Azoto oksidai (NOx) Įvairios formuluotės ir nomenklatūros

The azoto oksidai jie iš esmės yra dujiniai neorganiniai junginiai, turintys ryšius tarp azoto ir deguonies atomų. Jos cheminė formulė yra NE_x, rodo, kad oksidai turi skirtingą deguonies ir azoto santykį.

Azotas vadovauja periodinės lentelės 15 grupei, o deguonies grupė 16; abu elementai yra 2 periodo nariai. Šis artumas yra priežastis, kodėl N-O ryšys oksiduose yra kovalentinis. Tokiu būdu azoto oksidų ryšiai yra kovalentiniai.

Visos šios nuorodos gali būti paaiškintos naudojant molekulinės orbitos teoriją, kuri atskleidžia kai kurių iš šių junginių paramagnetizmą (elektroną, nesusijusį su paskutine molekuline orbita). Iš jų dažniausiai naudojami azoto oksidas ir azoto dioksidas.

Viršutiniame vaizde esanti molekulė atitinka azoto dioksido dujų fazės kampinę struktūrą (NO₂). Priešingai, azoto oksidas (NO) turi linijinę struktūrą (atsižvelgiant į abiejų atomų hibridizaciją).

Azoto oksidai yra dujos, kurias daugelis žmonių atlieka nuo transporto priemonės vairavimo ar rūkymo, iki pramoninių procesų kaip teršiančių atliekų. Tačiau NO natūraliai susidaro fermentinių reakcijų ir žaibo metu: N₂(g) + O₂(g) => 2NO (g)

Aukštos temperatūros spinduliai sulaužo energetinę barjerą, neleidžiančią normaliomis sąlygomis susidaryti reakcijai. Kokia energijos kliūtis? Tai sudarė trigubas ryšys N≡N, sudarantis N-molekulę₂ inertinių dujų iš atmosferos.

Indeksas

• 1 Azoto ir deguonies oksidacijos numeriai jų oksiduose 
• 2 Įvairios formuluotės ir nomenklatūros
  • 2.1 Didelio azoto oksidas (N2O)
  • 2.2 Azoto oksidas (NO)
  • 2.3 Azoto trioksidas (N2O3)
  • 2.4 Dioksidas ir azoto tetoksidas (NO2, N2O4)
  • 2.5 Ditrogeno pentoksidas (N2O5)
• 3 Nuorodos

Azoto ir deguonies oksidacijos numeriai jų oksiduose

Elektroninė deguonies konfigūracija yra [2]²2p⁴, reikia tik dviejų elektronų, kad užbaigtų savo valentinio apvalkalo oktetą; tai yra, jis gali įgyti du elektronus ir turėti oksidacijos numerį, lygų -2.

Kita vertus, azoto elektroninė konfigūracija yra [2]²2p³, sugebėti įgyti iki trijų elektronų, kad užpildytų savo valentų oktetą; pavyzdžiui, amoniako (NH) atveju₃) oksidacijos numeris yra lygus -3. Tačiau deguonis yra daug daugiau elektronegatyvesnis nei vandenilis ir „verčia“ azotą dalintis savo elektronais.

Kiek elektronų gali azoto dalintis su deguonimi? Jei dalinatės savo valentinio apvalkalo elektronais po vieną, pasieksite penkių elektronų ribą, atitinkančią +5 oksidacijos skaičių.

Todėl, priklausomai nuo to, kiek jungčių jis susidaro su deguonimi, azoto oksidacijos skaičius svyruoja nuo +1 iki +5.

Įvairios formuluotės ir nomenklatūros

Azoto oksidai, didėjantys azoto oksidacijos numeriai, yra:

- N₂Arba, azoto oksidas (+1)

- NE, azoto oksidas (+2)

- N₂O₃, dinitrogeno trioksidas (+3)

- NE₂, azoto dioksidas (+4)

- N₂O₅, dentogeno pentoksidas (+5)

 Azoto oksidas (N. \ T₂O)

Azoto oksidas (arba populiariai vadinamas juokinga dujomis) yra bespalvė dujos, turinčios šiek tiek saldaus kvapo ir mažai reaktyvios. Jis gali būti vizualizuojamas kaip N molekulė₂ (mėlynos sferos), kurios viename gale pridėjo deguonies atomą. Jis gaminamas termiškai skaidant nitratų druskas ir naudojamas kaip anestetikas ir analgetikas.

Šiame okside azoto oksidacijos skaičius yra +1, o tai reiškia, kad jis nėra labai oksiduotas, o jo poreikis elektronams nėra įtikinamas; tačiau jums reikia įgyti du elektronus (po vieną kiekvienam azotui), kad taptumėte stabiliu molekuliniu azotu.

