Nitrogén-oxidok (NOx) Különböző készítmények és nómenklatúrák



az nitrogén-oxidok lényegében gáznemű szervetlen vegyületek, amelyek a nitrogén- és oxigénatomok közötti kötéseket tartalmazzák. A csoport kémiai képlete NOx, jelzi, hogy az oxidok oxigén és nitrogén aránya eltérő.

A nitrogén a periódusos táblázat 15. csoportját vezeti, míg a 16 oxigéncsoportot; mindkét elem a 2. időszak tagjai. Ez a közelség az oka annak, hogy az N-O kötések kovalensek az oxidokban. Ily módon a nitrogén-oxidokban lévő kötések kovalensek.

Mindezek a kapcsolatok a molekuláris orbitális elmélet alkalmazásával magyarázhatók, amely egyes vegyületek közül a paramagnetizmust (az utolsó molekuláris orbitában páratlan elektron) tárja fel. Ezek közül a leggyakoribb vegyületek a nitrogén-oxid és a nitrogén-dioxid.

A felső képen lévő molekula megfelel a nitrogén-dioxid gázfázisában lévő szögstruktúrának (NO2). Ezzel szemben a nitrogén-monoxid (NO) lineáris szerkezetű (figyelembe véve mindkét atom spibridizációját).

A nitrogén-oxidok olyan gázok, amelyek számos emberi tevékenység által keletkeznek, a jármű vezetése vagy a cigaretták dohányozása, valamint az ipari folyamatok szennyező hulladékként történő felhasználása során. Az NO természetesen enzimatikus reakciókkal és villámcsapással keletkezik: N2(g) + O2(g) => 2NO (g)

A sugarak magas hőmérséklete megszakítja az energiát, ami megakadályozza, hogy a reakció normál körülmények között bekövetkezzen. Milyen energiamegtakarítás? Ezt az N≡N hármas kötés képezi, ami az N-molekulát képezi2 inert gáz a légkörből.

 

index

  • 1 Oxidációs számok a nitrogén és az oxigén oxidjaikban 
  • 2 Különböző formulációk és nómenklatúrák
    • 2.1 Nitrogén-oxid (N2O)
    • 2.2 Nitrogén-oxid (NO)
    • 2.3 Nitrogén-trioxid (N2O3)
    • 2.4. Dioxid és nitrogén-tetroxid (NO2, N2O4)
    • 2.5 Dinitrogén-pentoxid (N2O5)
  • 3 Referenciák

A nitrogén és az oxigén oxidációs számai az oxidjaikban

Az oxigén elektronikus konfigurációja [He] 2s22p4, csak két elektronra van szüksége a valens héj oktettjének befejezéséhez; azaz két elektront nyerhet, és oxidációs száma -2.

Másrészt a nitrogén elektronikus konfigurációja [He] 2s22p3, képes akár három elektron megszerzésére, hogy kitöltse valencia-oktettjét; például ammónia esetén (NH3) oxidációs száma -3. De az oxigén sokkal elektegegatívabb, mint a hidrogén, és az "elektronok" megosztását teszi lehetővé.

Hány elektron képes nitrogént megosztani az oxigénnel? Ha egyenként osztja meg a valencia héj elektronjait, eléri az öt elektron határértékét, ami megfelel a +5 oxidációs számnak..

Következésképpen, attól függően, hogy hány kötést képez az oxigénnel, a nitrogén oxidációs száma +1 és +5 között változik.

Különböző formulációk és nómenklatúrák

A nitrogén-oxidok a nitrogén-oxidációs számok növekvő sorrendjében a következők:

- N2Vagy dinitrogén-oxid (+1)

- NEM, nitrogén-oxid (+2)

- N2O3, dinitrogén-trioxid (+3)

- NO2, nitrogén-dioxid (+4)

- N2O5, dinitrogén-pentoxid (+5)

 Nitrogén-oxid (N2O)

A nitrogén-oxid (vagy népnevű nevető gáz) színtelen gáz, enyhe édes illattal és kevés reakcióképes. Látható N molekulaként2 (kék gömbök), amelyek egy végén oxigénatomot tartalmaztak. A nitrát-sók termikus bomlásával készül, és anesztetikumként és fájdalomcsillapítóként alkalmazzák.

A nitrogén ebben az oxidban oxidációs száma +1, ami azt jelenti, hogy nem nagyon oxidált és az elektronok iránti kereslet nem kényszerítő; mindazonáltal csak két elektront kell szereznie (az egyik minden nitrogénre), hogy a stabil molekuláris nitrogén legyen.

