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氮元素最早于1772年被苏格兰物理学家丹尼尔.卢瑟福发现并分离, 人们认为氮元素大量存在于宇宙中,据观察是银河系和太阳系中丰度第7的元素。 人体中氮元素占据3%的质量,在氧、碳和氢元素之后排名第四。氮元素对地球上生命极其重要,它不仅是组成蛋白质必不可少的元素,还是核酸等重要生命物质的重要成分。
所有动物植物都需要蛋白质来维持生命,而蛋白质必须有氮元素才能合成。 尽管地球大气中存在大量的氮气,但是氮气分子的超稳定结构使得人类很难将大气中的氮转化为农作物可以吸收的形式,这使得在19世纪前,全世界农作物单产一直难以提高。后来卡尔·博世与哈珀两位化学家合作,成功地在高压下利用催化剂,直接将氮气转化为氨,开创了人类将大气中的氮元素转化为农作物养分的全新化肥时代。合成氨解决了对人类生存至关重要的粮食问题,至今仍对全球食品安全起着至关重要的作用。对合成氨工艺做出巨大贡献的卡尔·博世也因此获得了1921年诺贝尔化学奖。