- מספרי חמצון לחנקן ולחמצן בתחמוצות שלהם
- ניסוחים ונונומקלציות שונות
- תחמוצת החנקן (N 2 O)
- חנקן דו חמצני וטטרוקסיד (NO
- חמצן חמצן (N
- הפניות
תחמוצות חנקן הם בעצם תרכובות אנאורגניות גזיות המכילות חנקן וחמצן. הנוסחה הכימית הקבוצתית שלה היא NO x , מה שמעיד כי לתחמוצות יש יחסים שונים של חמצן וחנקן.
ראשי חנקן קבוצה 15 בטבלה המחזורית, ואילו ראשי חמצן קבוצה 16; שני האלמנטים הם בני תקופה 2. קרבה זו היא הגורם כי בתחמוצות קשרי N-O הם קוולנטיים. לפיכך, הקשרים בתחמוצות החנקן הם קוולנטים.
ניתן להסביר את כל הקשרים הללו באמצעות תיאוריית המסלול המולקולרית, החושפת את הפרמגנטיות (אלקטרון לא מותאם במסלול המולקולרי האחרון) של חלק מהתרכובות הללו. מבין אלה התרכובות הנפוצות ביותר הן תחמוצת החנקן וחנקן דו חמצני.
המולקולה בתמונה העליונה תואמת את המבנה הזוויתי בשלב הגז של חנקן דו חמצני (NO 2 ). לעומת זאת, תחמוצת החנקן (NO) היא בעלת מבנה לינארי (בהתחשב בהכלאה SP לשני האטומים).
תחמוצות חנקן הן גזים המיוצרים על ידי פעילויות אנושיות רבות, החל מהנהגת רכב או עישון סיגריות, ועד תהליכים תעשייתיים כמו פסולת מזהמת. עם זאת, באופן טבעי, NO נוצר על ידי תגובות אנזימטיות ופעולות ברק בסופות חשמל: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
הטמפרטורות הגבוהות של הקרניים שוברות את מחסום האנרגיה שמונע מתגובה זו להתרחש בתנאים רגילים. איזה מחסום אנרגיה? זה שנוצר על ידי הקשר המשולש N≡N, מה שהופך את מולקולת N 2 לגז אינרטי באטמוספרה.
מספרי חמצון לחנקן ולחמצן בתחמוצות שלהם
תצורת האלקטרונים לחמצן היא 2s 2 2p 4 , הזקוקה לשני אלקטרונים בלבד כדי להשלים את השמינייה של מעטפת הערכיות שלה; כלומר, הוא יכול להשיג שני אלקטרונים ויש להם מספר חמצון השווה ל -2.
מצד שני, תצורת האלקטרונים לחנקן היא 2s 2 2p 3 , היכולת להשיג עד שלושה אלקטרונים כדי למלא את אוקטט הערכיות שלה; לדוגמא, במקרה של אמוניה (NH 3 ) יש לו מספר חמצון השווה ל -3. אבל חמצן הרבה יותר אלקטרוני מאשר מימן ו"כופה "את החנקן לחלוק את האלקטרונים שלו.
כמה אלקטרונים יכולים חנקן לחלוק עם חמצן? אם אתה משתף את האלקטרונים במעטפת הערכיות שלך בזה אחר זה, תגיע לגבול של חמש אלקטרונים, המתאימים למספר חמצון של +5.
כתוצאה מכך, תלוי בכמה קשרים הוא יוצר עם חמצן, מספר החמצון של חנקן משתנה מ +1 ל- +5.
ניסוחים ונונומקלציות שונות
תחמוצות חנקן, בסדר הגובר של מספר חמצון חנקן, הן:
- N 2 O, תחמוצת החנקן (+1)
- NO, תחמוצת החנקן (+2)
- N 2 O 3 , דו חנקן דו חמצני (+3)
- NO 2 , חנקן דו חמצני (+4)
- N 2 O 5 , חמצן חמצן (+5)
תחמוצת החנקן (N 2 O)
קווים מנוקדים במבנה מעידים על תהודה של קשר כפול. כמו כל האטומים, יש להם הכלאה של Sp 2 , המולקולה שטוחה, והאינטראקציות המולקולריות יעילות מספיק כדי שהחנקן החמצני יתקיים כמוצק כחול מתחת ל -101ºC. בטמפרטורות גבוהות יותר הוא נמס ומתנתק ל- NO ו- NO 2 .
מדוע הוא ניתק? מכיוון שמספרי החמצון +2 ו- +4 יציבים יותר מ- +3, האחרונים קיימים בתחמוצתית לכל אחד משני אטומי החנקן. זה שוב יכול להיות מוסבר על ידי יציבותם של האורביטלים המולקולריים הנובעים מהפרופורציה.
בתמונה הצד השמאלי של N 2 O 3 תואם את NO, ואילו הצד הימני ל- NO 2 . באופן הגיוני, הוא מיוצר על ידי התגבשות של תחמוצות קודמות בטמפרטורות קרות מאוד (-20 מעלות צלזיוס). N 2 O 3 הוא חומצה חנקנית anhydride (HNO 2 ).
חנקן דו חמצני וטטרוקסיד (NO
NO 2 הוא גז תגובתי, פרמגנטי, חום או חום. מכיוון שיש לו אלקטרון לא מותאם, הוא מעמעם (נקשר) במולקולת NO 2 גזי נוספת ליצירת טטרוקסיד חנקן, גז חסר צבע, ובונה שיווי משקל בין שני המינים הכימיים:
2NO 2 (גרם) <=> N 2 O 4 (g)
זהו חומר חמצון רעיל ורב-תכליתי, המסוגל לא להיות פרופורציונאלי בתגובות redox שלו ביונים (oxoanions) NO 2 - ו- NO 3 - (לייצר גשם חומצי), או NO.
באופן דומה, NO 2 מעורב בתגובות אטמוספריות מורכבות הגורמות וריאציות בריכוזי האוזון (O 3 ) ברמות יבשתיות ובסטרטוספרה.
חמצן חמצן (N
כאשר הוא מתייבש הוא מייצר HNO 3 , ובריכוזים גבוהים יותר של החומצה החמצן מוגן בעיקר במטען חלקי חיובי -O + -H, מה שמאיץ את תגובות redox
הפניות
- שואלים. ((2006-2018)). שואלים. הוחזר ב -29 במרץ 2018 מ- askIITians: askiitians.com
- אנציקלופדיה בריטניקה, Inc. (2018). אנציקלופדיה בריטניקה. הוחזר ב -29 במרץ 2018 מאנציקלופדיה בריטניקה: britannica.com
- טוקס טאון. (2017). טוקס טאון. הוחזר ב -29 במרץ 2018, מ- Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
- פרופסור פטרישיה שפלי. (2010). תחמוצות חנקן באטמוספרה. אוניברסיטת אילינוי. הוחזר ב -29 במרץ 2018 מ: butane.chem.uiuc.edu
- שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. ביסודות הקבוצה 15. (מהדורה רביעית, עמ '361-366). מק גריי היל