Nitrogen Oksida (NOx) Formula dan Nomenklatur yang berbeza

The nitrogen oksida mereka adalah sebatian organik yang mengandungi gas yang mengandungi ikatan antara atom nitrogen dan oksigen. Formula kimia kumpulannya adalah TIDAK_x, menunjukkan bahawa oksida mempunyai kadar oksigen dan nitrogen yang berlainan.

Nitrogen memimpin kumpulan 15 jadual berkala, manakala kumpulan oksigen 16; kedua-dua unsur adalah anggota tempoh 2. Kedekatan ini adalah sebab mengapa ikatan N-O adalah kovalen dalam oksida. Dengan cara ini, ikatan dalam nitrogen oksida adalah kovalen.

Semua pautan ini boleh dijelaskan menggunakan teori orbital molekul, yang mendedahkan paramagnetisme (elektron yang tidak berpasangan dalam orbital molekul terakhir) dari beberapa sebatian ini. Daripada jumlah ini, sebatian yang paling biasa adalah nitrik oksida dan nitrogen dioksida.

Molekul dalam imej atas sepadan dengan struktur sudut dalam fasa gas nitrogen dioksida (NO₂). Sebaliknya, nitrik oksida (NO) mempunyai struktur linear (mempertimbangkan sp hibridisasi untuk kedua-dua atom).

Oksida nitrogen adalah gas yang dihasilkan oleh banyak aktiviti manusia, dari memandu kenderaan atau merokok, ke proses industri sebagai pencemaran bahan buangan. Bagaimanapun, NO secara semulajadi dihasilkan oleh tindak balas enzim dan kilat di ribut petir: N₂(g) + O₂(g) => 2NO (g)

Suhu tinggi sinar memecahkan halangan bertenaga yang menghalang reaksi ini daripada berlaku di bawah keadaan normal. Apakah halangan tenaga? Yang terbentuk oleh ikatan triple N≡N, menjadikan molekul N₂ gas lengai dari atmosfera.

Indeks

• Nombor oksidasi untuk nitrogen dan oksigen dalam oksida mereka 
• 2 formulasi dan nomenklatur yang berbeza
  • 2.1 Nitrous oksida (N2O)
  • 2.2 Nitrik oksida (NO)
  • 2.3 Nitrogen trioksida (N2O3)
  • 2.4 Dioksida dan nitrogen tetroksida (NO2, N2O4)
  • 2.5 Dinitrogen pentoxide (N2O5)
• 3 Rujukan

Nombor oksidasi untuk nitrogen dan oksigen dalam oksida mereka

Konfigurasi elektronik untuk oksigen ialah [Dia] 2s²2p⁴, memerlukan hanya dua elektron untuk menyelesaikan oktet shell valencenya; iaitu, ia boleh mendapat dua elektron dan mempunyai nombor pengoksidaan bersamaan dengan -2.

Sebaliknya, konfigurasi elektronik untuk nitrogen ialah [He] 2s²2p³, mampu memperoleh sehingga tiga elektron untuk mengisi oktet valensinya; contohnya, dalam kes ammonia (NH₃) mempunyai nombor pengoksidaan yang sama dengan -3. Tetapi oksigen adalah lebih banyak elektronegatif daripada hidrogen dan "daya" nitrogen untuk berkongsi elektronnya.

Berapa banyak elektron yang boleh berkongsi nitrogen dengan oksigen? Sekiranya anda berkongsi elektron dari shell valence anda satu demi satu, anda akan mencapai had lima elektron, sepadan dengan nombor pengoksidaan +5.

Oleh itu, bergantung kepada berapa banyak bon yang terbentuk dengan oksigen, bilangan oksidasi nitrogen berbeza dari +1 hingga +5.

Formulasi yang berbeza dan nomenclature

Oksida nitrogen, dalam peningkatan bilangan pengoksidaan nitrogen, adalah:

- N₂Atau, nitrous oxide (+1)

- NO, oksida nitrat (+2)

- N₂O₃, dinitrogen trioxide (+3)

- TIDAK₂, nitrogen dioxide (+4)

- N₂O₅, dinitrogen pentoxide (+5)

 Nitrous oxide (N₂O)

Nitrous oxide (atau dikenali sebagai gas ketawa) adalah gas tanpa warna, dengan sedikit bau manis dan sedikit reaktif. Ia boleh digambarkan sebagai molekul N₂ (bola biru) yang telah menambahkan satu atom oksigen pada satu hujung. Ia disediakan oleh penguraian haba garam nitrat dan digunakan sebagai anestetik dan analgesik.

