Kemija

Dušikovi oksidi (NOX)

Dušikovi oksidi (NOX)

Kaj so dušikovi oksidi?

The dušikovi oksidi V bistvu so plinaste anorganske spojine, ki vsebujejo vezi med atomi dušika in kisika. Njegova skupina Kemična formula je nex, kar kaže, da imajo oksidi različni delež kisika in dušika.

Dušika Heads Skupina 15 periodične tabele, medtem ko kisik skupina 16; Oba elementa sta člana obdobja 2. Ta bližina je vzrok, da so v oksidih N-O vezi kovalentnega tipa. Na ta način so vezi v dušikovih oksidih kovalentne.

Vse te vezi je mogoče razložiti s pomočjo molekularne orbitalne teorije, ki prikazuje paramagnetizem (elektron je izginil v zadnji molekularni orbitali) nekaterih od teh spojin. Od tega so najpogostejše spojine dušikov oksid in dušikov dioksid.

Molekula zgornje slike ustreza kotni strukturi v plinasti fazi dušikovega dioksida (št2). V nasprotju s tem ima dušikov oksid (NO) linearno strukturo (glede na hibridizacijo SP za oba atoma).

Dušikovi oksidi so plinski produkt številnih človeških dejavnosti, od vožnje vozila ali kajenja cigaret, do industrijskih procesov, kot so onesnaževanje odpadkov. Vendar se seveda ne proizvajajo encimske reakcije in delovanje žarkov v nevihtah: n2(g) + oz2(g) => 2no (g)

Visoke temperature žarkov zlomijo energijsko oviro, ki preprečuje, da bi se ta reakcija pojavila v normalnih pogojih. Katera energetska ovira? Ki tvori trojna n≡n povezava, s čimer je molekula n2 Inertni plin iz atmosfere.

Oksidacijske številke za dušik in kisik v njegovih oksidih

Elektronska konfiguracija za kisik je [on] 2s22 p4, potrebujejo samo dva elektrona za dokončanje okteta svoje valenčne plasti; To pomeni, da lahko zaslužite dva elektrona in imate oksidacijsko številko, ki je enaka -2.

Lahko vam služi: Rubidio: Zgodovina, lastnosti, struktura, pridobivanje, uporabe

Po drugi strani je elektronska konfiguracija za dušik [on] 2s22 p3, Sposobnost osvojiti do tri elektrone, da napolni svoj oktet Valencia; Na primer v primeru amoniaka (NH3) ima oksidacijsko številko, ki je enaka -3. Toda kisik je veliko bolj elektronegativen kot vodik in "sile" dušik, da deli svoje elektrone.

Koliko elektronov lahko dušik deli kisik? Če delite elektrone svoje valenčne plasti enega za drugim, bo dosegel mejo petih elektronov, kar ustreza oksidacijski številki +5.

Posledično se glede na to, koliko vezi se tvori s kisikom, številke oksidacije dušika razlikujejo od +1 do +5.

Različne formulacije in nomenklature

Dušikovi oksidi, v povečanju vrstnega reda številk oksidacije dušika, so:

- N2Ali, dušikov oksid (+1)

- Ne, dušikov oksid (+2)

- N2Tudi3, Dinitrogen trioksid (+3)

- Ne2, dušikov dioksid (+4)

- N2Tudi5, Dinitrogen pentoksid (+5)

 Dušikov oksid (n2Da)

Dušikov oksid (ali popularno znan kot smeh plin) je brezbarven plin, z rahlim sladkim in malo reaktivnim vonjem. Lahko ga vizualiziramo kot n n2 (Modre sfere), ki je na enega od njegovih koncev dodala atom kisika. Pripravimo ga s toplotno razgradnjo nitratnih soli in se uporablja kot anestetik in analgetik.

Nitrogen ima v tem oksidu oksidacijsko število +1, kar pomeni, da ni zelo oksidiran in njeno povpraševanje po elektroni ne pritiska; Vendar morate osvojiti samo dva elektrona (po enega za vsak dušik), da postanete stabilen molekularni dušik.

V osnovnih in kislinskih raztopinah so reakcije:

N2Ali (g) + 2h+(AC) + 2E- => N2(g) + h2Ali (l)

Vam lahko služi: Glucosado Serum: opis, uporabe in neželeni učinki

N2Ali (g) + h2Ali (l) + 2e- => N2(g) + 2OH-(AC)

Te reakcije, čeprav termodinamično naklonjene tvorbi stabilne molekule n2, Pojavijo se počasi in reagenti, ki darovajo par elektronov, morajo biti zelo močna sredstva za zmanjšanje.

