Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Полиатомдық ион
Polyatomic ion
Нитроний ионы, |auto=1|[NO2]+, – катион. Ол оний ионы, себебі оның азот атомы аммоний ионына ұқсас +1 зарядқа ие. Ол парамагниттік азот диоксиді |NO2 молекуласынан электронды алып тастау арқылы немесе азот қышқылы |HNO3 протондалуымен (H2O алынып тасталғанда) түзіледі. Бұл ион қалыпты жағдайларда жететіндей тұрақты, бірақ көбінесе реакцияға бейім және басқа заттарды нитраттауда электрофил ретінде кеңінен қолданылады. Осы мақсат үшін ион теріс концентрацияланған күкірт қышқылы мен концентрацияланған азот қышқылын араластыру арқылы орнында түзіледі:
The nitronium ion, |auto=1|[NO2]+, is a cation. It is an onium ion because its nitrogen atom has +1 charge, similar to ammonium ion |[NH4]+. It is created by the removal of an electron from the paramagnetic nitrogen dioxide molecule |NO2, or the protonation of nitric acid |HNO3 (with removal of |H2O). It is stable enough to exist in normal conditions, but it is generally reactive and used extensively as an electrophile in the nitration of other substances. The ion is generated in situ for this purpose by mixing concentrated sulfuric acid and concentrated nitric acid according to the equilibrium:
|H2SO4 + HNO3 → HSO4− + [NO2]+ + H2O
|H2SO4 + HNO3 → HSO4− + [NO2]+ + H2O
Құрылымы
Нитроний ионы көмірқышқыл газы және азот оксидімен изоэлектронды, сондай-ақ 180° сызықтық құрылым мен байланыс бұрышына ие. Осы себепті, оның тербеліс спектрі көмірқышқыл газына ұқсас. Тарихи тұрғыдан алғанда, нитроний ионы Раман спектроскопиясы арқылы анықталды, себебі оның симметриялық созылуы Раман активті, бірақ инфрақызыл активті емес. Раман активті симметриялық созылу алғаш рет нитраттау қоспаларындағы ионды анықтау үшін пайдаланылды.
The nitronium ion is isoelectronic with carbon dioxide and nitrous oxide, and has the same linear structure and bond angle of 180°. For this reason it has a similar vibrational spectrum to carbon dioxide. Historically, the nitronium ion was detected by Raman spectroscopy, because its symmetric stretch is Raman active but infrared inactive. The Raman active symmetrical stretch was first used to identify the ion in nitrating mixtures.
Тұздары
Нүклеофилдігі әлсіз аниондары бар бірнеше тұрақты нитроний тұздарын бөліп алуға болады. Оларға нитроний перхлораты [NO2]+[ClO4], нитроний тетрафторбораты [NO2]+[BF4], нитроний гексафторфосфаты [NO2]+[PF6], нитроний гексафторарсенаты [NO2]+[AsF6] және нитроний гексафторантимонат [NO2]+[SbF6] жатады. Бұлардың бәрі өте гигроскопиялық қосылыстар. Динитроген пентоксидтің N2O5 қатты күйі шындығында нитроний және нитрат иондарынан тұрады, сондықтан ол иондық қосылыс, нитроний нитраты [NO2]+[NO3]−, молекулалық қатты зат емес. Дегенмен, динитроген пентоксиді сұйық немесе газ күйінде молекулалық болып келеді және нитроний иондарынан тұрмайды.
A few stable nitronium salts with anions of weak nucleophilicity can be isolated. These include nitronium perchlorate |[NO2]+[ClO4] , nitronium tetrafluoroborate |[NO2]+[BF4] , nitronium hexafluorophosphate |[NO2]+[PF6] , nitronium hexafluoroarsenate |[NO2]+[AsF6] , and nitronium hexafluoroantimonate |[NO2]+[SbF6] These are all very hygroscopic compounds. The solid form of dinitrogen pentoxide, |N2O5, actually consists of nitronium and nitrate ions, so it is an ionic compound, nitronium nitrate |[NO2]+[NO3]−, not a molecular solid. However, dinitrogen pentoxide in liquid or gaseous state is molecular and does not contain nitronium ions.
Туысқан түрлері
Нитрил фториді, NO2F және нитрил хлориді, NO2Cl қосылыстары нитроний тұздары емес, молекулалық қосылыстар болып табылады, бұл олардың төмен қайнау температуралары (-72 °C және -6 °C) және азот-галоген байланыстарының қысқа ұзындығы (N–F 135 пм, N–Cl 184 пм) арқылы анықталады. Бір электрон қосылғанда бейтарап нитрил радикалы, NO2• пайда болады; іс жүзінде, бұл тұрақты және азот диоксиді ретінде белгілі. Оған қатысты теріс зарядталған түрі – NO2(−), нитрит ионы.
The compounds nitryl fluoride, |NO2F, and nitryl chloride, |NO2Cl, are not nitronium salts but molecular compounds, as shown by their low boiling points (−72 °C and −6 °C respectively) and short nitrogen–halogen bond lengths (N–F 135 pm, N–Cl 184 pm). Addition of one electron forms the neutral nitryl radical, |NO2•; in fact, this is fairly stable and known as the compound nitrogen dioxide. The related negatively charged species is |NO2(−), the nitrite ion.