- Oxidačné čísla pre dusík a kyslík v ich oxidoch
- Rôzne formulácie a názvoslovie
- Oxid dusný (N 2 O)
- Oxid dusičitý a tetroxid (NO
- Oxid dusný (N
- Referencie
Tieto oxidy dusíka sú v podstate plynné anorganické zlúčeniny, ktoré obsahujú z dusíka a kyslíka. Jeho chemický vzorec skupiny je NO x , čo naznačuje, že oxidy majú rôzne pomery kyslíka a dusíka.
Skupina dusíkových hláv 15 v periodickej tabuľke, zatiaľ čo skupiny kyslíkových hláv 16; oba prvky sú členmi obdobia 2. Táto blízkosť je príčinou toho, že v oxidoch sú väzby N - O kovalentné. Väzby v oxidoch dusíka sú teda kovalentné.
Všetky tieto väzby je možné vysvetliť pomocou teórie molekulárnych orbitálov, ktorá odhaľuje paramagnetizmus (nepárový elektrón v poslednom molekulárnom orbitále) niektorých z týchto zlúčenín. Z nich sú najbežnejšie zlúčeniny oxid dusnatý a oxid dusičitý.
Molekula v horných obrazových zodpovedá uhlovej štruktúry v plynnej fáze oxidu dusičitého (NO 2 ). Naopak, oxid dusnatý (NO) má lineárnu štruktúru (berúc do úvahy sp hybridizáciu pre oba atómy).
Oxidy dusíka sú plyny produkované mnohými ľudskými činnosťami, od vedenia vozidla alebo fajčenia cigariet, až po priemyselné procesy, ako napríklad znečisťujúci odpad. Avšak, prirodzene NO je produkovaný enzymatických reakcií a bleskové akciu v búrke: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
Vysoké teploty lúčov narušujú energetickú bariéru, ktorá bráni tejto reakcii za normálnych podmienok. Aká energetická bariéra? To tvorí trojitú väzbou N≡N, čo znamená zmenu N 2 molekulu inertného plynu v atmosfére.
Oxidačné čísla pre dusík a kyslík v ich oxidoch
Konfigurácia elektrónu pre kyslík je 2s 2 2p 4 , vyžadujúce iba dva elektróny na dokončenie oktet jeho valenčné plášťa; to znamená, že môže získať dva elektróny a mať oxidačné číslo rovné -2.
Na druhej strane, konfigurácia elektrónu pre dusík je 2s 2 2p 3 , budú môcť získať až tri elektrónov naplniť jeho valencie oktet; napríklad v prípade amoniaku (NH 3 ), že má oxidačné číslo rovná -3. Ale kyslík je omnoho elektronegatívnejší ako vodík a „núti“ dusík zdieľať svoje elektróny.
Koľko elektrónov môže dusík zdieľať s kyslíkom? Ak zdieľate elektróny jeden po druhom vo svojom valenčnom obale, dosiahnete limit piatich elektrónov, čo zodpovedá oxidačnému číslu +5.
V dôsledku toho, v závislosti od toho, koľko väzieb tvorí s kyslíkom, sa oxidačné čísla dusíka menia od +1 do +5.
Rôzne formulácie a názvoslovie
Oxidy dusíka, v rastúcom poradí podľa čísel oxidácie dusíka, sú:
- N 2 O, oxid dusný (+1)
- NO, oxid dusnatý (+2)
- N 2 O 3 , oxid dusitý (3)
- NO 2 , oxid dusičitý (+4)
- N 2 O 5 , oxid dusnatý (+5)
Oxid dusný (N 2 O)
Bodkované čiary v štruktúre označujú rezonanciu dvojitej väzby. Podobne ako všetky atómy, majú sp 2 hybridizácii , molekula je plochá, a molekulárnej interakcie sú dostatočne účinné pre dusík oxid existovať ako modrá pevná látka nižšie -101ºC. Pri vyšších teplotách sa roztaví a disociuje na NO a NO 2 .
Prečo je disociovaný? Pretože oxidačné čísla +2 a +4 sú stabilnejšie ako +3, sú tieto oxidy prítomné v oxidoch pre každý z dvoch atómov dusíka. Toto možno opäť vysvetliť stabilitou molekulárnych orbitálov vyplývajúcich z disproporcie.
Na obrázku, na ľavej strane N 2 O 3 zodpovedá nie, zatiaľ čo na pravej strane na NO 2 . Logicky sa vyrába koalescenciou predchádzajúcich oxidov pri veľmi nízkych teplotách (-20 ° C). N 2 O 3 je anhydrid kyseliny dusitej (HNO 2 ).
Oxid dusičitý a tetroxid (NO
NO 2 je reaktívny, paramagnetický, hnedý alebo hnedý plyn. Keďže má nepárový elektrón, dimerizuje (viaže sa) s ďalšou molekulou plynu NO 2 za vzniku tetroxidu dusíka, bezfarebného plynu, ktorý vytvára rovnováhu medzi oboma chemickými druhmi:
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
Je to jedovaté a všestranné oxidačné činidlo, ktoré je neprimerané vo svojich oxidačno-redukčných reakciách v iónoch (oxoanióny) NO 2 - a NO 3 - (vytvára kyslý dážď) alebo NO.
Podobne sa NO 2 podieľa na zložitých atmosférických reakciách spôsobujúcich zmeny v koncentráciách ozónu (O 3 ) na suchozemských úrovniach a vo stratosfére.
Oxid dusný (N
Keď hydratuje, vytvára HNO 3 a pri vyšších koncentráciách kyseliny je kyslík protonizovaný hlavne kladným čiastočným nábojom -O + -H, čím sa urýchľujú redoxné reakcie
Referencie
- askIITians. ((2006-2018)). askIITians. Zdroj: 29. marca 2018, z askIITians: askiitians.com
- Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Encyklopédia Britannica. Zdroj: 29. marca 2018, z Encyklopédie Britannica: britannica.com
- Tox Town. (2017). Tox Town. Získané 29. marca 2018 z Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
- Profesorka Patricia Shapleyová. (2010). Oxidy dusíka v atmosfére. University of Illinois. Získané 29. marca 2018, z: butane.chem.uiuc.edu
- Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. V Prvkoch skupiny 15. (štvrté vydanie, strany 361 - 366). Mc Graw Hill