질소 산화물을 질소와 산소를 함유하는 기체 본질적 무기 화합물이다. 그룹 화학 공식은 NO x 이며, 이는 산화물이 산소와 질소의 비율이 서로 다르다는 것을 나타냅니다.
주기율표에서 질소 헤드 그룹 15, 산소 헤드 그룹 16; 두 요소는 모두 기간 2의 구성원입니다.이 친밀 성은 산화물에서 N – O 결합이 공유되는 원인입니다. 따라서 질소 산화물의 결합은 공유 적입니다.
이러한 모든 결합은 분자 궤도 이론을 사용하여 설명 할 수 있으며, 이는 이러한 화합물 중 일부의 상자성 (마지막 분자 궤도에서 쌍을 이루지 않는 전자)을 나타냅니다. 이 중 가장 일반적인 화합물은 산화 질소와 이산화질소입니다.
상단 이미지의 분자는 이산화질소 (NO 2 ) 기체 상태의 각 구조에 해당합니다 . 반대로 산화 질소 (NO)는 선형 구조를 가지고 있습니다 (두 원자에 대한 sp 혼성화 고려).
질소 산화물은 자동차 운전이나 담배 흡연에서 폐기물 오염과 같은 산업 공정에 이르기까지 많은 인간 활동에서 생성되는 가스입니다. 그러나 뇌우에서 효소 반응과 번개 작용에 의해 자연적으로 NO가 생성됩니다 : N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
광선의 고온은 정상적인 조건에서 이러한 반응이 발생하지 않도록하는 에너지 장벽을 파괴합니다. 어떤 에너지 장벽? 그것은 삼중 결합 N≡N에 의해 형성되어 N 2 분자를 대기에서 불활성 기체로 만듭니다.
산화물의 질소와 산소에 대한 산화수
산소의 전자 구성은 2s 2 2p 4 이며, 원자가 껍질의 옥텟을 완성하기 위해 2 개의 전자 만 필요합니다. 즉, 두 개의 전자를 얻을 수 있고 -2와 같은 산화수를 가질 수 있습니다.
반면에 질소의 전자 구성은 2s 2 2p 3 이며, 원자가 옥텟을 채우기 위해 최대 3 개의 전자를 얻을 수 있습니다. 예를 들어 암모니아 (NH 3 )의 경우 산화수는 -3과 같습니다. 그러나 산소는 수소보다 훨씬 더 전기 음성이며 질소가 전자를 공유하도록 "강제"합니다.
질소는 산소와 얼마나 많은 전자를 공유 할 수 있습니까? 원자가 껍질에서 전자를 하나씩 공유하면 +5의 산화 수에 해당하는 5 개의 전자 한계에 도달하게됩니다.
결과적으로, 얼마나 많은 결합이 산소와 형성되는지에 따라 질소의 산화수는 +1에서 +5까지 다양합니다.
다양한 공식 및 명명법
질소 산화 수의 증가 순서에 따른 질소 산화물은 다음과 같습니다.
-N 2 O, 아산화 질소 (+1)
-NO, 산화 질소 (+2)
-N 2 O 3 , 삼산화이 질소 (+3)
-NO 2 , 이산화질소 (+4)
-N 2 O 5 , 오산화이 질소 (+5)
아산화 질소 (N 2 O)
구조의 점선은 이중 결합 공명을 나타냅니다. 모든 원자와 마찬가지로, 그들은 sp 2 혼성화 를 가지고 있으며 분자는 평평하며 분자 상호 작용은 삼산화 질소가 -101ºC 이하에서 청색 고체로 존재하기에 충분히 효과적입니다. 높은 온도에서 그것은 녹아 NO 및 NO로 해리 2 .
왜 분리되어 있습니까? 산화수 +2와 +4가 +3보다 안정하기 때문에 후자는 두 질소 원자 각각에 대해 산화물에 존재합니다. 이것은 다시 불균형으로 인한 분자 궤도의 안정성에 의해 설명 될 수 있습니다.
이미지에서 N 2 O 3 의 왼쪽은 NO에 해당하고 오른쪽은 NO 2에 해당 합니다. 논리적으로 이것은 매우 낮은 온도 (-20ºC)에서 이전 산화물의 합체에 의해 생성됩니다. N 2 O 3 은 아질산 무수물 (HNO 2 )입니다.
이산화질소 및 사 산화물 (NO
NO 2 는 반응성, 상자성, 갈색 또는 갈색 가스입니다. 는 부대 전자를 가지고, 그것은 다른 가스와 NO (귀속)를 dimerizes 2 분자 모두 화학 종 사이의 평형 상태를 확립 화이 질소, 무색 가스를 형성한다 :
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
이는 이온에서의 산화 환원 반응 (oxoanions)에서 NO 불균형 가능한 독성 및 산화제 다목적 2 - 및 NO 3 - (생성 산성비), 또는 NO이다.
마찬가지로, NO 2는 오존의 변화 (O 일으키는 복잡한 대기 반응에 관여 3 ) 농도 지상파 수준과 성층권.
오산화이 질소 (N
그것이 수화되면 HNO 3를 생성 하고 산의 농도가 높을 때 산소는 주로 양의 부분 전하 -O + -H로 양성자 화되어 산화 환원 반응을 가속화합니다
참고 문헌
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