- Números d'oxidació per al nitrogen i l'oxigen en els seus òxids
- Diferents formulacions i nomenclatures
- Òxid nitrós (N 2 O)
- Diòxid i tetróxido de nitrogen (NO
- Pentòxid de dinitrogen (N
- referències
Els òxids de nitrogen són compostos inorgànics essencialment gasosos que contenen enllaços entre àtoms de nitrogen i oxigen. La seva fórmula química grupal és NO x, indicant que els òxids tenen diferents proporcions d'oxigen i nitrogen.
El nitrogen encapçala el grup 15 de la taula periòdica, mentre que l'oxigen el grup 16; ambdós elements són membres de el període 2. Aquesta proximitat és la causant que en els òxids els enllaços N-O siguin de tipus covalent. D'aquesta manera, els enllaços en els òxids de nitrogen són covalents.
Tots aquests enllaços poden explicar emprant la teoria de l'orbital molecular, la qual deixa en evidència el paramagnetisme (un electró desaparellat en l'últim orbital molecular) d'alguns d'aquests compostos. D'aquests, els compostos més comuns són l'òxid nítric i el diòxid de nitrogen.
La molècula de la imatge superior correspon a l'estructura angular en fase gasosa de el diòxid de nitrogen (NO 2). En contrast, l'òxid nítric (NO) té una estructura lineal (considerant hibridació sp per a tots dos àtoms).
Els òxids de nitrogen són gasos producte de moltes activitats humanes, des conduir un vehicle o fumar cigarretes, fins als processos industrials com deixalles contaminants. No obstant això, naturalment el NO és produït per reaccions enzimàtiques i acció de llamps en tempestes elèctriques: N 2 (g) + O 2 (g) => 2NO (g)
Les altes temperatures dels raigs trenquen la barrera energètica que impedeix que aquesta reacció passi en condicions normals. Quin barrera energètica? Aquella formada pel triple enllaç N≡N, fent de la molècula de N 2 un gas inert de l'atmosfera.
Números d'oxidació per al nitrogen i l'oxigen en els seus òxids
La configuració electrònica per a l'oxigen és 2s 2 2p 4, necessitant només dos electrons per completar l'octet de la seva capa de valència; és a dir, pot guanyar dos electrons i tenir un nombre d'oxidació igual a -2.
D'altra banda, la configuració electrònica per al nitrogen és 2s 2 2p 3, sent capaç de guanyar fins a tres electrons per omplir el seu octet de valència; per exemple, en el cas de l'amoníac (NH 3) té un nombre d'oxidació igual a -3. Però l'oxigen és molt més electronegatiu que l'hidrogen i "obliga" a l'nitrogen a compartir els seus electrons.
Quants electrons pot compartir el nitrogen amb l'oxigen? Si comparteix els electrons de la seva capa de valència un per un, arribarà fins al límit de cinc electrons, corresponent a un nombre d'oxidació de +5.
En conseqüència, depenent de quants enllaços forma amb l'oxigen, els números d'oxidació de l'nitrogen varien de +1 a +5.
Diferents formulacions i nomenclatures
Els òxids de nitrogen, en ordre creixent dels números d'oxidació de l'nitrogen, són:
- N 2 O, òxid nitrós (+1)
- NO, òxid nítric (+2)
- N 2 O 3, triòxid de dinitrogen (+3)
- NO 2, diòxid de nitrogen (+4)
- N 2 O 5, pentòxid de dinitrogen (+5)
Òxid nitrós (N 2 O)
Les línies de punts de l'estructura indiquen ressonància de l'enllaç doble. Com tots els àtoms, tenen hibridació sp 2, la molècula és plana i les interaccions moleculars són prou efectives perquè el triòxid de nitrogen hi hagi com a sòlid blau per sota dels -101ºC. A temperatures majors fon i es dissocia en NO i NO 2.
Per què es dissocia? Perquè els números d'oxidació +2 i +4 són més estables que +3, present aquest últim en l'òxid per a cada un dels dos àtoms de nitrogen. Això, novament, pot explicar-se per l'estabilitat dels orbitals moleculars resultants de la desproporció.
A la imatge, la banda esquerra de l'N 2 O 3 correspon a l'NO, mentre que el costat dret a l'NO 2. Lògicament, és produït per la coalescència dels òxids anteriors a temperatures molt fredes (-20ºC). El N 2 O 3 és l'anhídrid de l'àcid nitrós (HNO 2).
Diòxid i tetróxido de nitrogen (NO
El NO 2 és un gas de color marró o cafè, reactiu i paramagnètic. Com té un electró desaparellat, es dimeriza (enllaça) amb una altra molècula gasosa de NO 2 per formar el tetròxid d'nitrogen, gas incolor, establint-se un equilibri entre les dues espècies químiques:
2NO 2 (g) <=> N 2 O 4 (g)
És un agent oxidant verinós i versàtil, capaç de desproporcionarse en les seves reaccions redox en els ions (oxoanions) NO 2 - i NO 3 - (generant pluja àcida), o bé en el NO.
Igualment, el NO 2 està implicat en complexes reaccions atmosfèriques ocasionant variacions en les concentracions d'ozó (O 3) a nivells terrestres i en l'estratosfera.
Pentòxid de dinitrogen (N
Quan s'hidrata genera HNO 3, ja grans concentracions de l'àcid l'oxigen està principalment protonado amb càrrega parcial positiva -O + -H, accelerant les reaccions redox
referències
- askIITians. ((2006-2018)). askIITians. Recuperat el 29 de març de 2018, de askIITians: askiitians.com
- Encyclopaedia Britannica, Inc. (2018). Encyclopaedia Britannica. Recuperat el 29 de març de 2018, de Encyclopaedia Britannica: britannica.com
- Tox Town. (2017). Tox Town. Recuperat el 29 de març de 2018, de Tox Town: toxtown.nlm.nih.gov
- Professor Patricia Shapley. (2010). Nitrogen Oxides in the Atmosphere. University of Illinois. Recuperat el 29 de març de 2018, de: butane.chem.uiuc.edu
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. En Els elements de el grup 15. (quarta edició., Pàg. 361-366). Mc Graw Hill