や砒素を含んだ新たな有毒物質が発生する。 この他、活性炭に吸着されにくいという性質も持っている。

タイトル: アミジン
アミジン (amidine) は有機化学における官能基の一種で、R−C(=NR)−NRR で表される構造を持つものである。1つの炭素に二重結合で窒素原子が1つ、単結合で窒素原子が1つ付いている。

タイトル: 根圏細菌
窒素固定は、根圏微生物において最も利益的な行動である。窒素は植物にとって必要不可欠であり、栄養素として体内に取り込み続けなければ生存・生育できない。植物は窒素分子(N2)の2つの窒素原子間の三重結合を切断することはできないため、大気中の窒素分子を吸収することはできない。窒素固定では窒素ガス(N2)はアンモニア(NH3)に変換され、植物に吸収されることが可能となる。根圏細菌は窒素固定によって宿主植物の生長を強力に補助したり促進したりできる。宿主植物はアンモニアを同化する必要はないので、アミノ酸を細菌に供給する。供給したアミノ酸の窒素分は窒素固定によって植物へと還元される。窒素固定に関連するニトロゲナーゼは嫌気環境に関わる。根粒中の膜は嫌気環境を根圏細菌に提供する。根圏細菌は代謝のために酸素を要求するため、酸素を供給するヘモグロビンタンパク質のレグヘモグロビンを根粒中で産生する。

タイトル: 藍藻
窒素は、タンパク質や核酸の原料として全ての生物にとって必須な元素である。窒素は窒素分子の形 (N2) で空気中に大量に存在するが、全ての真核生物を含む多くの生物は、窒素分子を直接利用することはできない。しかし原核生物の中には、窒素分子をアンモニアに変換できるものがおり、この反応は窒素固定 (nitrogen fixation) とよばれる。藍藻の中にも窒素固定が可能なものがおり、生態系において重要な役割を担っている (他の生物が利用可能な窒素栄養分の供給)。窒素を固定する酵素であるニトロゲナーゼは酸素に弱いため、酸素発生型光合成と窒素固定を1つの細胞で同時に行うことはできない。それに対応して、藍藻は以下のように光合成と窒素固定を分けて行っている。一部の藍藻では、光が当たる日中に光合成を行い、光がない夜間に窒素固定を行う。

タイトル: ゲルマン (化合物)
液体アンモニア中で、GeH4 は NH4 と GeH3 に電離する。アルカリ金属とゲルマンの液体アンモニア溶液の反応によって、白色の結晶状固体 MGeH3 が得られる。カリウム塩とルビジウム塩は、GeH3 アニオンの自由回転を伴う塩化ナトリウム型構造をとる。これとは対照的に、セシウム塩 CsGeH3 は歪んだ塩化ナトリウム型構造であるヨウ化タリウム型構造をとる。

タイトル: 窒素14
窒素14は、窒素の2つの安定同位体のうちの1つで、天然の窒素の99.636%を占める。陽子と中性子がともに奇数個の同位体では最も重い安定同位体である。それぞれがスピン1/2であり、合計の磁気スピンは1となる。ヘリウムより重い元素は全てそうであるが、宇宙にある窒素14の起源も恒星内元素合成のCNOサイクルであると考えられている。窒素14は天然に生成する炭素14の原料になる。大気上層で窒素14に中性子が当たると炭素14が生成する。炭素14は最終的には窒素14に戻る。

タイトル: メタバナジン酸アンモニウム
メタバナジン酸アンモニウム(Ammonium metavanadate)は化学式NH4VO3を持つ水溶性の黄色結晶性固体である。バナジン酸試薬としてメタバナジン酸カリウムKVO3と同様に研究室でよく使われる。