Oxidy dusíka (NOx)

Čo sú oxidy dusíka?

Ten oxidy dusíka Sú to v podstate plynné anorganické zlúčeniny, ktoré obsahujú väzby medzi atómami dusíka a kyslíka. Jeho skupinová chemická receptúra ​​je NO_X, naznačujúc, že ​​oxidy majú rôzne proporcie kyslíka a dusíka.

Dusíka hlavy skupina 15 z periodickej tabuľky, zatiaľ čo kyslík skupina 16; Oba prvky sú členmi obdobia 2. Táto blízkosť je príčinou, že v oxidoch sú väzby N-O kovalentného typu. Týmto spôsobom sú väzby v oxidoch dusíka kovalentné.

Všetky tieto väzby možno vysvetliť pomocou molekulárnej orbitálnej teórie, ktorá ukazuje paramagnetizmus (elektrón zmizol v poslednom molekulárnom orbitáli) niektorých z týchto zlúčenín. Z nich sú najbežnejšími zlúčeninami oxid dusnatý a oxid dusične.

Molekula horného obrazu zodpovedá uhlovej štruktúre v plynnej fáze oxidu dusíka (NO₂). Naopak, oxid dusnatého (NO) má lineárnu štruktúru (vzhľadom na hybridizáciu SP pre oba atómy).

Oxidy dusíka sú plyny produktom mnohých ľudských činností, od riadenia vozidla alebo fajčenia cigariet až po priemyselné procesy, ako je znečisťujúci odpad. Prirodzene sa však nevytvára enzymatickými reakciami a pôsobením lúčov v búrkach: n₂g) + alebo₂(g) => 2No (g)

Vysoké teploty lúčov prelomia energetickú bariéru, ktorá bráni tomu, aby sa táto reakcia vyskytla za normálnych podmienok. Ktorá energetická bariéra? Ktorý tvoril trojitý N≡N Link, vďaka čomu je molekula n₂ Inertný plyn z atmosféry.

Oxidačné čísla dusíka a kyslíka v jeho oxidoch

Elektronická konfigurácia kyslíka je [on] 2s²2 P⁴, Potrebujete iba dva elektróny na dokončenie oktetu jej valenčnej vrstvy; To znamená, že môžete zarobiť dva elektróny a mať oxidačné číslo rovné -2.

Môže vám slúžiť: Rubidio: História, vlastnosti, štruktúra, získavanie, použitie, použitia

Na druhej strane, elektronická konfigurácia dusíka je [HE] 2S²2 P³, byť schopný vyhrať až tri elektróny, aby vyplnil oktet vo Valencii; Napríklad v prípade amoniaku (NH₃) má oxidačné číslo rovné -3. Ale kyslík je oveľa viac elektronegatívny ako vodík a „sily“ dusík na zdieľanie svojich elektrónov.

Koľko elektrónov môže dusík zdieľať kyslík? Ak zdieľate elektróny vašej valenčnej vrstvy jeden po druhom, dosiahne limit piatich elektrónov, čo zodpovedá oxidačnému číslu +5.

V dôsledku toho, v závislosti od toho, koľko väzieb tvorí s kyslíkom, sa čísla oxidácie dusíka pohybujú od +1 do +5.

Rôzne formulácie a nomenklatúry

Oxidy dusíka v rastúcom poradí počtu oxidačných dusíka sú:

- N₂Alebo oxid dusný (+1)

- Nie, oxid dusnatého (+2)

- N₂Ani₃, Trioxid dinitrogénu (+3)

- Nie₂, oxid dusičnan (+4)

- N₂Ani₅, Dinitrogén pentoxid (+5)

 Oxid dusný (n₂Buď)

Oxid dusný (alebo populárne známy ako smiechový plyn) je bezfarebný plyn, s miernou sladkou a malou reaktívnou vôňou. Dá sa vizualizovať ako n n₂ (modré gule), ktoré pridali atóm kyslíka na jednom z jeho koncov. Je pripravený tepelným rozkladom dusičnanov a používa sa ako anestetický a analgetický.

Dusík má v tomto oxidu oxidačný počet +1, čo znamená, že nie je príliš oxidovaný a jeho dopyt elektrónov nie je lisovaný; Aby ste sa stali stabilným molekulárnym dusíkom, musíte však vyhrať iba dva elektróny (jeden pre každý dusík).

V základných a kyslých roztokoch sú reakcie:

N₂Alebo (g) + 2h⁺(Ac) + 2e^- => N₂g) + h₂Alebo (l)

Môže vám slúžiť: Glucosado Serum: Popis, Použitie a vedľajšie účinky

N₂Alebo (g) + h₂Alebo (l) + 2e^- => N₂g) + 2OH^-(Ac)

Tieto reakcie, hoci termodynamicky sú uprednostňované tvorbou stabilnej molekuly n₂, Vyskytujú sa pomaly a činidlá, ktoré darujú pár elektrónov.

