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氧化二氮N?O

銅臭 / 2022-07-25

1.氧化二氮N?O

加熱硝酸銨，即得氧化二氮:

NH?NO?=N?O+2H?O Q=8千卡

分解作用杓在170°C開始。由于作用時放熱,故加熱應(yīng)適時停止，而且用量不宜太多，以防止作用剛烈以致爆炸(見前節(jié)銨鹽)。它是無色氣體，具有微弱好陽的臭味并有甜味。吸入少量,可以發(fā)生特殊的麻醉狀態(tài)，而使痛的成覺減輕。因此，這氣被稱為“笑氣”，并且有時在外科手術(shù)上用作麻醉劑。不過，氧化二氮不能椎持呼吸作用，人在其中將被窒息，故它作上述用途時必須與氧混合使用。

在常溫時，氧化二氮比較穩(wěn)定而不活潑，故不與臭氧、鹵素、砒金屬等起反應(yīng)。在高溫時，它即分解，反應(yīng)如下:

2N?O=2N?+O?

這時它的作用像一個相當(dāng)強的氧化劑，可以與肫氧一樣地功燃，可以氧化堿金屬和若干碳化合物。它溶于水和堿溶液，但不形成次硝酸和次硝酸鹽，因此，它不是次硝酸的酐。

氧化二氮的秸構(gòu)式為

它與二氧化碳分子內(nèi)的電子排列相同，因此，這兩個化合物的物理性質(zhì)可以相互比擬，在固態(tài)時，晶型也相同。

2.氧化氮NO

在通常條件下，不能直接由元素合成氧化氮。僅在1200°C時才開始發(fā)生下列可逆反應(yīng):

N?+O?=2NO Q=-43.2千卡

下表列出，在不同溫度時，在平衡中NO的體積百分?jǐn)?shù)。由表可

表13-5 N?+O?=2NO反應(yīng)的平衡
溫度°C	1500	2000	2500	2900	3200	4200
體積百分?jǐn)?shù)	0.1	0.61	1.79	3.2	4.43	10

見，在1500°左右，氧化氮合成反應(yīng)的平衡仍然是幾乎完全移向方程式的左邊，而且平衡的建立非常慢，約需30小時。在較高的溫度時，不僅生成較多的NO,并且達(dá)到平衡狀態(tài)所需時間要快得多。因此，在打雷的時候大氣中常有NO產(chǎn)生。在工業(yè)上是將混合氣體通過電弧，使在4000°左右達(dá)到平衡，然后極迅速地加以冷卻，以防止混合物內(nèi)NO含量的降低。

現(xiàn)在所用的較好的方法是在500°以上，以鉑作接觸劑使氨氧化，其反應(yīng)為

4NH?+5O?=4NO+6H?O

若無接觸劑存在，則氨僅氧化為氮。

雖然氧化氦是一個強烈的吸熱化合物，但在平常條件下，它是穩(wěn)定的。在實驗室內(nèi)，氧化氮通常是用不很濃的硝酸與銅作用而制得，其反應(yīng)為

3Cu+8HNO?=3Cu(NO?)?+2NO+4H?O

氧化氦是無色氣體，在水中的溶解度比較小，而且與水不起化學(xué)變化。它所含的氧在不很高的溫度下很難分解出來，因此，它不助燃。但在高溫時，它就有氧化作用，例如磷、鎂等在其中能燃燒。在常溫時，它與氧化劑可發(fā)生作用，如高錳酸、次氯酸等可將它氧化為硝酸;氧與它化合為二氧化氮;鹵素和它化合為亞硝酰鹵素:

3MnO??+5NO+4H?→3Mn??+5NO??+2H?O

2NO+O?=2NO?

2NO+Cl?=2NOCI

它還可以作為一個中性粗分與許多金屬鹽秸合。例如，它與FeSO?在溶液內(nèi)形成深棕色的硫酸亞硝基鐵", [Fe(NO)]SO?。加熱時，NO即自溶液內(nèi)完全逸出。溶解于浪硫酸的硫酸銅也與NO形成這種不穩(wěn)定的亞硝基化物。這類組成簡單的亞硝基化合物只存在于溶液中。若干較復(fù)雜的化合物則較為穩(wěn)定，例如五氰亞硝基貉鐵"酸鈉Na?[Fe(CN)?NO]是一種穩(wěn)定的暗紅色秸晶的鹽。

氧化氮分子內(nèi)的電子數(shù)為奇數(shù)。這類奇電子化合物，為數(shù)不多，而氧化氮的性質(zhì)與其他奇電子化合物有所不同。一般奇電子分子皆有色，但氧化氮在氣態(tài)時為無色，雖然它在液態(tài)和固態(tài)時顯藍(lán)色。它在氣態(tài)時也不顯聚合作用;在液態(tài)和固態(tài)時有雙聚分子(NO)?存在。這些特性和它的化學(xué)性質(zhì)皆表明氧化氦的結(jié)構(gòu)特殊。它的電子構(gòu)型可能有兩種:

式(I)表示氮原子和氧原子是以三個鍵相連接，其中一個為三電子鍵。在氧化氮聚合為雙聚分子時，這種三電子鍵即拆開成為如式(I)構(gòu)型的分子，從而產(chǎn)生雙聚分子：

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