- Slāpekļa un skābekļa oksidācijas skaitļi to oksīdos
- Dažādi formulējumi un nomenklatūras
- Slāpekļa oksīds (N 2 O)
- Slāpekļa dioksīds un tetroksīds (NO
- Slāpekļa pentoksīds (N
- Atsauces
The slāpekļa oksīdi ir būtībā gāzveida neorganiskie savienojumi, kas satur no slāpekļa un skābekļa. Tās grupas ķīmiskā formula ir NO x , kas norāda, ka oksīdiem ir dažādas skābekļa un slāpekļa attiecības.
Periodiskā tabulā - slāpekļa galviņas 15. grupa, bet 16. grupa - ar skābekļa galviņām; abi elementi ir 2. perioda locekļi. Šī tuvība ir iemesls tam, ka oksīdos N-O saites ir kovalentas. Tādējādi saites slāpekļa oksīdos ir kovalentas.
Visas šīs saites var izskaidrot, izmantojot molekulārās orbītas teoriju, kas atklāj dažu šo savienojumu paramagnētismu (nepāra elektronu pēdējā molekulārajā orbitālē). No tiem visbiežāk sastopamie savienojumi ir slāpekļa oksīds un slāpekļa dioksīds.
Augšējā attēlā esošā molekula atbilst leņķiskajai struktūrai slāpekļa dioksīda (NO 2 ) gāzes fāzē . Turpretim slāpekļa oksīdam (NO) ir lineāra struktūra (ņemot vērā sp hibridizāciju abiem atomiem).
Slāpekļa oksīdi ir gāzes, ko rada daudzas cilvēku darbības, sākot ar transportlīdzekļa vadīšanu vai cigarešu smēķēšanu, līdz rūpnieciskiem procesiem, piemēram, piesārņojošiem atkritumiem. Tomēr dabiski NO rada fermentatīvas reakcijas un zibens iedarbība elektriskās vētrās: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
Augstā staru temperatūra sagrauj enerģijas barjeru, kas neļauj šai reakcijai notikt normālos apstākļos. Kāda enerģijas barjera? Kas veidojas ar trīskāršu saiti N≡N, padarot N 2 molekula inerta gāze atmosfērā.
Slāpekļa un skābekļa oksidācijas skaitļi to oksīdos
Skābekļa elektronu konfigurācija ir 2s 2 2p 4, un , lai pabeigtu tās valences apvalka oktetu, nepieciešami tikai divi elektroni; tas ir, tas var iegūt divus elektronus un oksidācijas skaitlis ir vienāds ar -2.
No otras puses, slāpekļa elektronu konfigurācija ir 2s 2 2p 3 , kas spēj iegūt ne vairāk kā trīs elektronus, lai aizpildītu tā valences oktetu; piemēram, amonjaka (NH 3 ) gadījumā tā oksidācijas skaitlis ir vienāds ar -3. Bet skābeklis ir daudz elektronegatīvāks nekā ūdeņradis un "piespiež" slāpekli dalīties ar saviem elektroniem.
Cik elektronus slāpeklis var dalīties ar skābekli? Ja jūs dalīsit elektronus savā valences apvalkā pa vienam, jūs sasniegsit piecu elektronu robežu, kas atbilst oksidācijas skaitam +5.
Līdz ar to atkarībā no tā, cik daudz saišu tas veido ar skābekli, slāpekļa oksidācijas skaitļi svārstās no +1 līdz +5.
Dažādi formulējumi un nomenklatūras
Slāpekļa oksīdi slāpekļa oksidācijas skaita pieaugošā secībā ir:
- N 2 O, slāpekļa oksīds (+1)
- NO, slāpekļa oksīds (+2)
- N 2 O 3 , slāpekļa trioksīds (+3)
- NO 2 , slāpekļa dioksīds (+4)
- N 2 O 5 , slāpekļa pentoksīds (+5)
Slāpekļa oksīds (N 2 O)
Punktveida līnijas struktūrā norāda divkāršās saites rezonansi. Tāpat kā visas atomiem, tie ir sp 2 hibridizāciju , molekula ir plakana un molekulārie mijiedarbība ir pietiekami efektīvs, lai slāpekļa trioksīds eksistēt kā zila solid zemāk -101ºC. Augstākā temperatūrā tas kūst un disociējas NO un NO 2 .
Kāpēc tas tiek nodalīts? Tā kā oksidācijas skaitļi +2 un +4 ir stabilāki nekā +3, pēdējie atrodas oksīdā katram no diviem slāpekļa atomiem. Tas atkal ir izskaidrojams ar molekulāro orbitāļu stabilitāti, kas rodas disproporcijas dēļ.
Attēlā N 2 O 3 kreisā puse atbilst NO, bet labā puse - NO 2 . Loģiski, ka to ražo iepriekšējo oksīdu saplūšana ļoti aukstā temperatūrā (-20 ° C). N 2 O 3 ir slāpekļskābes anhidrīds (HNO 2 ).
Slāpekļa dioksīds un tetroksīds (NO
NO 2 ir reaktīva, paramagnētiska, brūna vai brūna gāze. Tā kā tam ir nepāra elektrons, tas dimmerizējas (saistās) ar citu gāzveida NO 2 molekulu , veidojot slāpekļa tetroksīdu, bezkrāsainu gāzi, izveidojot līdzsvaru starp abām ķīmiskajām sugām:
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
Tas ir indīgs un daudzpusīgs oksidētājs, kas ir nesamērīgs savās redoksreakcijās jonos (oksoanjonos) NO 2 - un NO 3 - (veidojot skābu lietu) vai NO.
Tāpat NO 2 ir iesaistīts sarežģītās atmosfēras reakcijās, izraisot ozona (O 3 ) koncentrācijas svārstības zemes līmenī un stratosfērā.
Slāpekļa pentoksīds (N
Hidratējot, tas rada HNO 3 , un augstākās skābes koncentrācijās skābeklis galvenokārt tiek protonēts ar pozitīvu daļēju lādiņu -O + -H, paātrinot redoksreakcijas
Atsauces
- pajautāIITians. ((2006-2018)). pajautāIITians. Iegūts 2018. gada 29. martā no askIITians: askiitians.com
- Enciklopēdija Britannica, Inc. (2018). Enciklopēdija Britannica. Saņemts 2018. gada 29. martā no enciklopēdijas Britannica: britannica.com
- Tox Town. (2017). Tox Town. Saņemts 2018. gada 29. martā no Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
- Profesore Patrīcija Šapleja. (2010). Slāpekļa oksīdi atmosfērā. Ilinoisas Universitāte. Iegūts 2018. gada 29. martā no: butane.chem.uiuc.edu
- Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. 15. grupas elementos (ceturtais izdevums, 361.-366. Lpp.). Mc Graw Hill