질소 산화물 (NOx) 다른 제형 및 명명법



그 질소 산화물 이들은 본질적으로 질소와 산소 원자 사이의 결합을 포함하는 기체 성 무기 화합물이다. 그것의 그룹 화학 공식은 아니오x, 산화물이 산소와 질소의 다른 비율을 가지고 있음을 나타낸다..

질소는 주기율표의 15 족을 이끄는 반면, 산소는 16 족이다. 두 원소는 모두주기 2의 구성원이다.이 친밀도가 N-O 결합이 산화물에서 공유 결합하는 이유이다. 이런 방식으로, 질소 산화물의 결합은 공유 결합.

이러한 모든 연결은 분자 궤도의 이론을 사용하여 설명 할 수 있는데,이 이론은 이러한 화합물 중 일부의 반자성 (마지막 분자 궤도에서 전자가 짝이없는 전자)을 나타냅니다. 이들 중 가장 일반적인 화합물은 산화 질소와 이산화질소입니다.

위 이미지의 분자는 이산화질소의 기상의 각도 구조에 해당합니다 (NO2). 대조적으로, 산화 질소 (NO)는 선형 구조를 가지며 (두 원자에 대한 sp 하이브리드 화를 고려함).

질소 산화물은 차량이나 담배를 피우는 것부터 오염 된 폐기물과 같은 산업 공정에 이르기까지 많은 인간 활동에 의해 생성되는 가스입니다. 그러나 NO는 천둥 번개에서 효소 반응과 번개에 의해 자연적으로 생성됩니다 : N2(g) + O2(g) => 2NO (g)

광선의 고온은 정상적인 조건에서이 반응이 일어나지 못하게하는 활력있는 장벽을 허물어 버립니다. 어떤 에너지 장벽? 그것은 삼중 결합 N≡N에 의해 ​​형성되고, N- 분자를 만든다.2 대기로부터의 불활성 가스.

 

색인

  • 1 산화물 내의 질소 및 산소에 대한 산화 수치 
  • 2 다른 정립 및 명명법
    • 2.1 아산화 질소 (N2O)
    • 2.2 일산화 질소 (NO)
    • 2.3 삼산화 질소 (N2O3)
    • 2.4 이산화물 및 사 산화 질소 (NO2, N2O4)
    • 2.5 일산화 질소 (N2O5)
  • 3 참고

산화물의 질소 및 산소에 대한 산화 수치

산소의 전자 구성은 [He] 2s입니다.22p4, 원자가 껍질의 옥텟을 완성하기 위해 단지 두 개의 전자가 필요하다. 즉, 2 개의 전자를 얻을 수 있고 -2의 산화수를가집니다.

다른 한편, 질소의 전자 구성은 [He] 2s22p3, 원자가 옥텟을 채우기 위해 최대 3 개의 전자를 얻을 수있다. 예를 들어, 암모니아 (NH3)의 산화수는 -3과 같다. 그러나 산소는 수소보다 훨씬 더 전자 음성이며 "질소"가 전자를 공유하게한다..

얼마나 많은 전자가 질소와 산소를 공유 할 수 있습니까? 원자가 껍질의 전자를 하나씩 공유한다면, +5의 산화 수에 해당하는 5 개의 전자 한계에 도달하게됩니다.

따라서 산소와 얼마나 많은 결합이 형성 되는가에 따라 질소의 산화 수는 +1에서 +5까지 다양합니다.

다른 공식 및 명명법

질소 산화물은 질소 산화 수의 증가 순서로 다음과 같습니다.

- N2또는 아산화 질소 (+1)

- NO, 산화 질소 (+2)

- N2O3, 삼산화이 질소 (+3)

- 아니오2, 이산화질소 (+4)

- N2O5, 오산화이 질소 (+5)

 아산화 질소 (N2O)

일산화 질소 (또는 일반적으로 웃음 기체로 알려져 있음)는 무색의 가스로 약간의 달콤한 냄새가 있으며 반응이 거의 없습니다. 그것은 N 분자로 시각화 될 수있다.2 (파란색 구체) 한쪽 끝에 산소 원자를 추가했습니다. 그것은 질산염의 열분해에 의해 준비되고 마취 및 진통제로 사용됩니다..

