- أعداد أكسدة النيتروجين والأكسجين في أكاسيدها
- تركيبات وتسميات مختلفة
- أكسيد النيتروز (N 2 O)
- ثاني أكسيد النيتروجين ورباعي أكسيد النيتروجين (NO
- خامس أكسيد ثنائي النيتروجين (N
- المراجع
و أكاسيد النيتروجين والمركبات غير العضوية الغازية التي تحتوي على أساسا من النيتروجين والأكسجين. الصيغة الكيميائية للمجموعة هي NO x ، مما يشير إلى أن الأكاسيد لها نسب مختلفة من الأكسجين والنيتروجين.
مجموعة رؤوس النيتروجين 15 على الجدول الدوري ، بينما رؤوس الأكسجين مجموعة 16 ؛ كلا العنصرين أعضاء في الفترة 2. هذا التقارب هو السبب في أن الروابط N - O في الأكاسيد تكون تساهمية. وبالتالي ، فإن الروابط في أكاسيد النيتروجين تساهمية.
يمكن تفسير كل هذه الروابط باستخدام النظرية المدارية الجزيئية ، والتي تكشف عن البارامغناطيسية (إلكترون غير مزدوج في المدار الجزيئي الأخير) لبعض هذه المركبات. ومن أكثر المركبات شيوعًا أكسيد النيتريك وثاني أكسيد النيتروجين.
يتوافق الجزيء الموجود في الصورة العلوية مع التركيب الزاوي في الطور الغازي لثاني أكسيد النيتروجين (NO 2). في المقابل ، يحتوي أكسيد النيتريك (NO) على بنية خطية (مع الأخذ في الاعتبار تهجين sp لكل من الذرات).
أكاسيد النيتروجين هي غازات تنتجها العديد من الأنشطة البشرية ، من قيادة السيارة أو تدخين السجائر ، إلى العمليات الصناعية مثل تلوث النفايات. ومع ذلك ، يتم إنتاج NO بشكل طبيعي عن طريق التفاعلات الأنزيمية وعمل البرق في العواصف الكهربائية: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
درجات الحرارة المرتفعة للأشعة تكسر حاجز الطاقة الذي يمنع حدوث هذا التفاعل في الظروف العادية. ما حاجز الطاقة؟ التي تكونت من الرابطة الثلاثية N≡N ، مما يجعل جزيء N 2 غازًا خاملًا في الغلاف الجوي.
أعداد أكسدة النيتروجين والأكسجين في أكاسيدها
تكوين الإلكترون للأكسجين هو 2s 2 2p 4 ، ويحتاج إلى إلكترونين فقط لإكمال ثماني بتات غلاف التكافؤ ؛ أي أنه يمكن أن يكتسب إلكترونين وله عدد أكسدة يساوي -2.
من ناحية أخرى ، فإن تكوين الإلكترون للنيتروجين هو 2s 2 2p 3 ، وهو قادر على اكتساب ما يصل إلى ثلاثة إلكترونات لملء ثماني بتات التكافؤ ؛ على سبيل المثال ، في حالة الأمونيا (NH 3) ، لديها عدد أكسدة يساوي -3. لكن الأكسجين كهرسلبي أكثر من الهيدروجين و "يجبر" النيتروجين على مشاركة إلكتروناته.
كم عدد الإلكترونات التي يمكن أن يتشاركها النيتروجين مع الأكسجين؟ إذا شاركت الإلكترونات في غلاف التكافؤ واحدًا تلو الآخر ، فستصل إلى حد خمسة إلكترونات ، وهو ما يقابل عدد الأكسدة +5.
وبالتالي ، اعتمادًا على عدد الروابط التي يتكون منها مع الأكسجين ، تختلف أعداد أكسدة النيتروجين من +1 إلى +5.
