Введение

Полиатомный ион

Ион нитрония, [NO2]+, является катионом. Это ион ония, поскольку его атом азота имеет заряд +1, аналогично иону аммония [NH4]+. Он образуется в результате удаления электрона из парамагнитной молекулы диоксида азота NO2 или протонирования азотной кислоты HNO3 (с выделением H2O). Он достаточно стабилен для существования в нормальных условиях, но обычно реакционноспособен и широко используется в качестве электрофила при нитровании других веществ. Ион генерируется *in situ* для этой цели путем смешивания концентрированной серной кислоты и концентрированной азотной кислоты в соответствии со следующим равновесием:

H2SO4 + HNO3 → HSO4− + [NO2]+ + H2O

Структура

Ион нитрония изоэлектронен двуокиси углерода и закиси азота, имеет ту же линейную структуру и угол связи в 180°. По этой причине его вибрационный спектр схож со спектром двуокиси углерода. Исторически ион нитрония был впервые обнаружен с помощью спектроскопии Рамана, поскольку его симметричное колебание активно в рамановском спектре, но не активно в инфракрасном. Именно рамановски активное симметричное колебание впервые было использовано для идентификации иона в нитрующих смесях.

Соли

Можно выделить несколько стабильных солей нитрония с анионами слабой нуклеофильности. К ним относятся перхлорат нитрония [NO2]+[ClO4], тетрафторборат нитрония [NO2]+[BF4], гексафторфосфат нитрония [NO2]+[PF6], гексафторарсенат нитрония [NO2]+[AsF6] и гексафторантимонат нитрония [NO2]+[SbF6]. Все они – очень гигроскопичные соединения. Твердая форма пентаоксида азота N2O5 фактически состоит из ионов нитрония и нитрата, поэтому это ионное соединение, нитрат нитрония [NO2]+[NO3]−, а не молекулярное твердое вещество. Однако пентаоксид азота в жидком или газообразном состоянии является молекулярным и не содержит ионов нитрония.

Сродственные виды

Соединения фторида нитрила, NO2F, и хлорида нитрила, NO2Cl, не являются солями нитрония, а молекулярными соединениями, что подтверждается их низкими температурами кипения (−72 °C и −6 °C соответственно) и малыми длинами связи азот-галоген (N–F 135 пм, N–Cl 184 пм). Присоединение одного электрона приводит к образованию нейтрального нитрил-радикала, NO2•; фактически, он достаточно стабилен и известен как диоксид азота. Соответствующим отрицательно заряженным видом является ион нитрита, NO2(−).