Nitrogen mempunyai nombor pengoksidaan +1 dalam oksida ini, yang bermaksud bahawa ia tidak begitu teroksidasi dan permintaan elektronnya tidak menarik; Walau bagaimanapun, anda hanya perlu mendapatkan dua elektron (satu untuk setiap nitrogen) untuk menjadi nitrogen molekul stabil.

Dalam penyelesaian asas dan asid tindak balas adalah:

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

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

Reaksi ini, walaupun termodinamik disukai oleh pembentukan molekul stabil N₂, berlaku perlahan dan reagen yang menyumbangkan sepasang elektron mesti menjadi agen pengurangan yang sangat kuat.

Nitrik oksida (NO)

Oksida ini terdiri daripada gas tak berwarna, reaktif dan paramagnetik. Seperti nitrous oxide, ia mempunyai struktur molekul linear, tetapi dengan perbezaan yang besar bahawa ikatan N = O mempunyai karakter ikatan tiga..

TIDAK cepat dioksidakan di udara untuk menghasilkan NO₂, dan dengan itu menjana orbital molekul yang lebih stabil dengan atom nitrogen yang lebih teroksida (+4).

2NO (g) + O₂(g) => 2NO₂(g)

Kajian biokimia dan fisiologi berada di belakang peranan jinak oksida ini dalam organisma hidup.

Ia tidak boleh membentuk ikatan N-N dengan molekul TIDAK yang lain disebabkan oleh penghapusan elektron yang tidak berpasangan dalam orbital molekul, yang diarahkan lebih kepada atom oksigen (kerana elektronegativiti yang tinggi). Sebaliknya berlaku dengan NO₂, yang boleh membentuk dimer gas.

Nitrogen trioksida (N₂O₃)

Garis bertitik struktur menunjukkan resonans ikatan berganda. Seperti semua atom, mereka mempunyai hibridisasi sp², molekul adalah rata dan interaksi molekul cukup berkesan untuk trioksida nitrogen wujud sebagai pepejal biru di bawah -101ºC. Pada suhu yang lebih tinggi ia cair dan berpecah kepada NO dan NO₂.

Mengapa ia dipisahkan? Kerana bilangan pengoksidaan +2 dan +4 lebih stabil daripada +3, yang terakhir ada dalam oksida untuk setiap dua atom nitrogen. Ini, sekali lagi, dapat dijelaskan oleh kestabilan orbital molekul yang terhasil dari ketidak-penyesuaian.

Dalam imej, sebelah kiri N₂O₃ sepadan dengan TIDAK, sedangkan sebelah kanan ke TIDAK₂. Secara logiknya, ia dihasilkan oleh penggabungan oksida sebelumnya pada suhu yang sangat sejuk (-20ºC). N₂O₃ adalah anhidrida asid nitrous (HNO₂).

Dioksida dan nitrogen tetroksida (NO₂, N₂O₄)

TIDAK₂ ia adalah gas coklat atau coklat, reaktif dan paramagnetik. Oleh kerana ia mempunyai elektron yang tidak berpasangan, ia dimensi (mengikat) dengan molekul NO gas lain₂ untuk membentuk nitrogen tetroksida, gas tanpa warna, mewujudkan keseimbangan antara spesies kimia:

2NO₂(g) <=> N₂O₄(g)

Ia adalah agen pengoksida yang beracun dan serba boleh, yang tidak boleh seimbang dalam reaksi redoks dalam ion (oxoanions).₂^- dan TIDAK₃^- (menjana hujan asid), atau dalam NO.

Begitu juga, NO₂ terlibat dalam tindak balas atmosfera yang kompleks menyebabkan variasi kepekatan ozon (OR₃) pada peringkat terestrial dan di stratosfera.

Dinitrogen pentoxide (N₂O₅)

Apabila terhidrat, ia menghasilkan HNO₃, dan pada kepekatan yang lebih tinggi daripada asid oksigen ini terutamanya protonated dengan cas positif separa -O⁺-H, mempercepatkan reaksi redoks

Rujukan

1. askIITians. ((2006-2018)). askIITians. Diambil pada 29 Mac, 2018, dari AskIITians: askiitians.com
2. Ensiklopedia Britannica, Inc. (2018). Ensiklopedia Britannica. Diperoleh pada 29 Mac, 2018, dari Ensiklopedia Britannica: britannica.com
3. Tox Town. (2017). Tox Town. Diambil pada 29 Mac, 2018, dari Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
4. Profesor Patricia Shapley. (2010). Nitrogen Oksida dalam Atmosfera. Universiti Illinois. Diperoleh pada 29 Mac, 2018, dari: butane.chem.uiuc.edu
5. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik In Unsur kumpulan 15. (Edisi keempat, ms 361-366). Mc Graw Hill