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由于氮分子中三键键能很大，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（941 KJ/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。与碱金属在常温下直接化合；与碱土金属 —般需要在髙温下化合；与其他族元素的单质反应则需要更高的反应条件。