Baziniuose ir rūgštiniuose tirpaluose reakcijos yra:

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

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

Šios reakcijos, nors ir termodinamiškai, yra palankios stabilios molekulės N formavimuisi₂, lėtai pasireiškia ir reagentai, kurie dovanoja elektronų porą, turi būti labai stiprūs redukciniai agentai.

Azoto oksidas (NO)

Šį oksidą sudaro bespalvė, reaktyvi ir paramagnetinė dujos. Kaip ir azoto oksidas, jis turi linijinę molekulinę struktūrą, tačiau labai skiriasi tuo, kad N = O jungtis taip pat turi trigubą jungtį..

NO greitai ore oksiduojasi, kad gautų NO₂, ir tokiu būdu generuoja stabilesnes molekulines orbitales su labiau oksiduotu azoto atomu (+4).

2NO (g) + O₂(g) => 2NO₂(g)

Biocheminiai ir fiziologiniai tyrimai yra gyvybiškai svarbūs šio oksido vaidmuo gyvuose organizmuose.

Jis negali sudaryti N-N ryšių su kita NO molekule dėl nesusijusio elektrono delokalizacijos molekulinėje orbitoje, kuri labiau nukreipta į deguonies atomą (dėl savo didelio elektronegatyvumo). Priešingai, yra NO₂, kurie gali sudaryti dujinius dimerus.

Azoto trioksidas (N. \ T₂O₃)

Konstrukcijos punktyrinės linijos rodo dvigubą ryšį. Kaip ir visi atomai, jie turi hibridizaciją², molekulė yra plokščia ir molekulinė sąveika yra pakankamai veiksminga, kad azoto trioksidas egzistuotų kaip mėlyna kieta medžiaga žemiau -101 ° C. Aukštesnėje temperatūroje jis ištirpsta ir susiskaldo į NO ir NO₂.

Kodėl jis suskirstytas? Kadangi oksidacijos numeriai +2 ir +4 yra stabilesni nei +3, pastarieji yra oksiduose kiekvienam iš dviejų azoto atomų. Tai vėl galima paaiškinti molekulinių orbitalų stabilumu, atsirandančiu dėl disproporcijos.

Vaizde kairė N pusė₂O₃ atitinka NO, o dešinėje pusėje - NO₂. Logiškai matyti, kad jį gamina ankstesnių oksidų susimaišymas labai žemoje temperatūroje (-20ºC). N₂O₃ yra azoto rūgšties anhidridas (HNO)₂).

Dioksidas ir azoto tetoksidas (NO. \ T₂, N₂O₄)

NE₂ tai yra ruda arba ruda dujos, reaktyviosios ir paramagnetinės. Kadangi jis turi nesusijusį elektroną, jis dimerizuoja (jungiasi) su kita NO dujine molekule₂ formuoti azoto tetoksidą, bespalvį dujų kiekį, nustatant abiejų cheminių medžiagų pusiausvyrą:

2NO₂(g) <=> N₂O₄(g)

Jis yra nuodingas ir universalus oksidatorius, galintis disproporcuoti jo redokso reakcijose jonuose (oksoanijose).₂^- ir NO₃^- (generuoja rūgštinį lietų), arba NO.

Taip pat NO₂ dalyvauja sudėtingose ​​atmosferos reakcijose, dėl kurių atsiranda ozono koncentracijų kitimas (AR₃) sausumoje ir stratosferoje.

Dentogeno pentoksidas (N₂O₅)

Hidratavus, jis generuoja HNO₃, ir esant didesnėms rūgšties koncentracijoms, deguonis daugiausia protonuojamas daliniu teigiamu įkrovimu -O⁺-H, spartinantis redoksinės reakcijos

Nuorodos

1. klausimai. ((2006-2018)). klausimai. Gauta 2018 m. Kovo 29 d. Iš askIITians: askiitians.com
2. Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Encyclopaedia Britannica. Gauta 2018 m. Kovo 29 d. Iš Encyclopaedia Britannica: britannica.com
3. Tox Miestas. (2017). Tox Miestas. Gauta 2018 m. Kovo 29 d. Iš Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
4. Profesorius Patricia Shapley. (2010). Azoto oksidai atmosferoje. Ilinojaus universitetas. Gauta 2018 m. Kovo 29 d., Iš: butane.chem.uiuc.edu
5. Shiver & Atkins. (2008). Neorganinė chemija Į 15 grupės elementai. (Ketvirtas leidimas., P. 361-366). Mc Graw kalnas