תחמוצות חנקן (NOx) פורמולציות שונות ומינוחים



ה תחמוצות חנקן הם למעשה תרכובות אנאורגניות גזיות המכילות קשרים בין אטומי חנקן ואטום. נוסחה כימית הקבוצה שלה הוא לאx, המציין כי תחמוצות יש פרופורציות שונות של חמצן וחנקן.

חנקן מוביל את הקבוצה 15 של הטבלה המחזורית, ואילו קבוצת החמצן 16; שני היסודות הם חברי תקופה 2. זו קרבה הסיבה מדוע N-O אג"ח הם קוולנטיים תחמוצות. בדרך זו, את הקשרים של תחמוצות חנקן הם קוולנטיים.

כל הקישורים האלה ניתן להסביר באמצעות התיאוריה של מסלול מולקולרי, אשר חושף את הפרמגנטיות (אלקטרון unaired ב מולקולרית האחרונה מסלולית) של כמה תרכובות אלה. מבין אלה, התרכובות הנפוצות ביותר הן תחמוצות חנקן וחנקן דו-חמצני.

המולקולה בתמונה העליונה תואמת את המבנה הזוויתי בשלב הגז של דו תחמוצת החנקן (NO2). לעומת זאת, תחמוצת החנקן (NO) יש מבנה ליניארי (בהתחשב הכלאה sp עבור שני האטומים).

תחמוצות חנקן הן גזים המיוצרים על ידי פעילויות אנושיות רבות, החל בנהיגה ברכב או עישון סיגריות, לתהליכים תעשייתיים כמזהמים פסולת. עם זאת, NO מופק באופן טבעי על ידי תגובות אנזימטיות וברקים בסופות רעמים: N2(ז) + O2(g) => 2NO (g)

הטמפרטורות הגבוהות של הקרניים שוברות את המכשול האנרגטי המונע תגובה זו מתופעות רגילות. איזה מחסום אנרגיה? זה נוצר על ידי האג"ח משולש N≡N, מה שהופך את המולקולה N2 גז אינרטי מהאוויר.

 

אינדקס

  • 1 מספרי חמצון עבור חנקן וחמצן בתחמוצות שלהם 
  • 2 ניסוחים שונים ומינוחים
    • 2.1 תחמוצת החנקן (N2O)
    • 2.2 תחמוצת החנקן (NO)
    • 2.3 חנקן תלת-חמצני (N2O3)
    • 2.4 דו תחמוצת וחנקן tetroxide (NO2, N2O4)
    • 2.5 Pentoxide דיניטרוגן (N2O5)
  • 3 הפניות

חמצון מספרים עבור חנקן וחמצן תחמוצות שלהם

תצורה אלקטרונית עבור חמצן הוא [הוא] 2s22p4, צורך רק שני אלקטרונים כדי להשלים את octet של פגז הערכיות שלה; כלומר, הוא יכול לקבל שני אלקטרונים יש מספר חמצון שווה -2.

מצד שני, את תצורה אלקטרונית עבור חנקן הוא [he] 2s22p3, להיות מסוגל להרוויח עד שלושה אלקטרונים כדי למלא את אוקטט הערכיות שלה; למשל, במקרה של אמוניה (NH3) יש מספר חמצון השווה ל -3. אבל החמצן הוא הרבה יותר electronegative מאשר מימן "כוחות" חנקן לחלוק האלקטרונים שלה.

כמה אלקטרונים יכולים לחלוק חנקן עם חמצן? אם אתה חולק את האלקטרונים של פגז הערכיות שלך בזה אחר זה, תגיע למגבלה של חמישה אלקטרונים, המתאימים למספר חמצון של +5.

כתוצאה מכך, תלוי כמה קשרים זה יוצר עם חמצן, את מספר החמצן של חנקן להשתנות מ +1 ל +5.

ניסוחים שונים ומינוחים

תחמוצות חנקן, בסדר עולה של מספרי חמצון חנקן, הם:

- N2או, תחמוצת חנקן (1)

- NO, תחמוצת חנקן (2)

- N2הו3, דיניטרוגן תלת-חמצני (+3)

- לא2, דו תחמוצת החנקן (4)

- N2הו5, דינטרוגן פנטוקסיד (+5)

 תחמוצת החנקן (N2O)

תחמוצת החנקן (או הידוע בכינויו גז צוחק) הוא גז חסר צבע, עם ריח מתוק מעט ותגובות קטנות. זה יכול להיות דמיינו כמו מולקולה N2 (כדורים כחולים) שהוסיפה אטום חמצן בקצה אחד. זה מוכן על ידי הפירוק התרמי של מלחים חנקתי משמש הרדמה ומשכך כאבים.

חנקן יש מספר חמצון של +1 זה תחמוצת, כלומר, זה לא מאוד מחומצן ואת הביקוש שלו אלקטרונים אינה משכנעת; עם זאת, אתה רק צריך לקבל שני אלקטרונים (אחד עבור כל חנקן) כדי להפוך את החנקן המולקולרי יציב.