질소는이 산화물에서 +1의 산화 수를 가지며, 이는 산화되지 않았으며 전자에 대한 요구가 강하지 않음을 의미합니다. 그러나 안정된 분자 질소가되기 위해서 단지 두 개의 전자 (각 질소에 하나씩)를 얻을 필요가 있습니다.

염기성 및 산성 용액에서 반응은 다음과 같다 :

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

N2O (g) + H2O (1) + 2e- => N2(g) + 2OH-(ac)

이들 반응은 열역학적으로 안정한 분자 N의 형성에 의해 선호되지만2, 천천히 발생하고 한 쌍의 전자를 제공하는 시약은 매우 강한 환원제가되어야합니다.

산화 질소 (NO)

이 산화물은 무색, 반응성 및 상자성 가스로 구성됩니다. 아산화 질소와 마찬가지로 선형 분자 구조를 가지고 있지만 N = O 결합은 3 중 결합 특성을 가지고 있다는 큰 차이점이 있습니다..

NO는 공기 중에서 빠르게 산화되어 NO2, 보다 산화 된 질소 원자 (+4)를 갖는보다 안정한 분자 궤도를 생성한다..

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

생화학 및 생리학 연구는 살아있는 유기체에서이 산화물의 양성의 역할 뒤에 있습니다.

분자 궤도에서 짝이없는 전자의 비편 재화로 인해 NO의 또 다른 분자와 N-N 결합을 형성 할 수는 없지만 (이는 높은 전기 음성도로 인해) 산소 원자 쪽을 향하게된다. 그 반대는 NO2, 기체 이량 체를 형성 할 수있는.

삼산화 질소 (N2O3)

구조의 점선은 이중 결합 공명을 나타냅니다. 모든 원자와 마찬가지로, 그들은 sp 하이브리드 화2, 분자는 평평하며 분자 상호 작용은 삼산화 질소가 -101 ℃ 이하의 파란색 고체로 존재할만큼 충분히 효과적입니다. 더 높은 온도에서 그것은 용융되어 NO와 NO로 분리됩니다2.

왜 그것이 분리되어 있는가? 산화수 +2 및 +4가 +3보다 안정하기 때문에, 후자는 두 개의 질소 원자 각각에 대해 산화물에 존재한다. 이것은 다시, 불균형으로 인한 분자 궤도의 안정성에 의해 설명 될 수있다.

이미지에서 N의 왼쪽2O3 NO에 해당하는 반면, NO에 해당하는2. 논리적으로 이것은 매우 낮은 온도 (-20ºC)에서 이전 산화물의 합체에 의해 생성됩니다. N2O3 아질산 무수물 (HNO2).

이산화물 및 사 산화 질소 (NO2, N2O4)

아니오2 그것은 갈색 또는 갈색 가스, 반응성 및 상자성이다. 그것은 비공유 전자를 가지고 있기 때문에, 다른 기체 성 분자와 이합체 (결합)한다.2 두 가지 화학 종 사이에 균형을 이루는 무색의 가스 인 사 산화 질소를 형성한다 :

2NO2(g) <=> N2O4(g)

이것은 독성이 있고 다재다능한 산화제로서 이온 (산화 음이온)의 산화 환원 반응에서 불균형을 일으킬 수 있습니다.2- NO3- (산성비를내는), 또는 NO.

마찬가지로, NO2 복잡한 대기 반응에 관여하여 오존 농도에 변화를 일으킨다 (OR3) 지상 및 성층권에서.

오산화이 질소 (N2O5)

수화되면 HNO가 생성됩니다.3, 고농도의 산에서 산소는 주로 부분 양전하를 띤 양성자 화됨 -O+-H, 가속 산화 환원 반응

참고 문헌

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  4. Patricia Shapley 교수. (2010). 대기 중의 질소 산화물. 일리노이 대학. 2018 년 3 월 29 일에 검색 한 사람 : butane.chem.uiuc.edu
  5. Shiver & Atkins. (2008). 무기 화학 있음 그룹 15의 요소들. (Fourth edition., pp. 361-366). Mc Graw Hill