Азотни оксиди (NOx) Различни състави и номенклатури

на азотни оксиди те са основно газообразни неорганични съединения, които съдържат връзки между азотните и кислородните атоми. Неговата химична формула е NO_х, което показва, че оксидите имат различни пропорции на кислород и азот.

Азотът води групата 15 на периодичната таблица, докато кислородната група 16; двата елемента са членове на период 2. Тази близост е причината, поради която N-O връзките са ковалентни в оксидите. По този начин връзките в азотните оксиди са ковалентни.

Всички тези връзки могат да бъдат обяснени с помощта на теорията на молекулярната орбита, която разкрива парамагнетизма (електрон, несдвоен в последната молекулна орбитала) на някои от тези съединения. От тях най-често срещаните съединения са азотен оксид и азотен диоксид.

Молекулата в горното изображение съответства на ъгловата структура в газова фаза на азотен диоксид (NO₂). За разлика от това, азотният оксид (NO) има линейна структура (като се има предвид sp хибридизацията за двата атома).

Азотните оксиди са газове, получени при много човешки дейности, от шофиране на превозно средство или пушене на цигари до промишлени процеси като замърсяващи отпадъци. Обаче, NO е естествено произведен от ензимни реакции и мълния при гръмотевични бури: N₂(g) + 0₂(g) => 2NO (g)

Високите температури на лъчите прекъсват енергийната бариера, която предотвратява появата на тази реакция при нормални условия. Каква енергийна бариера? Това се образува от тройната връзка N≡N, което прави N-молекулата₂ инертен газ от атмосферата.

индекс

• 1 Окислителни числа за азот и кислород в техните оксиди 
• 2 Различни формулировки и номенклатури
  • 2.1 Азотен оксид (N2O)
  • 2.2 Азотен оксид (NO)
  • 2.3 Азотен триоксид (N2O3)
  • 2.4 Диоксид и азотен тетроксид (NO2, N2O4)
  • 2.5 Динитрогенен пентоксид (N2O5)
• 3 Препратки

Окислителни числа за азот и кислород в техните оксиди

Електронната конфигурация за кислород е [He] 2s²2P⁴, нуждаещи се само от два електрона, за да завършат октета на неговата валентна обвивка; това означава, че може да получи два електрона и да има окислително число, равно на -2.

От друга страна, електронната конфигурация за азот е [He] 2s²2P³, да може да спечели до три електрона, за да запълни своя валентен октет; например, в случая на амоняк (NH₃) има окислително число, равно на -3. Но кислородът е много по-електроотрицателен от водорода и "принуждава" азота да споделя електроните си.

Колко електрона могат да споделят азота с кислорода? Ако споделяте електроните на валентната си обвивка един по един, ще достигнете границата от пет електрона, съответстващи на окислителния брой +5..

Следователно, в зависимост от това колко връзки образува с кислород, окислителните числа на азота варират от +1 до +5.

Различни формулировки и номенклатури

Азотните оксиди, в нарастващ ред на азотните окислителни числа, са:

- N₂Или азотен оксид (+1)

- NO, азотен оксид (+2)

- N₂О₃, азотен триоксид (+3)

- NO₂, азотен диоксид (+4)

- N₂О₅, азотен пентаоксид (+5)

 Азотен оксид (N₂О)

Азотният оксид (или известен като смешен газ) е безцветен газ, с лек сладък мирис и малко реактивен. Той може да бъде визуализиран като N молекула₂ (сини сфери), които са добавили кислороден атом в единия край. Приготвя се чрез термично разлагане на нитратни соли и се използва като анестетик и аналгетик.

Азотът има окислително число +1 в този оксид, което означава, че той не е много окислен и неговото търсене на електрони не е непреодолимо; обаче, трябва само да спечелите два електрона (по един за всеки азот), за да станете стабилен молекулен азот.

В основни и киселинни разтвори реакциите са:

N₂О (g) + 2Н⁺(ac) + 2е^- => N₂(g) + Н₂O (l)

N₂О (g) + Н₂О (1) + 2е^- => N₂(g) + 2OH^-(Воден)

Тези реакции, макар и термодинамично, се благоприятстват от образуването на стабилна молекула N₂, възникват бавно и реактивите, които даряват двойката електрони, трябва да бъдат много силни редуциращи агенти.

Азотен оксид (NO)

Този оксид се състои от безцветен, реактивен и парамагнитен газ. Подобно на азотен оксид, тя има линейна молекулна структура, но с голямата разлика, че N = O връзката също има характер на тройна връзка..

NO се окислява бързо във въздуха, за да се получи NO₂, и по този начин генерират по-стабилни молекулярни орбитали с по-окислен азотен атом (+4).

2NO (g) + 0₂(g) => 2NO₂(G)

Биохимичните и физиологичните изследвания стоят зад доброкачествената роля на този оксид в живите организми.

Той не може да образува N-N връзки с друга молекула на NO поради делокализацията на неспарения електрон в молекулната орбитала, която е насочена по-скоро към кислородния атом (поради високата си електронегативност). Обратното се случва с NO₂, които могат да образуват газообразни димери.

Азотен триоксид (N₂О₃)

Точковите линии на структурата показват двойна връзка. Както всички атоми, те имат sp хибридизация², молекулата е плоска и молекулните взаимодействия са достатъчно ефективни, за да съществува азотен триоксид като синя твърда маса под -101 ° С. При по-високи температури се топи и дисоциира в NO и NO₂.

Защо е разделена? Тъй като окислителните числа +2 и +4 са по-стабилни от +3, последните присъстват в оксида за всеки от двата азотни атома. Това отново може да се обясни със стабилността на молекулярните орбитали, произтичащи от диспропорцията.

В изображението лявата страна на N₂О₃ съответства на NO, докато дясната страна на NO₂. Логично, той се произвежда от сливането на предишните оксиди при много ниски температури (-20 ° C). N₂О₃ е анхидрид на азотиста киселина (HNO₂).

Диоксид и азотен тетроксид (NO₂, N₂О₄)

NO₂ той е кафяв или кафяв газ, реактивен и парамагнитен. Тъй като той има несдвоен електрон, той димеризира (свързва) с друга NO газообразна молекула₂ да образува азотен тетроксид, безцветен газ, установявайки баланс между двата химически вида:

2NO₂(G) <=> N₂О₄(G)

Той е отровен и универсален окислител, способен да диспропорционира своите редокс реакции в йони (оксоаниони).₂^- и NO₃^- (генериране на киселинен дъжд), или в NO.

По същия начин, NO₂ участва в сложни атмосферни реакции, предизвикващи промени в концентрациите на озон (OR₃) на земни нива и в стратосферата.

Динитрогенен пентоксид (N₂О₅)

Когато се хидратира, той генерира HNO₃, и при по-високи концентрации на киселината кислородът е главно протониран с частичен положителен заряд -О⁺-Н, ускоряване на редокс реакциите

препратки

1. askIITians. ((2006-2018)). askIITians. Възстановен на 29 март 2018 г. от анкетираните: askiitians.com
2. Енциклопедия Британика, Инк. (2018). Енциклопедия Британика. Възстановен на 29 март 2018 г. от Encyclopaedia Britannica: britannica.com
3. Токс Таун. (2017). Токс Таун. Възстановен на 29 март, 2018 г. от Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
4. Професор Патриша Шапли. (2010 г.). Азотни оксиди в атмосферата. Университет на Илинойс. Възстановен на 29 март 2018 г. от: butane.chem.uiuc.edu
5. Shiver & Atkins. (2008 г.). Неорганична химия в Елементите на група 15. (Четвърто издание., Стр. 361-366). Mc Graw Hill