בפתרונות בסיסיים וחומצים התגובות הן:

N2O (g) + 2H+(AC) + 2e- => N2(ז) + ח2O (l)

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

תגובות אלה, למרות תרמודינמית הם העדיפו על ידי היווצרות של מולקולה יציבה N2, להתרחש לאט ואת ריאגנטים כי לתרום את זוג האלקטרונים חייב להיות חזק מאוד צמצום סוכנים.

תחמוצת החנקן (NO)

תחמוצת זו מורכבת מגז חסר צבע, תגובתי ופרמגנטי. כמו תחמוצת החנקן, יש לו מבנה מולקולרי ליניארי, אבל עם הבדל גדול כי הקשר N = O יש גם אופי משולשת האג"ח..

NO הוא מתחמצן במהירות באוויר כדי לייצר NO2, ובכך לייצר אורביטלים מולקולריים יציב יותר עם אטום חנקן חמצון יותר (+4).

2NO (g) + O2(g) => 2NO2(ז)

מחקרים ביוכימיים ופיזיולוגיים עומדים מאחורי התפקיד השפיר של תחמוצת זו באורגניזמים חיים.

זה לא יכול ליצור קשרים N-N עם מולקולה אחרת של NO בשל delocalization של אלקטרונים לא מזוהם של מסלול מולקולרי, אשר מכוונת יותר לכיוון אטום חמצן (בשל electronegativity גבוהה שלה). ההפך קורה עם NO2, זה יכול ליצור dimers גזי.

חנקן תלת-חמצני (N2הו3)

הקווים המנוקדים של המבנה מצביעים על תהודה כפולה. כמו כל האטומים, יש להם הכלאה sp2, המולקולה שטוחה והאינטראקציות המולקולריות יעילות מספיק עבור החנקן תלת-חמצני להתקיים כמצק כחול מתחת ל -101 מעלות צלזיוס. בטמפרטורות גבוהות יותר הוא נמס ו disociates לתוך NO ו NO2.

למה זה מנותק? מכיוון שמספרי החימצון +2 ו -4 הם יציבים יותר מ -3, זה האחרון נמצא בתחמוצת עבור כל אחד משני אטומי החנקן. זה, שוב, ניתן להסביר על ידי היציבות של האורביטלים המולקולריים הנובעים חוסר פרופורציה.

בתמונה, בצד שמאל של N2הו3 מתאים ל- NO, ואילו הצד הימני ל- NO2. באופן הגיוני, הוא מיוצר על ידי ההתמזגות של תחמוצות הקודם בטמפרטורות קרות מאוד (-20 מעלות צלזיוס). נ2הו3 הוא חומצה חנקתית אנהידריד (HNO)2).

דו תחמוצת וחנקן tetroxide (NO2, N2הו4)

לא2 זה גז חום או חום, תגובתי פרמגנטי. מאז יש לו אלקטרונים לא מזויפים, זה dimerizes (נקשר) עם עוד מולקולה גזי NO2 כדי ליצור חנקן tetroxide, גז חסר צבע, הקמת איזון בין שני מינים כימיים:

2NO2(ז) <=> N2הו4(ז)

זהו חומר חמצון רעיל ורב-תכליתי, המסוגל להתייחס לתגובות החמצון שלו ביונים (oxoanions).2- ו NO3- (מייצר גשם חומצי), או NO.

כמו כן, NO2 מעורב בתגובות אטמוספריות מורכבות הגורמות לשינוי בריכוזי האוזון (OR3) ברמות הארציות ובסטרטוספירה.

דינטרוגן פנטוקסיד (N2הו5)

כאשר hydrated, זה מייצר HNO3, ועל ריכוזים גבוהים של חומצה החמצן הוא בעיקר protonated עם חיוב חיובי חלקית -O+-H, מאיץ תגובות חזיון

הפניות

  1. . ((2006-2018)). askIITians. לאחזר ב -29 במרץ 2018, מן askIitiians: askiitians.com
  2. אנציקלופדיה בריטניקה, Inc. (2018). אנציקלופדיה בריטניקה. ב -29 במרץ 2018, מתוך אנציקלופדיה בריטניקה: britannica.com
  3. טוקס טאון. (2017). טוקס טאון. ב -29 במרץ 2018, מ טוקס טאון: toxtown.nlm.nih.gov
  4. פרופסור פטרישיה שפלי. (2010). תחמוצות חנקן באטמוספירה. אוניברסיטת אילינוי. אוחזר ב -29 במרץ 2018, מ: butane.chem.uiuc.edu
  5. צמרמורת & אטקינס. (2008). כימיה אנאורגנית ב מרכיבי הקבוצה 15. (מהדורה רביעית, עמ '361-366). מק גרב היל