원소기호 N, 원자번호 7, 원자량 14.0067, 지각 중의 존재도 20ppm(31위), 안정핵종 존재비 =99.635%, =0.365%, 녹는점 -209.86℃, 끓는점 -195.8℃, 기체의 밀도 1.2507g/l(-1℃ , 1atm), 액체의 비중 0.81(-196℃ ), 고체의 비중 1.026(-252℃), 물에 대한 용해도 1.52ml/100ml(20℃), 전자배치[He], 주요 산화수 -3, 3, 5. 주기율표 5B족에 딸린 질소족 원소의 하나. 천연으로는 주로 2원자분자 의 기체로 존재하며, 대기 중의 용적의 약 78%(중량은 약 75.5%)를 차지한다.

화합물로서 바닷물 속에 %, 화강암 속에 % 함유되어 있으며, 생물체의 단백질 속(인체에서 3%)등에도 널리 존재한다.

질소를 함유하는 광물에는 칠레초석(Na)이 있다.

〔성질〕무색 무취인 기체로, 질소분자의 해리(解離) 에너지는 225.1kcal/mol로 매우 크고 상압(常壓)에서 3,000℃로 가열해도 해리되지 않으며, 화학적으로 매우 불활성이다.

고온에서는 반응성이 증대하는데, 예컨대 수소와의 반응

는 촉매의 존재하에 1,000℃, 500atm에서 일어나며, 중요한 화학공업원료인 암모니아()의 공업적 제법이다(하버-보슈법). 이 밖에 고온에서는

등의 반응도 알려져 있다.

질소가스 속에서 방전(放電)하면 활성질소가 생긴다.

이것은 주로 해리된 질소원자로 이루어지며, 방전을 멈추면 황금색의 빛(잔광)을 발하면서 분자로 되돌아간다.

이 활성질소는 화학적 반응성이 높다.

알칼리금속에서는 리튬만이 고온에서 반응해 질화리튬()이 된다.

붕소(B)·알루미늄(Al)·갈륨(Ga)·인듐(In)·알칼리토 금속에나 대부분의 전이금속, 희토류원소와도 질소화물을 만드는데, 이 중 BN, AlN, GaN. InN 등은 공유(共有)결합성이고 TiN, VN, , UN은 금속성의 틈새형인 질소화물로서 질소화이온()을 함유하지 않는다.

수소와의 화합물로는 암모니아를 비롯해 금속아미드(), 금속이미드(), 유기화합물로는 1차아민(), 2차아민(), 3차아민(), 암모늄염(), 알킬암모늄염([]X, []X, []X, []X), 아미노산(), 피리딘() 등이 있다.

질소의 동위원소 는 천연의 질소 속에 1/272 정도 함유되어 있는데, 이것은 다음과 같은 반응에 의해 선택적으로 질산 속에 농축할 수 있다.

이 는 로 표지한 질소화합물(방사선 추적자)을 만드는 데 사용된다.

〔제법 및 용도〕공업적으로는 액체공기를 분별증류(分溜)해 산소 등 다른 성분으로부터 분리해 얻는다.

실험실에서 질소가스를 발생시키려면 아질산나트륨(), 아질산암모늄() 등의 진한 수용액을 70℃로 가열한다.

또 아지드화나트륨()을 열분해하면 분광학적(分光學的)으로 순수한 질소가스를 얻을 수 있다.

용도로는 강(鋼)의 표면에 암모니아 또는 시안화합물을 고압에서 작용시켜 경도(硬度)가 높은 질소화물층을 만들어 표면경도를 증가시키는 방법이 엔진 실린더 등에 널리 쓰인다.

질소화물을 함유하는 물질은 고온에서 내산성(耐酸性)·내충격성이 뛰어나 뉴세라믹스 재료로 꾸준히 연구되고 있다.

〔액체질소〕순수한 액체질소는 무색 투명하다.

공기를 액화, 액체공기를 만들고, 이것을 정류(精溜)해 산소·아르곤·이산화탄소 등을 제거한 후 다시 액화한다.

저온에서 기화하므로 저장과 취급에는 단열용기, 듀어병(보온병)이 쓰인다.

저온을 얻기 위한 냉각용으로 널리 사용된다.