تركيبات وتسميات مختلفة
أكاسيد النيتروجين ، بترتيب متزايد لأعداد أكسدة النيتروجين ، هي:
- N 2 O ، أكسيد النيتروز (+1)
- لا أكسيد النيتريك (+2)
- N 2 O 3 ، ثالث أكسيد ثنائي النيتروجين (+3)
- NO 2 ، ثاني أكسيد النيتروجين (+4)
- N 2 O 5 ، خامس أكسيد ثنائي النيتروجين (+5)
أكسيد النيتروز (N 2 O)
تشير الخطوط المنقطة في الهيكل إلى صدى مزدوج للرابطة. مثل كل الذرات ، لديهم تهجين sp 2 ، والجزيء مسطح ، والتفاعلات الجزيئية فعالة بما يكفي لوجود ثالث أكسيد النيتروجين كمادة صلبة زرقاء تحت -101 درجة مئوية. في درجات الحرارة العالية يذوب وينفصل إلى NO و NO 2.
لماذا يتم فصلها؟ نظرًا لأن أرقام الأكسدة +2 و +4 أكثر ثباتًا من +3 ، فإن الأخير موجود في الأكسيد لكل من ذرتي النيتروجين. هذا ، مرة أخرى ، يمكن تفسيره من خلال استقرار المدارات الجزيئية الناتجة عن عدم التناسب.
في الصورة ، الجانب الأيسر من N 2 O 3 يتوافق مع NO ، بينما الجانب الأيمن لـ NO 2. منطقيا ، يتم إنتاجه من خلال اندماج الأكاسيد السابقة في درجات حرارة شديدة البرودة (-20 درجة مئوية). N 2 O 3 هو أنهيدريد حمض النيتروز (HNO 2).
ثاني أكسيد النيتروجين ورباعي أكسيد النيتروجين (NO
NO 2 هو غاز تفاعلي ، شبه مغناطيسي ، بني أو بني. نظرًا لأنه يحتوي على إلكترون غير مزاوج ، فإنه يتناقص (يرتبط) بجزيء غاز آخر من NO 2 لتكوين رباعي أكسيد النيتروجين ، وهو غاز عديم اللون ، مما يؤدي إلى تحقيق التوازن بين كلا النوعين الكيميائيين:
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
وهو عامل مؤكسد سام ومتعدد الاستخدامات ، وقادر على عدم التناسب في تفاعلات الأكسدة والاختزال في الأيونات (oxoanions) NO 2 - و NO 3 - (توليد المطر الحمضي) ، أو في NO.
وبالمثل ، فإن ثاني أكسيد النيتروجين يدخل في تفاعلات الغلاف الجوي المعقدة التي تسبب اختلافات في تركيزات الأوزون (O 3) على المستويات الأرضية وفي الستراتوسفير.
خامس أكسيد ثنائي النيتروجين (N
عندما يتم ترطيبه ، فإنه يولد HNO 3 ، وفي التركيزات الأعلى من الحمض ، يتم بروتونات الأكسجين بشكل أساسي بشحنة جزئية موجبة -O + -H ، مما يسرع تفاعلات الأكسدة والاختزال
المراجع
- يسألون. ((2006-2018)). يسألون. تم الاسترجاع في 29 مارس 2018 ، من askIITians: askiitians.com
- Encyclopaedia Britannica ، Inc. (2018). موسوعة بريتانيكا. تم الاسترجاع في 29 مارس 2018 ، من Encyclopaedia Britannica: britannica.com
- توكس تاون. (2017). توكس تاون. تم الاسترجاع في 29 مارس 2018 ، من Tox Town:oxtown.nlm.nih.gov
- الأستاذة باتريشيا شابلي. (2010). أكاسيد النيتروجين في الغلاف الجوي. جامعة إلينوي. تم الاسترجاع في 29 مارس 2018 من: butane.chem.uiuc.edu
- رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. في عناصر المجموعة 15. (الطبعة الرابعة ، ص 361 - 366). ماك جراو هيل