Nitrogen Oxide (NOx) Các công thức và danh pháp khác nhau



các oxit nitơ về cơ bản chúng là các hợp chất vô cơ dạng khí có chứa liên kết giữa các nguyên tử nitơ và oxy. Công thức hóa học nhóm của nó là KHÔNGx, chỉ ra rằng các oxit có tỷ lệ oxy và nitơ khác nhau.

Nitơ dẫn đầu nhóm 15 của bảng tuần hoàn, trong khi nhóm oxy 16; cả hai nguyên tố đều là thành viên của giai đoạn 2. Sự gần gũi này là lý do tại sao các liên kết N-O là cộng hóa trị trong các oxit. Theo cách này, các liên kết trong các oxit nitơ là cộng hóa trị.

Tất cả các liên kết này có thể được giải thích bằng lý thuyết về quỹ đạo phân tử, cho thấy chủ nghĩa paramagnetism (một electron không ghép cặp 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 dioxide.

Phân tử trong hình trên tương ứng với cấu trúc góc trong pha khí của nitơ dioxide (NO2). Ngược lại, oxit nitric (NO) có cấu trúc tuyến tính (xem xét lai hóa sp cho cả hai nguyên tử).

Oxit nitơ là khí được tạo ra bởi nhiều hoạt động của con người, từ lái xe hay hút thuốc lá, đến các quy trình công nghiệp như chất thải gây ô nhiễm. Tuy nhiên, NO được tạo ra một cách tự nhiên bởi các phản ứng enzyme và sét trong giông bão: N2(g) + O2(g) => 2NO (g)

Nhiệt độ cao của các tia phá vỡ hàng rào năng lượng ngăn cản phản ứng này xảy ra trong điều kiện bình thường. Rào cản năng lượng gì? Điều đó được hình thành bởi liên kết ba N≡N, tạo ra phân tử N2 một khí trơ từ khí quyển.

 

Chỉ số

  • 1 Số oxi hóa cho nitơ và oxy trong các oxit của chúng 
  • 2 công thức và danh pháp khác nhau
    • 2.1 Oxit nitơ (N 2 O)
    • 2.2 Oxit nitơ (NO)
    • 2.3 Nitrogen trioxide (N 2 O 3)
    • 2.4 Dioxide và nitơ tetroxide (NO2, N 2 O 4)
    • 2.5 Dinitrogen pentoxide (N 2 O5)
  • 3 tài liệu tham khảo

Số oxy hóa cho nitơ và oxy trong các oxit của chúng

Cấu hình điện tử cho oxy là [He] 2s22p4, chỉ cần hai electron để hoàn thành octet của vỏ hóa trị của nó; nghĩa là, nó có thể thu được hai electron và có số oxi hóa bằng -2.

Mặt khác, cấu hình điện tử cho nitơ là [He] 2s22p3, có thể đạt được tới ba electron để điền vào octet hóa trị của nó; ví dụ, trong trường hợp amoniac (NH3) có số oxi hóa bằng -3. Nhưng oxy có độ âm điện cao hơn nhiều so với hydro và "lực" nitơ để chia sẻ các electron của nó.

Có bao nhiêu electron có thể chia sẻ nitơ với oxy? Nếu bạn chia sẻ các electron của vỏ hóa trị của mình từng cái một, bạn sẽ đạt đến giới hạn năm electron, tương ứng với số oxy hóa +5.

Do đó, tùy thuộc vào số lượng liên kết mà nó tạo thành với oxy, số oxy hóa của nitơ thay đổi từ +1 đến +5.

Công thức và danh pháp khác nhau

Các oxit nitơ, theo thứ tự tăng dần số oxi hóa nitơ, là:

- N2Hoặc, oxit nitơ (+1)

- NO, oxit nitric (+2)

- N2Ôi3, dinitrogen trioxide (+3)

- KHÔNG2, nitơ dioxide (+4)

- N2Ôi5, dinitrogen pentoxide (+5)

 Oxit nitơ (N2Ô)

Nitơ oxit (hay thường được gọi là khí cười) là một loại khí không màu, có mùi hơi ngọt và ít phản ứng. Nó có thể được hình dung như là một phân tử N2 (hình cầu màu xanh) đã thêm một nguyên tử oxy ở một đầu. Nó được điều chế bằng cách phân hủy nhiệt của muối nitrat và được sử dụng làm thuốc gây mê và giảm đau.

Nitơ có số oxi hóa +1 trong oxit này, điều đó có nghĩa là nó không bị oxy hóa nhiều và nhu cầu về điện tử của nó không hấp dẫn; tuy nhiên, bạn chỉ cần đạt được hai electron (một cho mỗi nitơ) để trở thành nitơ phân tử ổn định.

