氮分子結構式
    　氮氣分子的分子軌道式為 ,對成鍵有貢獻的是 三對電子，即形成兩個π鍵和一個σ鍵。 對成鍵沒有貢獻，成鍵與反鍵能量近似抵消，它們相當于孤電子對。由于N2分子中存在叁鍵N≡N，所以N2分子具有很大的穩定性，將它分解為原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的雙原子分子中最穩定的，氮氣的相對分子質量是27。
 　　檢驗方法：
 　　將燃著的Mg條伸入盛有氮氣的集氣瓶，Mg條會繼續燃燒
 　　提取出燃燒剩下的灰燼（白色粉末Mg3N2），加入少量水，產生使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體（氨氣）
 　　反應方程式：3Mg＋N2＝點燃＝Mg3N2(氮化鎂)；Mg3N2＋6H2O＝3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
　　由氮元素的氧化態-吉布斯自由能圖也可以看出，除了NH4離子外，氧化數為0的N2分子在圖中曲線的最低點，這表明相對于其它氧化數的氮的化合物來講，N2是熱力學穩定狀態。氧化數為0到+5之間的各種氮的化合物的值都位于HNO3和N2兩點的連線（圖中的虛線）的上方，因此，這些化合物在熱力學上是不穩定的，容易發生歧化反應。
 　　由氮元素的氧化態-吉布斯自由能圖和N2分子的結構均可以看出，單質N2不活潑，只有在高溫高壓并有催化劑存在的條件下，氮氣可以和氫氣反應生成氨：
　　在放電條件下，氮氣才可以和氧氣化合生成一氧化氮：N2+O2=放電=2NO
　　一氧化氮與氧氣迅速化合，生成二氧化氮2NO+O2=2NO2
　　二氧化氮溶于水，生成硝酸，一氧化氮3NO2+H2O=2HNO3+NO
         各個廠家生產臭氧發生器原理：高壓電暈 。但是直接使用抽空氣中20%氧氣做為氣源時，將不可避免的帶入78%氮氣，同時也經過臭氧管，氮氣與氧氣發生器以上反應，所以從臭氧發生器產出臭氧與氮化物混合氣體。建議臭氧設備用于水處理中使用氧氣源或者配有制氧機。