- Oxidační čísla pro dusík a kyslík v jejich oxidech
- Různé formulace a nomenklatury
- Oxid dusný (N 2 O)
- Oxid dusičitý a tetroxid (NO
- Oxid dusný (N
- Reference
Tyto oxidy dusíku jsou v podstatě plynné anorganické sloučeniny, které obsahují z dusíku a kyslíku. Jeho chemický vzorec skupiny je NO x, což naznačuje, že oxidy mají různé poměry kyslíku a dusíku.
Skupina 15 dusíkových hlav v periodické tabulce, zatímco skupina kyslíkových hlav 16; oba prvky jsou členy období 2. Tato blízkost je příčinou toho, že v oxidech jsou vazby N - O kovalentní. Vazby v oxidech dusíku jsou tedy kovalentní.
Všechny tyto vazby lze vysvětlit pomocí molekulární orbitální teorie, která odhaluje paramagnetismus (nepárový elektron v posledním molekulárním orbitálu) některých z těchto sloučenin. Nejběžnějšími sloučeninami jsou oxid dusnatý a oxid dusičitý.
Molekula na horním obrázku odpovídá úhlové struktuře v plynné fázi oxidu dusičitého (NO 2). Naproti tomu oxid dusnatý (NO) má lineární strukturu (zvažuje sp hybridizaci pro oba atomy).
Oxidy dusíku jsou plyny produkované mnoha lidskými činnostmi, od řízení vozidla nebo kouření cigaret, až po průmyslové procesy, jako je znečištění odpadu. Přirozeně však NO vzniká enzymatickými reakcemi a bleskem v elektrických bouřích: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
Vysoké teploty paprsků narušují energetickou bariéru, která zabraňuje této reakci za normálních podmínek. Jakou energetickou bariéru? To tvoří trojnou vazbou N≡N, což znamená změnu N 2 molekulu inertního plynu v atmosféře.
Oxidační čísla pro dusík a kyslík v jejich oxidech
Konfigurace elektronu pro kyslík je 2s 2 2p 4, vyžadující pouze dva elektrony k dokončení oktet jeho valenční pláště; to znamená, že může získat dva elektrony a mít oxidační číslo rovné -2.
Na druhé straně, konfigurace elektronu pro dusík je 2s 2 2p 3, budou moci získat až tři elektronů naplnit jeho valence oktet; například v případě amoniaku (NH 3), že má oxidační číslo rovná -3. Ale kyslík je mnohem elektronegativnější než vodík a „nutí“ dusík sdílet své elektrony.
Kolik elektronů může dusík sdílet s kyslíkem? Pokud sdílíte elektrony ve své valenční skořápce jeden po druhém, dosáhnete limitu pěti elektronů, což odpovídá oxidačnímu číslu +5.
V důsledku toho, v závislosti na tom, kolik vazeb se tvoří s kyslíkem, se oxidační čísla dusíku mění od +1 do +5.
Různé formulace a nomenklatury
Oxidy dusíku, ve vzestupném pořadí oxidačních čísel dusíku, jsou:
- N 2 O, oxid dusný (+1)
- NO, oxid dusnatý (+2)
- N 2 O 3, oxid dusný (+3)
- NO 2, oxid dusičitý (+4)
- N 2 O 5, oxid dusný (+5)
Oxid dusný (N 2 O)
Tečkované čáry ve struktuře označují rezonanci dvojné vazby. Podobně jako všechny atomy, mají sp 2 hybridizaci, molekula je plochá a molekulární interakce jsou dostatečně účinné pro dusík oxid existovat jako modrá pevná látka níže -101ºC. Při vyšších teplotách se taví a disociuje na NO a NO 2.
Proč je disociován? Protože oxidační čísla +2 a +4 jsou stabilnější než +3, jsou tyto oxidy přítomny v oxidu pro každý ze dvou atomů dusíku. To lze opět vysvětlit stabilitou molekulárních orbitálů vyplývajících z disproporce.
Na obrázku odpovídá levá strana N 2 O 3 NE, zatímco pravá strana NO 2. Logicky je produkován koalescencí předchozích oxidů při velmi nízkých teplotách (-20 ° C). N 2 O 3 je anhydrid kyseliny dusité (HNO 2).
Oxid dusičitý a tetroxid (NO
NO 2 je reaktivní, paramagnetický, hnědý nebo hnědý plyn. Protože má nepárový elektron, dimerizuje (váže se) s jinou molekulou plynu NO 2 za vzniku tetroxidu dusíku, bezbarvého plynu, který vytváří rovnováhu mezi oběma chemickými látkami:
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
Jde o jedovaté a univerzální oxidační činidlo, schopné nepřiměřeně snížit oxidačně-redukční reakce v iontech (oxoanionty) NO 2 - a NO 3 - (vytvářející kyselý déšť) nebo NO.
Podobně se NO 2 podílí na složitých atmosférických reakcích způsobujících změny koncentrací ozonu (O 3) na pozemních úrovních a ve stratosféře.
Oxid dusný (N
Když je hydratován, vytváří HNO 3 a při vyšších koncentracích kyslíku je kyslík hlavně protonován pozitivním částečným nábojem -O + -H, což urychluje redoxní reakce
Reference
- AskIITians. ((2006-2018)). AskIITians. Citováno z 29. března 2018 z askIITians: askiitians.com
- Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Encyklopedie Britannica. Citováno z 29. března 2018, z Encyclopaedia Britannica: britannica.com
- Tox Town. (2017). Tox Town. Citováno 29. března 2018 z Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
- Profesorka Patricia Shapleyová. (2010). Oxidy dusíku v atmosféře. University of Illinois. Citováno z 29. března 2018, z: butane.chem.uiuc.edu
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. V Prvky skupiny 15. (čtvrté vydání, str. 361-366). Mc Graw Hill