Dušikov oksid (ne)

Ta oksid je sestavljen iz brezbarvnega, reaktivnega in paramagnetnega plina. Tako kot dušikov oksid predstavlja linearno molekularno strukturo, vendar z veliko razliko, da ima povezava n = ali ima tudi značaj trojne povezave.

Ne oksidira v zraku, da bi ustvaril ne2, in tako ustvarijo bolj stabilne molekularne orbitale z bolj oksidiranim atomom dušika (+4).

2No (g) + oz2(g) => 2no2(g)

Biokemijske in fiziološke študije stojijo za benigno vlogo, ki jo ima ta oksid v živih organizmih.

Ne more tvoriti N-N vezi z drugo molekulo, ki ni posledica selitve elektrona, je izginila v molekularni orbitali, ki je bolj usmerjena v atom kisika (z visoko elektronegativnostjo). Zgodi se nasprotno2, ki lahko tvorijo plinasti dímeros.

Dušikov trioksid (n2Tudi3)

Pikčaste črte strukture kažejo na resonanco dvojne vezi. Kot vsi atomi imajo tudi hibridizacijo SP2, Molekula je ravna, molekularne interakcije pa so dovolj učinkovite, da dušikov trioksid obstaja kot modra trdna pod -101ºC. Pri višjih temperaturah se topi in disociira v NO in ne2.

Zakaj disociira? Ker sta oksidacijski številki +2 in +4 stabilnejši od +3, predstavite slednje v oksidu za vsak od obeh atomov dušika. To je spet mogoče razložiti s stabilnostjo molekularnih orbitalov, ki so posledica nesorazmerja.

Na sliki leva stran n2Tudi3 ustreza ne, medtem ko desna stran št2. Logično ga proizvaja koalescenca prejšnjih oksidov pri zelo hladnih temperaturah (-20 ° C). N2Tudi3 Je anhidrid dušikove kisline (hno2).

Lahko vam služi: Metoxietano: struktura, lastnosti, pridobivanje, uporabe, tveganja

Dušikov dioksid in tetroksid (št2, N2Tudi4)

On ne2 Je rjav ali rjav, reagent in paramagnetni plin. Kot je izginil elektron, se meri (povezava) z drugo molekulo plina NO2 Za oblikovanje dušikovega tetroksida, brezbarvnega plina, vzpostavlja ravnovesje med obema kemičnimi vrstami:

22(g) n2Tudi4(g)

Je strupeno in vsestransko oksidacijsko sredstvo, ki lahko v svojih redoks reakcijah na ionih (oksoanions) nesorazmerno nesorazmerno2- in ne3- (ustvarjanje kislinskega dežja) ali v št.

Prav tako ne2 Vključen je v zapletene atmosferske reakcije, ki povzročajo razlike v koncentracijah ozona (ali3) na zemeljski ravni in stratosferi.

Dinitrogen pentoksid (n2Tudi5)

Dinitrogen pentoksid je kristalna trdna trdna, anhidrid dušikove kisline (hno3), In to je najbolj oksidiran način, zato bolj oksidanta dušika. V plinski fazi predstavlja molekularno strukturo, kot prikazuje sliko, v trdni fazi pa je oksid sestavljen iz ionov ne2+ in ne3-.

Ko je hidriran, generira hno3, in pri višjih koncentracijah kislinskega kisika se predvsem protonira s pozitivno delno obremenitvijo -OR+-H, pospeševanje redoks reakcij

Reference

  1. Askiitijci. ((2006–2018)). Askiitijci. Pridobljeno 29. marca 2018 od Askiitijcev: Askiitijci.com
  2. Encyclopeedia Britannica, Inc. (2018). Britannica Encyclopeedia. Pridobljeno 29. marca 2018 iz Britannice Encyclopeedia: Britannica.com
  3. Tox mesto. (2017). Tox mesto. Pridobljeno 29. marca 2018 iz mesta Tox: Toxtown.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov
  4. Profesor Patricia Shaley. (2010). Dušikovi oksidi v atmosferi. Univerza v Illinoisu. Pridobljeno 29. marca 2018, od: butane.Kem.Uiuc.Edu
  5. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. V Elementi skupine 15. (Četrta izdaja., str. 361-366). MC Graw Hill