- Oksidacijske številke za dušik in kisik v njihovih oksidih
- Različne formulacije in nomenklature
- Dušikov oksid (N 2 O)
- Dušikov dioksid in tetroksid (NO
- Dinitrogen pentoksid (N
- Reference
V dušikovi oksidi so v bistvu plinaste anorganske spojine, ki vsebujejo izmed dušika in kisika. Njegova skupinska kemijska formula je NO x , kar pomeni, da imajo oksidi različna razmerja med kisikom in dušikom.
Dušikove glave skupine 15 na periodični tabeli, medtem ko kisikove glave skupina 16; oba elementa sta člana 2. obdobja. Ta bližina je vzrok, da so v oksidih N - O vezi kovalentne. Tako so vezi v dušikovih oksidih kovalentne.
Vse te vezi je mogoče razložiti s teorijo molekularne orbite, ki razkriva paramagnetizem (neparni elektron v zadnji molekularni orbitali) nekaterih teh spojin. Od tega sta najpogostejši spojini dušikov oksid in dušikov dioksid.
Molekula na zgornji sliki ustreza kotni strukturi v plinski fazi dušikovega dioksida (NO 2 ). Nasprotno pa ima dušikov oksid (NO) linearno strukturo (glede na sp hibridizacijo za oba atoma).
Dušikovi oksidi so plini, ki nastanejo pri številnih človeških dejavnostih, od vožnje vozila ali kajenja cigaret do industrijskih procesov, kot so onesnaževanje odpadkov. Seveda pa NO nastane z encimskimi reakcijami in strelo v električnih nevihtah: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
Visoke temperature žarkov lomijo energetsko oviro, ki preprečuje, da bi se ta reakcija pojavila v normalnih pogojih. Kakšna energetska ovira? To tvori trojno N≡N obveznice, zaradi česar njene N 2 molekuli inertnega plina v atmosferi.
Oksidacijske številke za dušik in kisik v njihovih oksidih
Konfiguracija elektronov za kisik je 2s 2 2p 4 , za dokončanje okteta njene valenčne lupine pa sta potrebna samo dva elektrona; to pomeni, da lahko pridobi dva elektrona in ima oksidacijsko število enako -2.
Po drugi strani je elektronska konfiguracija dušika 2s 2 2p 3 , ki lahko pridobi do tri elektrone, da napolni svoj valenčni oktet; na primer, v primeru amoniaka (NH 3 ) ima oksidacijsko število enako -3. Toda kisik je veliko bolj elektronegativen od vodika in "sili" dušik, da deli svoje elektrone.
Koliko elektronov lahko dušik deli s kisikom? Če delite elektrone v valenčni lupini enega za drugim, boste dosegli mejo petih elektronov, kar ustreza oksidacijskemu številu +5.
Posledično se oksidacijske številke dušika razlikujejo od +1 do +5, odvisno od tega, koliko vezi tvori s kisikom.
Različne formulacije in nomenklature
Dušikovi oksidi v naraščajočem zaporedju številk oksidacije dušika so:
- N 2 O, dušikov oksid (+1)
- NO, dušikov oksid (+2)
- N 2 O 3 , dinitrogen trioksid (+3)
- NO 2 , dušikov dioksid (+4)
- N 2 O 5 , dinitrogen pentoksid (+5)
Dušikov oksid (N 2 O)
Pikčaste črte v strukturi kažejo resonanco dvojne vezi. Tako kot vsi atomi ima sp 2 hibridizacijo , molekula je ravna in molekularne interakcije so dovolj učinkovite, da dušikov trioksid obstaja kot modra trdna snov pod -101 ° C. Pri višjih temperaturah se topi in disociira na NO in NO 2 .
Zakaj se disociira? Ker sta oksidacijski številki +2 in +4 bolj stabilni kot +3, sta slednja v oksidu prisotna za vsaka dva dušikova atoma. To je spet mogoče razložiti s stabilnostjo molekulskih orbital, ki izhajajo iz nesorazmerja.
Na sliki leva stran N 2 O 3 ustreza NO, desna pa NO 2 . Logično je, da nastane s koalescenco prejšnjih oksidov pri zelo hladnih temperaturah (-20 ° C). N 2 O 3 je anhidrid dušikove kisline (HNO 2 ).
Dušikov dioksid in tetroksid (NO
NO 2 je reaktivni, paramagnetni, rjavi ali rjavi plin. Ker ima neparni elektron, se dimerizira (veže) z drugo plinasto molekulo NO 2 , tako da tvori brezbarvni dušikov tetroksid, ki vzpostavi ravnotežje med obema kemičnima vrstama:
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
Je strupeno in vsestransko oksidacijsko sredstvo, ki je sposobno nesorazmerno v svojih redoks reakcijah v ioni (oksoanioni) NO 2 - in NO 3 - (ustvarja kisli dež) ali v NO.
Prav tako NO 2 sodeluje v zapletenih atmosferskih reakcijah, ki povzročajo spremembe koncentracij ozona (O 3 ) na kopenskih nivojih in v stratosferi.
Dinitrogen pentoksid (N
Ko je hidriran, ustvarja HNO 3 , pri višjih koncentracijah kisline pa se kisik večinoma protonira s pozitivnim delnim nabojem -O + -H, kar pospeši redoks reakcije
Reference
- spraševalci. ((2006–2018)). spraševalci. Pridobljeno 29. marca 2018, od askIITians: askiitians.com
- Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Enciklopedija Britannica. Pridobljeno 29. marca 2018 iz Encyclopeedia Britannica: britannica.com
- Tox Town. (2017). Tox Town. Pridobljeno 29. marca 2018 iz mesta Tox: toxtown.nlm.nih.gov
- Profesorica Patricia Shapley. (2010). Dušikovi oksidi v atmosferi. Univerza v Illinoisu. Pridobljeno 29. marca 2018 z: butane.chem.uiuc.edu
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. V Elementi skupine 15. (četrta izdaja, str. 361-366). Mc Graw Hill