- Số oxi hóa của nitơ và oxi trong oxit của chúng
- Các công thức và danh pháp khác nhau
- Ôxít nitơ (N 2 O)
- Nitrogen dioxide và tetroxide (NO
- Dinitrogen pentoxit (N
- Người giới thiệu
Các oxit nitơ về cơ bản là các hợp chất vô cơ ở thể khí có chứa nitơ và oxy. Công thức hóa học nhóm của nó là NO x , cho thấy rằng các oxit có tỷ lệ oxy và nitơ khác nhau.
Nitơ đứng đầu nhóm 15 trong bảng tuần hoàn, trong khi oxy đứng đầu nhóm 16; cả hai nguyên tố đều là thành viên của chu kỳ 2. Sự gần gũi này là nguyên nhân trong oxit các liên kết N - O là cộng hóa trị. Do đó, các liên kết trong oxit nitơ là cộng hóa trị.
Tất cả những liên kết này có thể được giải thích bằng cách sử dụng lý thuyết quỹ đạo phân tử, lý thuyết này tiết lộ tính thuận từ (một điện tử không ghép đôi trong quỹ đạo phân tử cuối cùng) của một số hợp chất này. Trong số này, các hợp chất phổ biến nhất là oxit nitric và nitơ đioxit.
Phân tử trong hình trên tương ứng với cấu trúc góc trong pha khí của nitơ đioxit (NO 2 ). Ngược lại, oxit nitric (NO) có cấu trúc mạch thẳng (xét đến sự lai hóa sp cho cả hai nguyên tử).
Ôxit nitơ là khí được tạo ra bởi nhiều hoạt động của con người, từ việc lái xe hoặc hút thuốc lá, đến các quá trình công nghiệp như chất thải gây ô nhiễm. Tuy nhiên, NO tự nhiên được tạo ra bởi các phản ứng enzym và tác động của sét trong các cơn bão điện: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
Nhiệt độ cao của các tia phá vỡ hàng rào năng lượng ngăn phản ứng này xảy ra trong điều kiện bình thường. Rào cản năng lượng nào? Điều đó hình thành bởi liên kết ba N≡N, làm cho phân tử N 2 trở thành một khí trơ trong khí quyển.
Số oxi hóa của nitơ và oxi trong oxit của chúng
Cấu hình electron của oxy là 2s 2 2p 4 , chỉ cần hai electron để hoàn thành octet của vỏ hóa trị của nó; nghĩa là nó có thể giành được hai electron và có số oxi hóa bằng -2.
Mặt khác, cấu hình electron của nitơ là 2s 2 2p 3 , có thể nhận được tối đa ba electron để lấp đầy octet hóa trị của nó; ví dụ, trong trường hợp amoniac (NH 3 ) nó có số oxi hóa bằng -3. Nhưng oxy có độ âm điện lớn hơn nhiều so với hydro và "buộc" nitơ phải chia sẻ các electron của nó.
Nitơ có thể chia sẻ bao nhiêu electron với oxi? Nếu bạn chia sẻ lần lượt các electron trong lớp vỏ hóa trị của mình, bạn sẽ đạt đến giới hạn năm electron, tương ứng với số oxi hóa là +5.
Do đó, tùy thuộc vào số lượng liên kết mà nó tạo với oxy, các số oxy hóa của nitơ thay đổi từ +1 đến +5.
Các công thức và danh pháp khác nhau
Các oxit nitơ, theo thứ tự số oxi hóa nitơ tăng dần là:
- N 2 O, oxit nitơ (+1)
- NO, oxit nitric (+2)
- N 2 O 3 , dinitơ trioxit (+3)
- NO 2 , nitơ đioxit (+4)
- N 2 O 5 , đinitơ pentoxit (+5)
Ôxít nitơ (N 2 O)
Các đường chấm trong cấu trúc biểu thị sự cộng hưởng liên kết đôi. Giống như tất cả các nguyên tử, chúng có sự lai hóa sp 2 , phân tử phẳng và tương tác phân tử đủ hiệu quả để nitơ trioxit tồn tại dưới dạng chất rắn màu xanh lam dưới -101ºC. Ở nhiệt độ cao hơn nó nóng chảy và phân ly thành NO và NO 2 .
Tại sao nó bị phân ly? Vì số oxi hóa +2 và +4 bền hơn +3 nên chất thứ hai xuất hiện trong oxit của mỗi nguyên tử trong số hai nguyên tử nitơ. Điều này, một lần nữa, có thể được giải thích bởi sự ổn định của các obitan phân tử do sự không cân xứng.
Trong hình, phía bên trái của N 2 O 3 tương ứng với NO, trong khi phía bên phải của NO 2 . Về mặt logic, nó được tạo ra bởi sự kết hợp của các oxit trước đó ở nhiệt độ rất lạnh (-20ºC). N 2 O 3 là anhiđrit axit nitrơ (HNO 2 ).
Nitrogen dioxide và tetroxide (NO
NO 2 là một chất khí có phản ứng thuận từ, màu nâu hoặc nâu. Vì nó có một điện tử chưa ghép đôi, nó đime hóa (liên kết) với một phân tử NO 2 ở thể khí khác để tạo thành nitơ tetroxit, một chất khí không màu, thiết lập trạng thái cân bằng giữa cả hai loại hóa học:
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
Nó là một chất oxy hóa độc và linh hoạt, có khả năng không cân đối trong các phản ứng oxy hóa khử của nó trong các ion (oxoanion) NO 2 - và NO 3 - (tạo ra mưa axit), hoặc trong NO.
Tương tự như vậy, NO 2 tham gia vào các phản ứng phức tạp trong khí quyển gây ra sự thay đổi nồng độ ôzôn (O 3 ) ở các tầng trên mặt đất và trong tầng bình lưu.
Dinitrogen pentoxit (N
Khi nó hydrat hóa, nó tạo ra HNO 3 , và ở nồng độ cao hơn của axit, oxy chủ yếu được proton hóa với điện tích dương -O + -H, thúc đẩy phản ứng oxy hóa khử
Người giới thiệu
- hỏiIITians. ((2006-2018)). hỏiIITians. Được truy cập vào ngày 29 tháng 3 năm 2018, từ askIITians: askiitians.com
- Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Bách khoa toàn thư Britannica. Truy cập ngày 29 tháng 3 năm 2018, từ Encyclopaedia Britannica: britannica.com
- Thị trấn Tox. (2017). Thị trấn Tox. Được truy cập ngày 29 tháng 3 năm 2018, từ Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
- Giáo sư Patricia Shapley. (2010). Ôxit nitơ trong khí quyển. Đại học Illinois. Được lấy vào ngày 29 tháng 3 năm 2018, từ: butane.chem.uiuc.edu
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. Trong Các phần tử của nhóm 15. (xuất bản lần thứ tư, trang 361-366). Mc Graw Hill