Oxid dusnatého (NO)

Tento oxid pozostáva z bezfarebného, ​​reaktívneho a paramagnetického plynu. Rovnako ako oxid dusný, predstavuje lineárnu molekulárnu štruktúru, ale s veľkým rozdielom, že spojenie n = alebo tiež má znak trojitého spojenia.

Vo vzduchu rýchlo oxiduje, aby produkoval nie₂, a tak generujte stabilnejšie molekulárne orbitály s viac oxidovaným atómom dusíka (+4).

2No (g) + alebo₂(g) => 2No₂g)

Biochemické a fyziologické štúdie stoja za benígnou úlohou, ktorú má tento oxid v živých organizmoch.

Nemôže tvoriť N-N väzby s inou molekulou nie v dôsledku premiestnenia elektrónu zmiznuté v molekulárnej orbitáli, ktorá je nasmerovaná viac na atóm kyslíka (jeho vysokou elektronegativitou). Opak sa stane s NO₂, ktoré môžu tvoriť plynné dímeros.

Oxid dusíka (n₂Ani₃)

Bodkované čiary štruktúry označujú dvojitú rezonanciu väzby. Rovnako ako všetky atómy, majú hybridizáciu SP², Molekula je plochá a molekulárne interakcie sú dostatočne účinné na to, aby existoval oxid dusičnanu ako modrá tuhá látka pod -101 ° C. Pri vyšších teplotách sa topí a disociuje sa v NO a nie₂.

Prečo sa disociuje? Pretože oxidačné čísla +2 a +4 sú stabilnejšie ako +3, uvádzajte posledne menovanú v oxidu pre každý z dvoch atómov dusíka. To sa opäť dá vysvetliť stabilitou molekulárnych orbitálov, ktoré sú výsledkom disproporcie.

Na obrázku ľavá strana n₂Ani₃ zodpovedá nie, zatiaľ čo pravá strana NO₂. Logicky sa vytvára koalescencia predchádzajúcich oxidov pri veľmi chladných teplotách (-20 ° C). N₂Ani₃ Je to anhydrid kyseliny dusnej (HNO₂).

Môže vám slúžiť: Metoxietano: Štruktúra, vlastnosti, získanie, použitie, riziká

Oxid dusične a tetroxid (nie₂, N₂Ani₄)

On nerobí₂ Je to hnedá alebo hnedá, reagentná a paramagnetická plyn. Ako zmiznutý elektrón má, meria sa (odkaz) s inou molekulou plynu NO₂ Na vytvorenie dusíka tetroxidu, bezfarebného plynu, vytvorenie rovnováhy medzi oboma chemickými druhmi:

2₂g) n₂Ani₄g)

Je to jedovaté a všestranné oxidačné činidlo, ktoré je schopné rozlíšiť svoje redoxné reakcie na ióny (oxoanióny)₂^- a nie₃^- (generujúci kyslý dážď) alebo v NO.

Podobne nie₂ Podieľa sa na komplexných atmosférických reakciách spôsobujúcich variácie v koncentráciách ozónu (alebo₃) na pozemských úrovniach a stratosfére.

Dinitrogén pentoxid (n₂Ani₅)

Dinitrogén pentoxid je kryštalická tuhá látka, anhydrid kyseliny dusičnej (HNO₃), A je to najviac oxidovaný spôsob, a preto viac oxidatu dusíka. V plynnej fáze predstavuje molekulárnu štruktúru, ako ukazuje obraz, ale v tuhej fáze je oxid tvorený iónmi nie₂⁺ a nie₃^-.

Keď je hydratovaný, generuje HNO₃, a pri vyšších koncentráciách kyslíka kyslíka sa predovšetkým protonuje s pozitívnou čiastočnou záťažou -alebo⁺-H, zrýchlenie redoxných reakcií

Odkazy

1. Askiitici. ((2006-2018)). Askiitici. Získané 29. marca 2018 od Askiiti: Askiitians.com
2. Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Encyclopaedia Britannica. Získané 29. marca 2018 z Britannica Encyclopaedia: Britannica.com
3. Tox Town. (2017). Tox Town. Získané 29. marca 2018 z Tox Town: Toxtown.NLM.NIH.Vláda
4. Profesorka Patricia Sheley. (2010). Oxidy dusíka v atmosfére. University of Illinois. Získané 29. marca 2018, od: bután.Chem.Priekopa.Edu
5. Triasť a Atkins. (2008). Anorganická chémia. V Prvky skupiny 15. (Štvrté vydanie., p. 361-366). MC Graw Hill