- Окислювальна кількість азоту та кисню в їх оксидах
- Різні рецептури та номенклатури
- Оксид азоту (N 2 O)
- Двоокис азоту і тетроксид (NO
- Пентоксид динітрогену (N
- Список літератури
У оксиди азоту , по суті , газоподібні неорганічні сполуки , що містять від азоту і кисню. Його групова хімічна формула - NO x , що вказує на те, що оксиди мають різні співвідношення кисню та азоту.
Азотні головки групи 15 на періодичній таблиці, тоді як кисневі головки групи 16; обидва елементи є членами періоду 2. Ця близькість є причиною того, що в оксидах зв’язки N - O є ковалентними. Таким чином, зв’язки в оксидах азоту є ковалентними.
Всі ці зв’язки можна пояснити за допомогою теорії молекулярної орбіти, яка виявляє парамагнетизм (непарний електрон в останній молекулярній орбіталі) деяких із цих сполук. З них найбільш поширені сполуки - оксид азоту та діоксид азоту.
Молекула на верхньому зображенні відповідає кутовій структурі в газовій фазі діоксиду азоту (NO 2 ). Навпаки, оксид азоту (NO) має лінійну структуру (враховуючи sp-гібридизацію для обох атомів).
Оксиди азоту - це гази, що утворюються внаслідок багатьох видів діяльності людини - від керування транспортним засобом або куріння сигарет, до таких виробничих процесів, як забруднення відходів. Однак природно NO виробляється ферментативними реакціями та блискавичною дією в електричних бурях: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
Високі температури променів руйнують енергетичний бар'єр, що запобігає виникненню цієї реакції в нормальних умовах. Який енергетичний бар'єр? Утворюється потрійним зв’язком N≡N, роблячи молекулу N 2 інертним газом в атмосфері.
Окислювальна кількість азоту та кисню в їх оксидах
Конфігурація електронів для кисню дорівнює 2s 2 2p 4 , для завершення октету його валентної оболонки потрібні лише два електрони; тобто він може набрати два електрони і мати число окислення, рівне -2.
З іншого боку, конфігурація електронів для азоту дорівнює 2s 2 2p 3 , маючи змогу набрати до трьох електронів, щоб заповнити свій валентний октет; наприклад, у випадку з аміаком (NH 3 ) число окиснення дорівнює -3. Але кисень набагато електронегативніший, ніж водень і «змушує» азот ділитися своїми електронами.
Скільки електронів може поділяти азот з киснем? Якщо ви поділите електрони у валентній оболонці один за одним, ви досягнете межі п’яти електронів, що відповідає кількості окислення +5.
Отже, залежно від того, скільки зв’язків він утворює з киснем, окислювальна кількість азоту змінюється від +1 до +5.
Різні рецептури та номенклатури
Оксидами азоту в збільшенні порядку окислення азоту є:
- N 2 O, оксид азоту (+1)
- НІ, оксид азоту (+2)
- N 2 O 3 , триоксид динітрогену (+3)
- NO 2 , діоксид азоту (+4)
- N 2 O 5 , пентоксид динітрогену (+5)
Оксид азоту (N 2 O)
Пунктирні лінії в структурі вказують на резонанс подвійного зв'язку. Як і всі атоми, вони мають гібридизацію sp 2 , молекула є плоскою і молекулярні взаємодії є достатньо ефективними, щоб триоксид азоту існував у вигляді синього твердого речовини при температурі нижче -101ºC. При більш високій температурі він плавиться і розпадається на NO і NO 2 .
Чому воно роз'єднане? Оскільки окислювальні числа +2 та +4 є більш стійкими, ніж +3, останні присутні в оксиді для кожного з двох атомів азоту. Це, знову ж таки, можна пояснити стабільністю молекулярних орбіталей, що виникає внаслідок диспропорції.
На зображенні ліва частина N 2 O 3 відповідає NO, а права - NO 2 . За логікою, він утворюється при злитті попередніх оксидів при дуже холодних температурах (-20 ° C). N 2 O 3 - ангідрид азотної кислоти (HNO 2 ).
Двоокис азоту і тетроксид (NO
NO 2 - реактивний, парамагнітний, коричневий або коричневий газ. Оскільки у нього є непарний електрон, він димерзується (зв'язується) з іншою газоподібною молекулою NO 2 , утворюючи тетроксид азоту, безбарвний газ, встановлюючи рівновагу між обома хімічними видами:
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
Це отруйний та універсальний окислювач, здатний непропорційно відрізнятись відновлювально-відновними реакціями в іонах (оксоаніонах) NO 2 - та NO 3 - (утворюючи кислотний дощ) або в NO.
Аналогічно, NO 2 бере участь у складних атмосферних реакціях, що викликають коливання концентрацій озону (O 3 ) на наземних рівнях та у стратосфері.
Пентоксид динітрогену (N
При його гідратації він утворює HNO 3 , а при більш високих концентраціях кислоти кисень переважно протонізується з позитивним частковим зарядом -O + -H, прискорюючи окислювально-відновлювальні реакції
Список літератури
- запитанняІІтяни. ((2006-2018)). запитанняІІтяни. Отримано 29 березня 2018 року від askIITians: askiitians.com
- Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Енциклопедія Британіка. Отримано 29 березня 2018 року з Енциклопедії Британіка: britannica.com
- Tox Town. (2017). Tox Town. Отримано 29 березня 2018 року з міста Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
- Професор Патрісія Шаплі. (2010). Оксиди азоту в атмосфері. Університет Іллінойсу. Отримано 29 березня 2018 року з: butane.chem.uiuc.edu
- Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. В Елементи групи 15. (четверте видання, стор. 361-366). Mc Graw Hill