Bázikus és savas oldatokban a reakciók:

N2O (g) + 2H+(ac) + 2e- => N2(g) + H2O (l)

N2O (g) + H2O (l) + 2e- => N2(g) + 2OH-(AQ)

Ezek a reakciók, bár termodinamikailag előnyösek, a stabil N molekula kialakulása mellett2, lassan fordulnak elő, és az elektronokat adományozó reagenseknek nagyon erős redukálószereknek kell lenniük.

Nitrogén-oxid (NO)

Ez az oxid színtelen, reaktív és paramágneses gázból áll. A dinitrogén-oxidhoz hasonlóan lineáris molekulaszerkezete is van, de azzal a nagy különbséggel, hogy az N = O kötés is hármas kötéssel rendelkezik..

A NO gyorsan oxidálódik a levegőben, így NO2, és ezáltal stabilabb molekuláris orbitákat generál egy oxidáltabb nitrogénatommal (+4).

2NO (g) + O2(g) => 2NO2(G)

A biokémiai és fiziológiai vizsgálatok az oxigén jóindulatú szerepét támasztják alá az élő szervezetekben.

Nem képezhet N-N kötést egy másik NO molekulával a nem párosított elektronok delokalizációjával a molekuláris pályán, ami inkább az oxigénatom felé irányul (magas elektronegativitása miatt). Az NO-val ellentétes2, amelyek gáznemű dimereket képezhetnek.

Nitrogén-trioxid (N2O3)

A szerkezet pontozott vonalai kettős kötés rezonanciát jeleznek. Minden atomhoz hasonlóan sp hibridizálódnak2, a molekula lapos és a molekuláris kölcsönhatások eléggé hatékonyak ahhoz, hogy a nitrogén-trioxid -101 ° C alatt kék szilárd anyagként jelenjen meg. Magasabb hőmérsékleten olvad és disszociálódik NO-ba és NO-ba2.

Miért disszociált? Mivel a +2 és +4 oxidációs számok stabilabbak, mint +3, az utóbbi az oxidban található a két nitrogénatom mindegyikéhez. Ez megint magyarázható a diszproporzióból eredő molekuláris orbitális stabilitással.

A képen az N bal oldala2O3 megfelel a NO-nak, míg a jobb oldalon az NO-nak2. Logikailag ez az előző oxidok nagyon hideg hőmérsékleten (-20 ° C) történő koaleszcenciájával állítható elő. Az N2O3 nitrogénsav-anhidrid (HNO)2).

Dioxid és nitrogén-tetroxid (NO. \ T2, N2O4)

NO2 barna vagy barna gáz, reaktív és paramágneses. Mivel nincs párosított elektronja, egy másik NO-gázt tartalmazó molekulával dimerizálódik (kötődik)2 nitrogén-tetroxid, színtelen gáz képzése, egyensúlyt teremtve mindkét vegyi anyag között:

2NO2(G) <=> N2O4(G)

Ez egy mérgező és sokoldalú oxidálószer, amely redox-reakcióiban ionokban (oxoanionokban) diszproporcionálódik.2- és NO3- (savas eső), vagy NO-ban.

Hasonlóképpen a NO2 bonyolult légköri reakciókban vesz részt, ami az ózonkoncentráció változását okozza (OR3) szárazföldi szinten és a sztratoszférában.

Dinitrogén-pentoxid (N2O5)

Hidratálva HNO-t generál3, és a sav nagyobb koncentrációjában az oxigén főként részleges pozitív töltéssel -O-val protonálódik+-H, a redox reakciók felgyorsítása

referenciák

  1. askIITians. ((2006-2018)). askIITians. 2018 március 29-én, a askIITians-ből származik: askiitians.com
  2. Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Encyclopaedia Britannica. 2018 március 29-én, az Encyclopaedia Britannica-tól: britannica.com
  3. Tox város. (2017). Tox város. 2018. március 29-én, Tox Town-ből származik: toxtown.nlm.nih.gov
  4. Patricia Shapley professzor. (2010). Nitrogén-oxidok a légkörben. Illinois Egyetem. Született 2018. március 29-én: butane.chem.uiuc.edu
  5. Shiver & Atkins. (2008). Szervetlen kémia -ban A 15. csoport elemei. (Negyedik kiadás, 361-366. Old.). Mc Graw-hegy