Trong các giải pháp cơ bản và axit, các phản ứng là:

N2O (g) + 2H+(ac) + 2e- => N2(g) + H2Ô (l)

N2O (g) + H2O (l) + 2e- => N2(g) + 2OH-(ac)

Những phản ứng này, mặc dù nhiệt động được ưa chuộng bởi sự hình thành phân tử N ổn định2, xảy ra chậm và các thuốc thử tặng cặp electron phải là chất khử rất mạnh.

Oxit nitric (NO)

Ôxít này bao gồm một loại khí không màu, phản ứng và thuận từ. Giống như oxit nitơ, nó có cấu trúc phân tử tuyến tính, nhưng với sự khác biệt lớn là liên kết N = O cũng có đặc tính liên kết ba..

NO bị oxy hóa nhanh chóng trong không khí tạo ra NO2, và do đó tạo ra các quỹ đạo phân tử ổn định hơn với nguyên tử nitơ bị oxy hóa nhiều hơn (+4).

2NO (g) + O2(g) => 2NO2(g)

Các nghiên cứu sinh hóa và sinh lý đứng sau vai trò lành tính của oxit này trong các sinh vật sống.

Nó không thể hình thành liên kết N-N với một phân tử NO khác do sự định vị của electron chưa ghép cặp trong quỹ đạo phân tử, hướng nhiều hơn vào nguyên tử oxy (do độ âm điện cao của nó). Điều ngược lại xảy ra với NO2, có thể tạo thành dimers khí.

Nitrogen trioxide (N2Ôi3)

Các đường chấm chấm của cấu trúc biểu thị cộng hưởng liên kết đôi. Giống như tất cả các nguyên tử, chúng có lai hóa sp2, phân tử phẳng và các tương tác phân tử đủ hiệu quả để nitơ trioxide tồn tại dưới dạng chất rắn màu xanh dưới -101ºC. Ở nhiệt độ cao hơn, nó tan chảy và phân ly thành NO và NO2.

Tại sao nó bị phân tách? Do các số oxi hóa +2 và +4 ổn định hơn +3, nên số thứ hai có trong oxit cho mỗi hai nguyên tử nitơ. Điều này, một lần nữa, có thể được giải thích bởi sự ổn định của các quỹ đạo phân tử do sự không cân xứng.

Trong ảnh, phía bên trái của N2Ôi3 tương ứng với NO, trong khi phía bên phải là NO2. Theo logic, nó được tạo ra bởi sự kết hợp của các oxit trước đó ở nhiệt độ rất lạnh (-20ºC). N2Ôi3 là anhydrid axit nitric (HNO2).

Dioxide và nitơ tetroxide (NO2, N2Ôi4)

KHÔNG2 nó là một loại khí màu nâu hoặc nâu, phản ứng và thuận từ. Vì nó có một electron chưa ghép cặp, nó làm giảm (liên kết) với một phân tử khí NO khác2 tạo thành nitơ tetroxit, khí không màu, thiết lập sự cân bằng giữa cả hai loài hóa học:

2NO2(g) <=> N2Ôi4(g)

Nó là một tác nhân oxy hóa độc và linh hoạt, có khả năng không cân xứng trong các phản ứng oxy hóa khử của nó trong các ion (oxoanions).2- và KHÔNG3- (tạo ra mưa axit) hoặc ở NO.

Tương tự như vậy, KHÔNG2 có liên quan đến các phản ứng khí quyển phức tạp gây ra sự thay đổi nồng độ ozone (OR3) ở cấp độ mặt đất và trong tầng bình lưu.

Dinitrogen pentoxide (N2Ôi5)

Khi ngậm nước, nó tạo ra HNO3, và ở nồng độ cao hơn của axit, oxy chủ yếu được proton hóa với điện tích dương một phần -O+-H, tăng tốc phản ứng oxi hóa khử

Tài liệu tham khảo

  1. người hỏi ((2006-2018)). người hỏi. Truy cập vào ngày 29 tháng 3 năm 2018, từ AskIITians: askiitians.com
  2. Bách khoa toàn thư Britannica, Inc. (2018). Bách khoa toàn thư Britannica. Truy cập ngày 29 tháng 3 năm 2018, từ Encyclopaedia Britannica: britannica.com
  3. Thị trấn Tox. (2017). Thị trấn Tox. Truy cập ngày 29 tháng 3 năm 2018, từ Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
  4. Giáo sư Patricia Shapley. (2010). Oxit nitơ trong khí quyển. Đại học Illinois. Truy cập ngày 29 tháng 3 năm 2018, từ: butane.chem.uiuc.edu
  5. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa vô cơ Trong Các yếu tố của nhóm 15. (Ấn bản thứ tư., Trang 361-366). Đồi Mc Graw