- Numeri di ossidazione per azoto e ossigeno nei loro ossidi
- Diverse formulazioni e nomenclature
- Protossido di azoto (N 2 O)
- Biossido di azoto e tetrossido (NO
- Pentossido di diazoto (N
- Riferimenti
Gli ossidi di azoto sono essenzialmente composti inorganici gassosi contenenti azoto e ossigeno. La sua formula chimica di gruppo è NO x , a indicare che gli ossidi hanno rapporti diversi di ossigeno e azoto.
Le teste di azoto gruppo 15 sulla tavola periodica, mentre le teste di ossigeno gruppo 16; entrambi gli elementi sono membri del periodo 2. Questa vicinanza è la causa per cui negli ossidi i legami N - O sono covalenti. Pertanto, i legami negli ossidi di azoto sono covalenti.
Tutti questi legami possono essere spiegati usando la teoria degli orbitali molecolari, che rivela il paramagnetismo (un elettrone spaiato nell'ultimo orbitale molecolare) di alcuni di questi composti. Di questi, i composti più comuni sono l'ossido nitrico e il biossido di azoto.
La molecola nell'immagine in alto corrisponde alla struttura angolare in fase gassosa del biossido di azoto (NO 2 ). Al contrario, l'ossido nitrico (NO) ha una struttura lineare (considerando l'ibridazione sp per entrambi gli atomi).
Gli ossidi di azoto sono gas prodotti da molte attività umane, dalla guida di un veicolo o dal fumo di sigarette, a processi industriali come i rifiuti inquinanti. Tuttavia, naturalmente l'NO è prodotto dalle reazioni enzimatiche e dall'azione dei fulmini nei temporali elettrici: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
Le alte temperature dei raggi rompono la barriera energetica che impedisce che questa reazione avvenga in condizioni normali. Quale barriera energetica? Quello formato dal triplo legame N≡N, che rende la molecola di N 2 un gas inerte nell'atmosfera.
Numeri di ossidazione per azoto e ossigeno nei loro ossidi
La configurazione elettronica per l'ossigeno è 2s 2 2p 4 , che richiedono solo due elettroni per completare l'ottetto del suo guscio di valenza; cioè può guadagnare due elettroni e avere un numero di ossidazione pari a -2.
D'altra parte, la configurazione elettronica per l'azoto è 2s 2 2p 3 , potendo guadagnare fino a tre elettroni per riempire il suo ottetto di valenza; ad esempio, nel caso dell'ammoniaca (NH 3 ) ha un numero di ossidazione pari a -3. Ma l'ossigeno è molto più elettronegativo dell'idrogeno e "forza" l'azoto a condividere i suoi elettroni.
Quanti elettroni può condividere l'azoto con l'ossigeno? Se condividi gli elettroni nel tuo guscio di valenza uno per uno, raggiungerai il limite di cinque elettroni, corrispondente a un numero di ossidazione di +5.
Di conseguenza, a seconda di quanti legami si forma con l'ossigeno, i numeri di ossidazione dell'azoto variano da +1 a +5.
Diverse formulazioni e nomenclature
Gli ossidi di azoto, in ordine crescente di numeri di ossidazione dell'azoto, sono:
- N 2 O, protossido di azoto (+1)
- NO, ossido nitrico (+2)
- N 2 O 3 , triossido di diazoto (+3)
- NO 2 , biossido di azoto (+4)
- N 2 O 5 , pentossido di diazoto (+5)
Protossido di azoto (N 2 O)
Le linee tratteggiate nella struttura indicano la risonanza del doppio legame. Come tutti gli atomi, hanno l'ibridazione sp 2 , la molecola è piatta e le interazioni molecolari sono sufficientemente efficaci perché il triossido di azoto possa esistere come solido blu sotto i -101 ° C. A temperature più elevate si scioglie e si dissocia in NO e NO 2 .
Perché è dissociato? Perché i numeri di ossidazione +2 e +4 sono più stabili di +3, quest'ultimo presente nell'ossido per ciascuno dei due atomi di azoto. Questo, ancora una volta, può essere spiegato dalla stabilità degli orbitali molecolari risultante dalla sproporzione.
Nell'immagine, il lato sinistro di N 2 O 3 corrisponde a NO, mentre il lato destro a NO 2 . Logicamente, è prodotto dalla coalescenza degli ossidi precedenti a temperature molto basse (-20 ° C). N 2 O 3 è l'anidride dell'acido nitroso (HNO 2 ).
Biossido di azoto e tetrossido (NO
NO 2 è un gas reattivo, paramagnetico, bruno o bruno. Poiché ha un elettrone spaiato, si dimerizza (si lega) con un'altra molecola di NO 2 gassosa per formare il tetrossido di azoto, un gas incolore, stabilendo un equilibrio tra entrambe le specie chimiche:
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
È un agente ossidante velenoso e versatile, capace di reazioni redox sproporzionate negli ioni (ossoanioni) NO 2 - e NO 3 - (generando piogge acide), o in NO.
Allo stesso modo, l'NO 2 è coinvolto in complesse reazioni atmosferiche che provocano variazioni nelle concentrazioni di ozono (O 3 ) a livelli terrestri e nella stratosfera.
Pentossido di diazoto (N
Quando è idratato, genera HNO 3 , e ad alte concentrazioni di acido l'ossigeno viene principalmente protonato con una carica parziale positiva -O + -H, accelerando le reazioni redox
Riferimenti
- askIITians. ((2006-2018)). askIITians. Estratto il 29 marzo 2018 da askIITians: askiitians.com
- Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Encyclopaedia Britannica. Estratto il 29 marzo 2018 da Encyclopaedia Britannica: britannica.com
- Tox Town. (2017). Tox Town. Estratto il 29 marzo 2018 da Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
- Professoressa Patricia Shapley. (2010). Ossidi di azoto nell'atmosfera. Università dell'Illinois. Estratto il 29 marzo 2018 da: butane.chem.uiuc.edu
- Shiver & Atkins. (2008). Chimica inorganica. Negli elementi del gruppo 15. (quarta ed., Pp. 361-366). Mc Graw Hill