- Liczby utlenienia azotu i tlenu w ich tlenkach
- Różne sformułowania i nomenklatury
- Podtlenek azotu (N 2 O)
- Dwutlenek azotu i czterotlenek (NO
- Pentatlenek diazotu (N
- Bibliografia
Te tlenki azotu są zasadniczo gazowe związki nieorganiczne, zawierające od azotu i tlenu. Jej wzór chemiczny grupy to NO x , co wskazuje, że tlenki mają różne proporcje tlenu i azotu.
Azotowe głowy grupy 15 w układzie okresowym, podczas gdy tlenowe grupy 16; oba pierwiastki należą do okresu 2. Bliskość ta powoduje, że w tlenkach wiązania N - O są kowalencyjne. Zatem wiązania w tlenkach azotu są kowalencyjne.
Wszystkie te wiązania można wyjaśnić za pomocą teorii orbitali molekularnych, która ujawnia paramagnetyzm (niesparowany elektron na ostatnim orbicie molekularnym) niektórych z tych związków. Spośród nich najpowszechniejszymi związkami są tlenek azotu i dwutlenek azotu.
Cząsteczka na górnym obrazku odpowiada budowie kątowej w fazie gazowej dwutlenku azotu (NO 2 ). Natomiast tlenek azotu (NO) ma strukturę liniową (biorąc pod uwagę hybrydyzację sp dla obu atomów).
Tlenki azotu to gazy powstające w wyniku wielu działań człowieka, od prowadzenia pojazdu lub palenia papierosów po procesy przemysłowe, takie jak zanieczyszczanie odpadów. Jednak naturalnie NO jest wytwarzany w wyniku reakcji enzymatycznych i piorunów podczas burz z wyładowaniami elektrycznymi: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
Wysokie temperatury promieni przełamują barierę energetyczną, która zapobiega wystąpieniu tej reakcji w normalnych warunkach. Jaka bariera energetyczna? Ten utworzony przez potrójne wiązanie N≡N, czyniąc cząsteczkę N 2 gazem obojętnym w atmosferze.
Liczby utlenienia azotu i tlenu w ich tlenkach
Konfiguracja elektronowa tlenu to 2s 2 2p 4 i wymaga tylko dwóch elektronów do uzupełnienia oktetu swojej powłoki walencyjnej; to znaczy może zyskać dwa elektrony i mieć stopień utlenienia równy -2.
Z drugiej strony, konfiguracja elektronowa dla azotu to 2s 2 2p 3 , będąc w stanie uzyskać do trzech elektronów, aby wypełnić swój oktet walencyjny; np. w przypadku amoniaku (NH 3 ) ma stopień utlenienia równy -3. Ale tlen jest znacznie bardziej elektroujemny niż wodór i „zmusza” azot do dzielenia się swoimi elektronami.
Ile elektronów może dzielić azot z tlenem? Jeśli podzielisz elektrony w swojej powłoce walencyjnej jeden po drugim, osiągniesz granicę pięciu elektronów, co odpowiada stopniowi utlenienia +5.
W konsekwencji, w zależności od tego, ile wiązań tworzy z tlenem, stopień utlenienia azotu waha się od +1 do +5.
Różne sformułowania i nomenklatury
Tlenki azotu, w rosnącej kolejności stopni utlenienia azotu, to:
- N 2 O, podtlenek azotu (+1)
- NO, tlenek azotu (+2)
- N 2 O 3 , trójtlenek diazotu (+3)
- NO 2 , dwutlenek azotu (+4)
- N 2 O 5 , pięciotlenek diazotu (+5)
Podtlenek azotu (N 2 O)
Kropkowane linie w strukturze wskazują na rezonans wiązań podwójnych. Jak wszystkie atomy, mają hybrydyzację sp 2 , cząsteczka jest płaska, a interakcje molekularne są wystarczająco skuteczne, aby trójtlenek azotu występował w postaci niebieskiej substancji stałej poniżej -101ºC. W wyższych temperaturach topi się i dysocjuje na NO i NO 2 .
Dlaczego jest rozdzielony? Ponieważ stopnie utlenienia +2 i +4 są bardziej stabilne niż +3, ten ostatni występuje w tlenku dla każdego z dwóch atomów azotu. Można to również wyjaśnić stabilnością orbitali molekularnych wynikającą z dysproporcji.
Na zdjęciu lewa strona N 2 O 3 odpowiada NO, a prawa strona NO 2 . Logicznie rzecz biorąc, powstaje w wyniku koalescencji poprzednich tlenków w bardzo niskich temperaturach (-20ºC). N 2 O 3 to bezwodnik kwasu azotawego (HNO 2 ).
Dwutlenek azotu i czterotlenek (NO
NO 2 to gaz reaktywny, paramagnetyczny, brązowy lub brązowy. Ponieważ ma niesparowany elektron, dimeryzuje (wiąże się) z inną gazową cząsteczką NO 2 , tworząc tetratlenek azotu, bezbarwny gaz, ustanawiając równowagę między obydwoma rodzajami chemicznymi:
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
Jest trującym i wszechstronnym utleniaczem, zdolnym do nieproporcjonalnych reakcji redoks w jonach (oksoanionach) NO 2 - i NO 3 - (wytwarzających kwaśne deszcze) lub w NO.
Podobnie NO 2 bierze udział w złożonych reakcjach atmosferycznych powodujących zmiany stężenia ozonu (O 3 ) na poziomie lądowym iw stratosferze.
Pentatlenek diazotu (N
W stanie uwodnionym wytwarza HNO 3 , a przy wyższych stężeniach kwasu tlen jest głównie protonowany z dodatnim ładunkiem cząstkowym -O + -H, przyspieszając reakcje redoks
Bibliografia
- pytani. ((2006-2018)). pytani. Pobrane 29 marca 2018 r. Od askIITians: askiitians.com
- Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Encyclopaedia Britannica. Pobrane 29 marca 2018 r. Z Encyclopaedia Britannica: britannica.com
- Tox Town. (2017). Tox Town. Pobrane 29 marca 2018 r. Z Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
- Profesor Patricia Shapley. (2010). Tlenki azotu w atmosferze. University of Illinois. Pobrane 29 marca 2018 z: butane.chem.uiuc.edu
- Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. W Elementy z grupy 15. (wyd. Czwarte, str. 361-366). Mc Graw Hill