stringtranslate.com

Ион нитрония

Ион нитрония , [ N O 2 ] + , является катионом . Это ион ония , поскольку его атом азота имеет заряд +1, подобно иону аммония [NH 4 ] + . Он создается путем удаления электрона из парамагнитной молекулы диоксида азота NO 2 или протонирования азотной кислоты HNO 3 (с удалением H 2 O ). [2]

Он достаточно стабилен, чтобы существовать в нормальных условиях, но он, как правило, реактивен и широко используется как электрофил в нитровании других веществ. Ион генерируется in situ для этой цели путем смешивания концентрированной серной кислоты и концентрированной азотной кислоты в соответствии с равновесием :

H2SO4 + HNO3 → HSO4​​−4+ [ NO2 ] + + H2O

Структура

Ион нитрония изоэлектронен с диоксидом углерода и закисью азота и имеет ту же линейную структуру и угол связи 180°. По этой причине он имеет похожий колебательный спектр с диоксидом углерода. Исторически ион нитрония был обнаружен с помощью спектроскопии Рамана , поскольку его симметричное растяжение является Рамановским-активным, но неактивным в инфракрасном диапазоне. Рамановское-активное симметричное растяжение было впервые использовано для идентификации иона в нитрующих смесях. [3]

Соли

Можно выделить несколько стабильных солей нитрония с анионами слабой нуклеофильности . К ним относятся перхлорат нитрония [NO 2 ] + [ClO 4 ] − , тетрафторборат нитрония [NO 2 ] + [BF 4 ] − , гексафторфосфат нитрония [NO 2 ] + [PF 6 ] − , гексафторарсенат нитрония [NO 2 ] + [AsF 6 ] − , и гексафторантимонат нитрония [NO 2 ] + [SbF 6 ] − . Все они являются очень гигроскопичными соединениями. [4]

Твердая форма пятиокиси диазота , N 2 O 5 , на самом деле состоит из ионов нитрония и нитрата , поэтому это ионное соединение , нитрат нитрония [NO 2 ] + [NO 3 ] − , а не молекулярное твердое вещество . Однако пятиокись диазота в жидком или газообразном состоянии является молекулярной и не содержит ионов нитрония. [2] [5]

Родственные виды

Соединения нитрилфторид , NO2F , и нитрилхлорид , NO2Cl , не являются солями нитрония , а молекулярными соединениями, о чем свидетельствуют их низкие температуры кипения (−72 °C и −6 ° C соответственно) и короткие длины связей азот-галоген ( N–F 135 пм, N–Cl 184 пм). [6]

Добавление одного электрона образует нейтральный нитрильный радикал , NO 2 • ; на самом деле, он довольно стабилен и известен как соединение диоксида азота .

Родственный отрицательно заряженный вид — NO−2, нитрит -ион.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "dioxidonitrogen(1+) (CHEBI:29424)". Химические сущности биологического интереса (ChEBI) . Великобритания: Европейский институт биоинформатики.
  2. ^ ab Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  3. ^ Ингольд, CK; Миллен, DJ; Пул, HG (1946). «Спектроскопическая идентификация иона нитрония». Nature . 158 (4014): 480–481. Bibcode :1946Natur.158..480I. doi :10.1038/158480c0. S2CID  4106964.
  4. ^ Кеннет Шофилд (1980). Ароматическое нитрование . Архив CUP. стр. 88. ISBN 0-521-23362-3.
  5. ^ Кантрелл, CA; Дэвидсон, JA; Макдэниел, AH; Шеттер, RE; Калверт, JG (1988). «Константа равновесия для N2O5⇄NO2+NO3: Абсолютное определение прямым измерением от 243 до 397 K». Журнал химической физики . 88 (8): 4997–5006. doi :10.1063/1.454679.
  6. ^ FA Cotton и G.Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry, 5-е издание (1988), Wiley, стр.333