- Oksidacijski brojevi dušika i kisika u njihovim oksidima
- Različite formulacije i nomenklature
- Dušikov oksid (N 2 O)
- Dušikov dioksid i tetroksid (NO
- Dinitrogen pentoksid (N
- Reference
A dušikovi oksidi su u biti plinoviti spojevi koji sadrže anorganske između dušika i kisika. Njegova grupna kemijska formula je NO x, što ukazuje da oksidi imaju različite omjere kisika i dušika.
Dušikove glave skupine 15 na periodičkoj tablici, dok su kisikove glave skupine 16; oba elementa su članovi razdoblja 2. Ta blizina uzrokuje da su u oksidima N - O veze kovalentne. Dakle, veze u dušikovim oksidima su kovalentne.
Sve ove veze mogu se objasniti pomoću teorije molekularne orbite, koja otkriva paramagnetizam (neparni elektron u posljednjoj molekularnoj orbitali) nekih od ovih spojeva. Od njih su najčešći spojevi dušični oksid i dušični dioksid.
Molekula na gornjoj slici odgovara kutnoj strukturi u plinskoj fazi dušičnog dioksida (NO 2). Suprotno tome, dušični oksid (NO) ima linearnu strukturu (s obzirom na sp hibridizaciju za oba atoma).
Dušikovi oksidi plinovi su proizvedeni u mnogim ljudskim aktivnostima, od vožnje vozila ili pušenja cigareta do industrijskih procesa poput onečišćenja otpadom. Međutim, prirodno NO nastaje enzimskim reakcijama i djelovanjem munje u električnim olujama: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
Visoke temperature zraka probijaju energetsku barijeru koja sprečava da se ta reakcija odvija u normalnim uvjetima. Kakva energetska barijera? Da formira N≡N trostruke veze, čineći N 2 molekule inertnog plina u atmosferu.
Oksidacijski brojevi dušika i kisika u njihovim oksidima
Konfiguracija elektrona za kisik je 2s 2 2p 4, a za završavanje okteta njegove valentne ljuske potrebna su samo dva elektrona; to jest, može dobiti dva elektrona i imati oksidacijski broj jednak -2.
S druge strane, konfiguracija elektrona za dušik je 2s 2 2p 3, koja je u stanju dobiti do tri elektrona da ispuni svoj oktet valencije; na primjer, u slučaju amonijaka (NH 3) ima broj oksidacije jednaka -3. Ali kisik je mnogo više negativan od vodika i "prisiljava" dušik da dijeli svoje elektrone.
Koliko elektrona može dušik dijeliti s kisikom? Ako dijelite elektrone u vašoj valentnoj ljusci jedan po jedan, dostići ćete granicu od pet elektrona, što odgovara oksidacijskom broju +5.
Dakle, ovisno o tome koliko veza tvori s kisikom, oksidacijski brojevi dušika variraju od +1 do +5.
Različite formulacije i nomenklature
Dušikovi oksidi, u sve većem redu oksidacijskog broja dušika, su:
- N 2 O, dušikov oksid (1)
- NO, dušični oksid (+2)
- N- 2 O 3, dušikov trioksida (+ 3)
- NO 2, dušični dioksid (+4)
- N 2 O 5, dinitrogen pentoksid (+5)
Dušikov oksid (N 2 O)
Točkaste crte u strukturi pokazuju rezonancu dvostruke veze. Kao i sve atome, one su sp 2 hibridizacije, molekula je ravan, i molekularnih interakcija su dovoljno djelotvorna za dušik trioksid postojati kao plava krutina ispod -101ºC. Pri višim temperaturama topi se i disocira u NO i NO 2.
Zašto se disocira? Budući da su oksidacijski brojevi +2 i +4 stabilniji od +3, potonji su prisutni u oksidu za svaki od dva dušikova atoma. Ovo se, opet, može objasniti stabilnošću molekulskih orbitala koja je rezultat nesrazmjernosti.
Na slici, lijeva strana N 2 O 3 odgovara u NO, dok je na desnoj strani u NO 2. Logično, nastaje koalescencijom prethodnih oksida pri vrlo hladnim temperaturama (-20 ° C). N- 2 O 3 je anhidrid dušične kiseline (HNO 2).
Dušikov dioksid i tetroksid (NO
NO 2 je reaktivni, paramagnetni, smeđi ili smeđi plin. Budući da ima nespareni elektron, on se dimerizira (veže) s drugom molekulom plina NO 2, stvarajući dušikov tetroksid, bezbojni plin, uspostavljajući ravnotežu između obje kemijske vrste:
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
To je otrovna i svestran oksidacijskog sredstva, u stanju u svojim nesrazmjerna redoks reakcija u iona (oxoanions) NO 2 - i NO 3 - (generiranje kisele kiše), ili NO.
Isto tako, NO 2 je uključena u kompleksnim reakcijama atmosferskim uzrokuje varijacije ozona (O 3) koncentracije u zemaljskim razinama u stratosferi.
Dinitrogen pentoksid (N
Kad hidrira, stvara HNO 3, a pri višim koncentracijama kiseline kisik se uglavnom protonira s pozitivnim djelomičnim nabojem -O + -H, ubrzavajući redoks reakcije
Reference
- askIITians. ((2006-2018)). askIITians. Preuzeto 29. ožujka 2018. s askIITians: askiitians.com
- Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Encyclopaedia Britannica. Preuzeto 29. ožujka 2018. iz Encyclopaedia Britannica: britannica.com
- Grad Tox. (2017). Grad Tox. Preuzeto 29. ožujka 2018. iz Tox Town-a: toxtown.nlm.nih.gov
- Profesorica Patricia Shapley. (2010). Dušikovi oksidi u atmosferi. University of Illinois Preuzeto 29. ožujka 2018. godine s: butane.chem.uiuc.edu
- Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. U Elementi grupe 15. (četvrto izd., Str. 361-366). Mc Graw Hill