氮氣的這種高度化學穩(wěn)定性與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，2個N原子以叁鍵結(jié)合成為氮氣分子，包含1個σ鍵和2個π鍵，因為在化學反應(yīng)中受到攻擊的是π鍵，而在N?分子中π鍵的能級比σ鍵低，打開π鍵困難，因而使N?難以參與化學反應(yīng)。

氮氣是一種有惰性的氣體，一般不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，但在一定條件下，氮可與堿金屬或堿土金屬反應(yīng)，相當于在氮分子的反鍵分子軌道上填充一個電子，金屬的給電子能力越強，反應(yīng)越易進行。如，在常溫下鋰可與氮直接反應(yīng)，而鈣需要加熱到一定條件才能于氮氣反應(yīng)：


ⅢA和ⅣA族的一些元素在加熱條件下能與氮氣反應(yīng)：


在高溫、高壓和催化劑存在的條件下，氮能與氫反應(yīng)生成氨：

膜分離法
膜分離技術(shù)是基于薄膜對氣體組分具有選擇性滲透和擴散的特性，以達到氣體分離和純化的目的。氣體中各種組分透過膜的速度不同，每種組分透過膜的速度與該氣體的性質(zhì)、膜的特性和膜兩面的分壓差有關(guān)。透過膜的氣體組分不可能達到的純度。氣體分離膜通常可分為多孔材質(zhì)和非多孔材質(zhì)，它們無機物（多孔玻璃、陶瓷、金屬、電子導電性固體和鈀合金等）或有機高分子（微孔聚乙烯、多孔醋酸纖維、均質(zhì)醋酸纖維、聚硅氧烷橡膠和聚碳酸脂）組成。

1、氮氣的化學性質(zhì)很穩(wěn)定，一般不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。這種惰性品質(zhì)使它可以廣泛應(yīng)用于許多厭氧環(huán)境，比如用氮氣將特定容器中的空氣驅(qū)替置換，起到隔離、阻燃、防爆、防腐的作用，這項技術(shù)在輕烴裝置檢修、LPG工程、輸氣管道和液化氣管網(wǎng)吹掃等工業(yè)、民用方面得以應(yīng)用 [11]。氮氣還可在已加工的食品和藥品的包裝中用作覆蓋氣體，密封電纜、電話線以及給可膨脹的橡膠輪胎加壓等。作為一種防腐劑，氮氣也常被替置與井下，以減緩管柱與地層流體接觸所產(chǎn)生的腐蝕
3、生產(chǎn)的氮氣大約10%用作制冷劑，主要包括：通常軟的或類似橡膠物質(zhì)的凝固磨碎、低溫加工橡膠、工程技術(shù)部件的冷縮配合和安裝、生物標本，如血液的的保存、在運輸中制冷等。
健康危害
空氣中氮氣含量過高，使吸入氣氧分壓下降，引起缺氧窒息。吸入氮氣濃度不太高時，患者初感胸悶、氣短、疲軟無力；繼而有煩躁不安、極度興奮、亂跑、叫喊、神情恍惚、步態(tài)不穩(wěn)，稱之為“氮酩酊”，可進入昏睡或昏迷狀態(tài)。吸入高濃度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。
潛水員深潛時，可發(fā)生氮的麻醉作用；若從高壓環(huán)境下過快轉(zhuǎn)入常壓環(huán)境，體內(nèi)會形成氮氣氣泡，壓迫神經(jīng)、血管或造成微血管阻塞，發(fā)生“減壓病”。