Typen oksidit (NOx) Erilaiset koostumukset ja nimikkeistö
typen oksidit ne ovat olennaisesti kaasumaisia epäorgaanisia yhdisteitä, jotka sisältävät sidoksia typpi- ja happiatomien välillä. Sen ryhmän kemiallinen kaava on NOx, osoittaa, että oksideilla on erilaiset suhteet happea ja typpeä.
Typpi johtaa jaksollisen taulukon ryhmää 15, kun taas happiryhmä 16; molemmat elementit ovat jakson 2 jäseniä. Tämä läheisyys on syy siihen, miksi N-O-sidokset ovat kovalenttisia oksideissa. Tällä tavalla sidokset typen oksideissa ovat kovalenttisia.
Kaikki nämä linkit voidaan selittää käyttämällä molekyyliorbitaaliteoriaa, joka paljastaa joidenkin näiden yhdisteiden paramagnetismin (elektroni, jota ei ole yhdistetty viimeiseen molekyyliorbitaaliin). Näistä yleisimpiä yhdisteitä ovat typpioksidi ja typpidioksidi.
Ylemmässä kuvassa oleva molekyyli vastaa typpidioksidin kaasufaasin kulmarakennetta (NO2). Sitä vastoin typpioksidilla (NO) on lineaarinen rakenne (ottaen huomioon kummankin atomin sp-hybridisaation).
Typen oksidit ovat monia ihmisen toiminnan tuottamia kaasuja, jotka johtuvat ajoneuvon kuljettamisesta tai savukkeiden savuttamisesta teollisiin prosesseihin saastuttavaksi jätteeksi. NO: ta tuotetaan luonnollisesti entsymaattisilla reaktioilla ja ukkosmyrskyillä: N2(g) + O2(g) => 2NO (g)
Säteilyn korkeat lämpötilat rikkovat energisen esteen, joka estää tämän reaktion tapahtuvan normaaleissa olosuhteissa. Mikä energiaeste? Tämä muodostuu NIN-kolmoissidoksesta, mikä tekee N-molekyylistä2 inertti kaasu ilmakehästä.
indeksi
- 1 Typen ja hapen hapettumisnumero oksideissa
- 2 Eri muotoilut ja nimitykset
- 2.1 Typpioksidi (N2O)
- 2.2 Typpioksidi (NO)
- 2.3 Typpitrioksidi (N2O3)
- 2.4 Dioksidi ja typen tetoksidi (NO2, N2O4)
- 2.5 Typpipentoksidi (N2O5)
- 3 Viitteet
Typen ja hapen hapettumisnumero niiden oksideissa
Hapen elektroninen kokoonpano on [He] 2s22p4, tarvitsevat vain kaksi elektronia valenssikuoren oktetin suorittamiseksi; eli se voi saada kaksi elektronia ja niiden hapettumisnumero on -2.
Toisaalta typen elektroninen konfiguraatio on [He] 2s22p3, kykenee saamaan jopa kolme elektronia valenssi-oktetin täyttämiseksi; esimerkiksi ammoniakin tapauksessa (NH3) hapetusnumero on -3. Mutta happi on paljon elektronegatiivisempi kuin vety ja "pakottaa" typpeä jakamaan elektronit.
Kuinka monta elektronia voi typen jakaa hapen kanssa? Jos jaat valenssikuoren elektronit yksitellen, saavutat viiden elektronin rajan, joka vastaa +5: n hapettumislukua.
Niinpä, riippuen siitä, kuinka monta sidosta se muodostaa hapen kanssa, typen oksidointiluvut vaihtelevat välillä +1 - +5.
Eri muotoilut ja nimitykset
Typen oksidit kasvavat typen oksidointilukujen järjestyksessä ovat:
- N2Tai typpioksidi (+1)
- EI, typpioksidi (+2)
- N2O3, typpitrioksidi (+3)
- NO2, typpidioksidi (+4)
- N2O5, dentogeenipentoksidi (+5)
Typpioksidi (N2O)
Typpioksidi (tai yleisesti tunnettu naurakaasuna) on väritön kaasu, jossa on hieman makeaa hajua ja vähän reaktiivista. Se voidaan visualisoida N-molekyylinä2 (siniset pallot), jotka ovat lisänneet happiatomia toisessa päässä. Se valmistetaan nitraattisuolojen termisellä hajoamisella ja sitä käytetään anestesia- ja kipulääkkeinä.
Typen oksidointinumero on tässä oksidissa +1, mikä tarkoittaa, että se ei ole kovin hapetettu ja sen elektronien kysyntä ei ole pakottava; Sinun täytyy kuitenkin saada vain kaksi elektronia (yksi jokaiselle typen kohdalle), jotta siitä tulee vakaa molekyyli typpi.
