氨

此條目介紹的是無機化合物NH₃。關於帶胺基的有機化合物類別，請見「胺」。關於NH₄⁺離子，請見「銨」。

氨^[11]（英語：Ammonia，或稱氨氣、無水氨，曾音譯作氬、阿摩尼亞，分子式為NH₃）是無色氣體，有強烈刺激氣味（尿味），極易溶於水。常溫常壓下，1單位體積水可溶解700倍體積的氨。^[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間接的組成部分，具有腐蝕性等危險性質。

氨
IUPAC名 Ammonia [1]
系統名 Azane
別名	氮烷、阿摩尼亞
識別
CAS號	7664-41-7  Y
PubChem	222
ChemSpider	217
SMILES	N
InChI	1/H3N/h1H3
InChIKey	QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYAF
Beilstein	3587154
Gmelin	79
3DMet	B00004
UN編號	1005
EINECS	231-635-3
ChEBI	16134
RTECS	BO0875000
KEGG	D02916
MeSH	Ammonia
性質
化學式	NH3
摩爾質量	17.0306 g·mol⁻¹
外觀	具有非常刺鼻的氣味的無色氣體
密度	0.86 kg/m3 (1.013 bar ，沸點) 0.769  kg/m3 (STP)[2] 0.73 kg/m3 (1.013 bar， 15℃) 681.9 kg/m3 （−33.3℃ ，液態）[3] 817 kg/m3 （−80℃ ，無色固體）[4] 參見氨性質表（英語：Ammonia (data page)）
熔點	−77.73 °C（−107.91 °F；195.42 K）[5]
沸點	−33.34 °C（−28.01 °F；239.81 K）[5]
溶解性（水）	1:700 (0℃,100kPa)
溶解性	可溶於氯仿、乙醚、乙醇和甲醇
pKa	32.5 (−33℃),[6] 10.5 (DMSO)
pKb	4.75 (與水反應)[5]
黏度	10.07 µPa·s (25℃)[7] 0.276 mPa·s (−40℃)
結構
分子構型	三角錐
偶極矩	1.42 D
熱力學
ΔfHm⦵298K	−46 kJ·mol−1[8]
S⦵298K	193 J·mol−1·K−1[8]
危險性
GHS危險性符號 [9]
GHS提示詞	Danger
H-術語	H290, H301, H311, H314, H330, H334, H336, H360, H362, H373, H400
P-術語	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)
致死量或濃度：
LD50（中位劑量）	0.015 mL/kg (人類口服)
LC50（中位濃度）	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 (貓， 1 hr) 2000 ppm (小鼠， 4 hr) 4230 ppm (小鼠， 1 hr)[10]
LCLo（最低）	5000 ppm (哺乳動物， 5 min) 5000 ppm (人類， 5 min)[10]
相關物質
其他陰離子	一水合氨 (NH3H2O)
其他陽離子	銨 (NH4+)
相關氫化物	氯化銨 (NH4Cl)、磷化氫、砷化氫、銻化氫、鉍化氫
相關化學品	肼、疊氮酸、鹽酸羥胺、氯胺
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

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1.465億噸，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。

製法

實驗室製取

加熱氯化銨和氫氧化鈣的混合物，可製得少量氨氣：

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

由於產物中含有水蒸氣，故反應物需用鹼石灰淨化。

注意不能用硝酸銨代替氯化銨，因硝酸銨不穩定且產物不單一；也不能用氫氧化鉀和氫氧化鈉代替氫氧化鈣，因為二者皆易吸收產物中的水，阻止進一步反應。吸收水蒸氣不能用濃硫酸和固體氯化鈣，因二者皆能與氨氣反應。

若有濃氨水，亦可加熱之，製備氨氣：

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

氮化物製法

可以用氮化物與水反應或者疊氮化物分解。如：Li₃N + 3H₂O → 3LiOH + NH₃↑

工業合成氨

如今，工業製備氨氣主要是通過哈柏法，即在約700K及200個大氣壓下，以鐵為催化劑製成。然而此法耗費大量原料及能量，僅此一項即佔全球碳排放量的3%^[12]，消耗5%的天然氣^[13]，故有新的制氨法被提出。日本化學家細野秀雄提出用更有效的含釕^[14][15]及鋇-鈰催化劑^[16]催化氮氣與水的反應製得氨氣，此法已在日本投產使用^[17][18]。

鑑定

鑑定氨氣需將待測氣體通入水中溶解，然後用奈斯勒試劑（碘化汞鉀和氫氧化鉀的混合物）測試，溶液會變黃色：

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

氨水

主條目：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：

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

反應平衡常數${\displaystyle K_{b}=1.8\times 10^{-5}}$。

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。
• 由於氨擁有強烈的刺激性氣味，在醫療方面，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）
• 氨是最廣泛用的製冷劑之一，可用於空調、冷藏和低溫，能用於各種形式的製冷壓縮機，蒸發溫度可控制在5度至零下65度，代號R717。

反應

絡合反應

NH₃分子中氮原子有一對孤對電子，可以作為電子對給予體（路易斯鹼）形成加合物。如氨在氫離子絡合生成銨離子：

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

NH₃亦可與金屬離子如Ag⁺、Cu²⁺等發生錯合，生成錯合物：

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

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

氧化還原

NH₃分子中氮為-3價，在適當條件下可被氧化為N₂或更高價氮化合物。

如NH₃在純氧中燃燒，生成N₂：

${\displaystyle {\ce {4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O}}}$(ΔHº_r = –1267.20 kJ/mol)

在鉑催化下可氧化生成水與一氧化氮，是工業制硝酸的重要反應。

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

可還原CuO為Cu：

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

常溫下NH₃可與強氧化劑（如氯氣、過氧化氫、高錳酸鉀）直接反應：

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

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

主條目：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概率也相當高。

備注

1. NOMENCLATURE OF INORGANIC CHEMISTRY IUPAC Recommendations 2005 (PDF). [2021-04-09]. （原始內容存檔 (PDF)於2021-03-28）.
2. Gases – Densities. [3 March 2016]. （原始內容存檔於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. （原始內容存檔於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.
5. 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).
8. Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
9. 來源：Sigma-Aldrich Co., Ammonia （20 July 2013查閱）.
10. 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]. （原始內容存檔於2022-07-28） （英語）.
13. A physical catalyst for the electrolysis of nitrogen to ammonia | ORNL. www.ornl.gov. [2022-07-28] （英語）.
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 （英語）.
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 （英語）.
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 （英語）.
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] （英語）.
18. Tsubame BHB Launches Joint Evaluation with Mitsubishi Chemical – Ammonia Energy Association. [2022-07-28]. （原始內容存檔於2022-05-19） （美國英語）.

參見

• 銨
• 胺
• 聯氨
• 酸鹼電子理論
• 氮族元素的氫化物