Азотен диоксид
Азотен диоксид (NO2) е молекулен оксид. Свойствата произтичат от състава, връзките, геометрията и поведението на частиците в чистото вещество или в разтвор.
Основни данни
Какво показва формулата
Една формулна единица NO2 съдържа 1 × азот (N), 2 × кислород (O). От относителните атомни маси се получава моларна маса приблизително 46.005 g/mol. Индексите показват броя атоми; сами по себе си не определят заряд, геометрия или степен на окисление.
Масови дялове на елементите
По маса най-голям принос има кислород (O, 69.6 %). Масовият дял зависи едновременно от броя атоми и относителните им атомни маси, затова не може да се съди само по индексите във формулата.
| Елементи във формулата | # | % m/m |
|---|---|---|
| азот (N) | 1 | 30.4 % |
| кислород (O) | 2 | 69.6 % |
Строеж и химични връзки
NO₂ е огъната молекула с нечетен брой валентни електрони, затова съдържа несдвоен електрон и е парамагнитна. Кафявочервеният цвят на газа е свързан с електронни преходи. При по-ниска температура две молекули NO₂ обратимо се свързват в по-слабо оцветения димер N₂O₄.
При тълкуване на строежа трябва да се различават връзките вътре в частицата от силите между частиците. Полярността на връзките, формата на молекулата, делокализацията на електрони или мрежовият строеж влияят по различни механизми върху разтворимостта, фазовите преходи и реактивността.
R3 визуализации
Химично поведение
Равновесието 2 NO₂ ⇌ N₂O₄ силно зависи от температурата. NO₂ е и окислител, а във вода води до смес от нитритни и нитратни продукти. В атмосферата участва във фотохимични цикли, които влияят на озона и образуването на азотна киселина.
Числените свойства имат смисъл само при посочени условия. Температурата, налягането, чистотата и съставът на сместа могат да променят агрегатното състояние, плътността, разтворимостта и скоростта на реакция. При летливи вещества е важна концентрацията на парите, а при твърди — кристалната форма и размерът на частиците.
Разтвори, равновесия и условия
В разтвор или газова смес може да не преобладава същата форма както в чистото вещество. Хидратация, асоциация, димеризация или реакция с разтворителя могат да променят реалното разпределение на химичните видове.
При сравняване на данни трябва да се посочат средата и концентрацията. Една и съща сумарна формула не показва дали има отделни молекули, обширна мрежа, хидратирана форма или равновесна смес от няколко вида.
Приложения и значение
NO₂ е важен междинен продукт при производството на азотна киселина, но също опасен замърсител на въздуха и силно дразнещ газ.
Приложението на веществото произтича от съчетание на реактивност, полярност, летливост, механични свойства или способност за образуване на други материали. Полезно свойство в контролиран процес може при неконтролирано излагане да стане източник на риск.
Безопасност и правилен контекст
Сравнението с N₂O₄ показва как едни и същи атоми могат да образуват две равновесни форми с различен цвят, магнетизъм и дял при различни температури.
Профилът на безопасност зависи от дозата, концентрацията, агрегатното състояние и пътя на експозиция. При газове и летливи течности е ключова вентилацията, а при прахове и размерът на частиците. Самото химично име не е достатъчно за оценка на риска.
Важно сравнение
Сравнението на сродни съединения показва, че малка промяна във функционалната група, степента на окисление или пространствения строеж може силно да промени полярност, реактивност, токсичност и приложение.