Perus- ja happoliuoksissa reaktiot ovat:
N2O (g) + 2H+(ac) + 2e- => N2(g) + H2O (l)
N2O (g) + H2O (l) + 2e- => N2(g) + 2OH-(Aq)
Nämä reaktiot, vaikkakin termodynaamisesti, suosivat stabiilin molekyylin N muodostumista2, esiintyy hitaasti ja elektronien paria luovuttavien reagenssien on oltava erittäin vahvoja pelkistäviä aineita.
Typpioksidi (NO)
Tämä oksidi koostuu värittömästä, reaktiivisesta ja paramagneettisesta kaasusta. Samalla kuin typpioksidilla, sillä on lineaarinen molekyylirakenne, mutta sillä on suuri ero, että N = O-sidoksella on myös kolmoissidos..
NO hapettuu nopeasti ilmassa, jolloin saadaan NO2, ja siten synnyttää enemmän stabiileja molekyylirakeita, joissa on enemmän hapetettua typpiatomia (+4).
2NO (g) + O2(g) => 2NO2(G)
Biokemialliset ja fysiologiset tutkimukset ovat tämän oksidin hyvänlaatuisen roolin takana elävissä organismeissa.
Se ei voi muodostaa N-N-sidoksia toisen NO: n molekyylin kanssa, koska ei-pariton elektroni delokalisoituu molekyyliorbitaaliin, joka on suunnattu enemmän happiatomiin (johtuen sen korkeasta elektronegatiivisuudesta). Päinvastoin tapahtuu NO: n kanssa2, jotka voivat muodostaa kaasumaisia dimeerejä.
Typpitrioksidi (N2O3)
Rakenteen katkoviivat osoittavat kaksoissidoksen resonanssin. Kuten kaikilla atomeilla, niillä on sp-hybridisaatio2, molekyyli on tasainen ja molekyyli- vuorovaikutukset ovat riittävän tehokkaita typpitrioksidin esiintymiseksi sinisenä kiinteänä aineena alle -101 ° C: ssa. Korkeammissa lämpötiloissa se sulaa ja dissosioituu NO: ksi ja NO: ksi2.
Miksi se erottuu? Koska hapetusnumerot +2 ja +4 ovat stabiilimpia kuin +3, jälkimmäinen esiintyy oksidissa kullekin kahdesta typpiatomista. Tämä voidaan jälleen selittää epäsuhtaisuudesta johtuvien molekyyliorbitaalien stabiilisuudella.
Kuvassa N: n vasen puoli2O3 vastaa NO: ta, kun taas oikealla puolella NO2. Loogisesti se syntyy edellisten oksidien yhteenkuuluvuudesta hyvin kylmissä lämpötiloissa (-20 ºC). N2O3 on typpihappoanhydridi (HNO2).
Dioksidi ja typen tetoksidi (NO. \ T2, N2O4)
NO2 se on ruskea tai ruskea kaasu, reaktiivinen ja paramagneettinen. Koska sillä on parittamaton elektroni, se dimeroituu (sitoutuu) toisen NO: n kaasumaisen molekyylin kanssa2 muodostaa typen tetroksidi, väritön kaasu, jolloin saadaan aikaan tasapaino molempien kemiallisten aineiden välillä:
2NO2(G) <=> N2O4(G)
Se on myrkyllinen ja monipuolinen hapettava aine, joka kykenee suhteuttamaan redoksireaktioita ioneissa (oksoioneissa).2- ja NO3- (tuottaa happosateita) tai NO: ssa.
Samoin NO2 osallistuu monimutkaisiin ilmakehän reaktioihin, jotka aiheuttavat vaihtelua otsonipitoisuuksissa (OR3) maanpäällisillä tasoilla ja stratosfäärissä.
Ditrogeenipentoksidi (N2O5)
Hydratoituna se tuottaa HNO: n3, ja hapon suuremmilla pitoisuuksilla happi protonoidaan pääasiassa osittain positiivisella varauksella -O+-H, nopeuttaa redoksireaktioita
viittaukset
- askIITians. ((2006-2018)). askIITians. Haettu 29. maaliskuuta 2018 osoitteesta askIITians: askiitians.com
- Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Encyclopaedia Britannica. Haettu 29. maaliskuuta 2018 alkaen Encyclopaedia Britannica: britannica.com
- Tox Town. (2017). Tox Town. Haettu 29. maaliskuuta 2018 Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
- Professori Patricia Shapley. (2010). Typen oksidit ilmakehässä. Illinoisin yliopisto. Haettu 29. maaliskuuta 2018 osoitteesta: butane.chem.uiuc.edu
- Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia sisään Ryhmän 15 elementit. (Neljäs painos., S. 361-366). Mc Graw Hill