В химии азид ( / ˈeɪ z aɪ d / , AY -zyd ) — линейный , многоатомный анион с формулой N−3и структура − N=N + =N − . Это сопряженное основание азотистоводородной кислоты HN 3 . Органические азиды представляют собой органические соединения формулы RN 3 , содержащие азидную функциональную группу . [1] Преобладающее применение азидов — в качестве пропеллента в подушках безопасности . [1]
Азид натрия получают в промышленности реакцией закиси азота N 2 O с амидом натрия NaNH 2 в жидком аммиаке в качестве растворителя: [2]
Многие неорганические азиды можно получить прямо или косвенно из азида натрия. Например, азид свинца , используемый в детонаторах , может быть получен в результате реакции метатезиса между нитратом свинца и азидом натрия. Альтернативный путь — прямая реакция металла с азидом серебра , растворенным в жидком аммиаке. [3] Некоторые азиды получают обработкой карбонатных солей азотистоводородной кислотой .
Азид изоэлектронен диоксиду углерода CO 2 , цианату OCN − , закиси азота N 2 O , иону нитрония NO. +2, молекулярный фторид бериллия BeF 2 и фторид циана NCF. Согласно теории валентной связи , азид может быть описан несколькими резонансными структурами ; важным из них является N − =N + =N −
Азидные соли могут разлагаться с выделением газообразного азота. Температуры разложения азидов щелочных металлов: NaN 3 (275 °С), KN 3 (355 °С), RbN 3 (395 °С) и CsN 3 (390 °С). Этим методом получают сверхчистые щелочные металлы: [4]
Протонирование солей азидов дает токсичную азотистоводородную кислоту в присутствии сильных кислот:
Азид как лиганд образует многочисленные азидные комплексы переходных металлов . Некоторые такие соединения более чувствительны к ударам.
Описано множество неорганических ковалентных азидов (например, азиды хлора, брома и йода). [5]
Азид-анион ведет себя как нуклеофил; он подвергается нуклеофильному замещению как в алифатических, так и в ароматических системах. Он реагирует с эпоксидами, вызывая раскрытие кольца; он подвергается сопряженному присоединению по типу Михаэля к 1,4-ненасыщенным карбонильным соединениям. [1]
Азиды можно использовать в качестве предшественников нитридокомплексов металлов , если их стимулировать к высвобождению N 2 , образуя комплекс металла в необычных степенях окисления (см. Высоковалентное железо ).
Азиды разлагаются с нитритными соединениями, такими как нитрит натрия, при подкислении. Это метод разрушения остаточных азидов перед их утилизацией. [6] При этом образуются азот, оксиды и гидроксиды азота:
Ежегодно производится около 251 тонны азидсодержащих соединений, основной продукт — азид натрия. [7] Азид натрия NaN 3 является пропеллентом в автомобильных подушках безопасности . Он разлагается при нагревании с образованием газообразного азота, который используется для быстрого расширения воздушной подушки: [7]
Азиды тяжелых металлов, такие как азид свинца Pb(N 3 ) 2 , являются чувствительными к ударам детонаторами, которые разлагаются на соответствующий металл и азот, например: [ 8]
Аналогично используются азид серебра AgN 3 и азид бария Ba(N 3 ) 2 . Некоторые органические азиды являются потенциальными ракетными топливами, примером является 2-диметиламиноэтилазид (ДМАЗ) (CH 3 ) 2 NCH 2 CH 2 N 3 .
Азиды являются эксплозофорами [9] [10] и ядами. Азид натрия столь же токсичен, как и цианид натрия (при пероральном применении LD 50 для крыс составляет 27 мг/кг), и может всасываться через кожу. Азиды тяжелых металлов , такие как азид свинца, представляют собой первичные бризантные взрывчатые вещества , которые взрываются при нагревании или встряхивании. Азиды тяжелых металлов образуются при контакте растворов азида натрия или паров HN 3 с тяжелыми металлами или их солями. Азиды тяжелых металлов могут накапливаться при определенных обстоятельствах, например, в металлических трубопроводах и на металлических компонентах различного оборудования ( роторных испарителях , сублимационном оборудовании, охлаждающих ловушках, водяных банях, канализационных трубах) и, таким образом, приводить к сильным взрывам.
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
