- Oxidationsnummer för kväve och syre i deras oxider
- Olika formuleringar och nomenklaturer
- Dikväveoxid (N 2 O)
- Kvävedioxid och tetroxid (NO
- Dinitrogenpentoxid (N
- referenser
De kväveoxider är väsentligen gasformiga oorganiska föreningar innehållande från kväve och syre. Dess kemiska gruppformel är NO x , vilket indikerar att oxider har olika förhållanden mellan syre och kväve.
Kvävehuvuden grupp 15 på det periodiska bordet, medan syrehuvudgruppen 16; båda elementen är medlemmar i period 2. Denna närhet är orsaken till att i oxider är N-O-bindningarna kovalenta. Således är bindningarna i kväveoxider kovalenta.
Alla dessa bindningar kan förklaras med hjälp av molekylär orbitalteori, som avslöjar paramagnetismen (en oparad elektron i den sista molekylära orbitalen) för några av dessa föreningar. Av dessa är de vanligaste föreningarna kväveoxid och kvävedioxid.
Molekylen i den övre bilden motsvarar vinkelstrukturen i gasfasen av kvävedioxid (NO 2 ). Däremot har kväveoxid (NO) en linjär struktur (med tanke på sp-hybridisering för båda atomerna).
Kväveoxider är gaser som produceras av många mänskliga aktiviteter, från att köra ett fordon eller röka cigaretter, till industriella processer som förorenande avfall. Emellertid produceras naturligtvis NO genom enzymatiska reaktioner och blixtnedslag i elektriska stormar: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
Strålens höga temperaturer bryter energibarriären som förhindrar att denna reaktion uppstår under normala förhållanden. Vilken energibarriär? Den som bildas av trippelbindningen N≡N, vilket gör den N 2 -molekylen av en inert gas i atmosfären.
Oxidationsnummer för kväve och syre i deras oxider
Elektronkonfigurationen för syre är 2s 2 2p 4 , som endast behöver två elektroner för att slutföra oktetten på dess valensskal; det vill säga den kan få två elektroner och har ett oxidationsnummer lika med -2.
Å andra sidan är elektronkonfigurationen för kväve 2s 2 2p 3 , att kunna få upp till tre elektroner för att fylla dess valensoktett; till exempel, i fallet med ammoniak (NH 3 ) den har ett oxidationstal som är lika med -3. Men syre är mycket mer elektronegativt än väte och "tvingar" kväve att dela sina elektroner.
Hur många elektroner kan kväve dela med syre? Om du delar elektronerna i ditt valensskal en efter en kommer du att nå gränsen för fem elektroner, motsvarande ett oxidationsnummer på +5.
Beroende på hur många bindningar det bildar med syre varierar följaktligen oxidationsantalet av kväve från +1 till +5.
Olika formuleringar och nomenklaturer
Kväveoxider, i ökande ordning på kväveoxidationsantal, är:
- N 2 O, dikväveoxid (1)
- NEJ, kväveoxid (+2)
- N 2 O 3 , dikvävetrioxid (3)
- NO 2 , kvävedioxid (+4)
- N 2 O 5 , dikvävepentoxid (5)
Dikväveoxid (N 2 O)
Prickade linjer i strukturen indikerar dubbelbindningsresonans. Liksom alla atomer har de Sp 2- hybridisering , molekylen är platt och molekylinteraktionerna är tillräckligt effektiva för att kvävetrioxid kan existera som ett blått fast ämne under -101 ºC. Vid högre temperaturer smälter den och dissocieras till NO och NO 2 .
Varför är det dissocierat? Eftersom oxidationsnumren +2 och +4 är mer stabila än +3, finns det senare i oxiden för var och en av de två kväveatomerna. Detta kan återigen förklaras av stabiliteten hos de molekylära orbitalerna som är resultatet av disproportionen.
På bilden motsvarar den vänstra sidan av N 2 O 3 NO, medan den högra sidan till NO 2 . Logiskt framställs det genom att de tidigare oxiderna sammanfaller vid mycket kalla temperaturer (-20 ° C). N 2 O 3 är salpetersyrlighet anhydrid (HNO 2 ).
Kvävedioxid och tetroxid (NO
NO 2 är en reaktiv, paramagnetisk, brun eller brun gas. Eftersom den har en oparad elektron, dimeriseras (binds) den med en annan gasmolekyl av NO 2 för att bilda kväve tetroxid, en färglös gas, vilket skapar en jämvikt mellan båda kemiska arter:
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
Det är ett giftigt och mångsidigt oxidationsmedel som kan stå i proportion till sina redoxreaktioner i jonerna (oxoanioner) NO 2 - och NO 3 - (generera surt regn) eller i NO.
På samma sätt är NO 2 involverad i komplexa atmosfäriska reaktioner som orsakar variationer i ozon (O 3 ) -koncentrationer vid marknivåer och i stratosfären.
Dinitrogenpentoxid (N
När den hydratiserar genererar den HNO 3 , och vid högre koncentrationer av syran protoneras syret huvudsakligen med en positiv partiell laddning -O + -H, vilket accelererar redoxreaktionerna
referenser
- askIITians. ((2006-2018)). askIITians. Hämtad den 29 mars 2018 från askIITians: askiitians.com
- Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Encyclopaedia Britannica. Hämtad den 29 mars 2018 från Encyclopaedia Britannica: britannica.com
- Tox Town. (2017). Tox Town. Hämtad den 29 mars 2018 från Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
- Professor Patricia Shapley. (2010). Kväveoxider i atmosfären. University of Illinois. Hämtad 29 mars 2018, från: butane.chem.uiuc.edu
- Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. I elementen i grupp 15. (fjärde upplagan, sid. 361-366). Mc Graw Hill