Tlenek azotu - V - Polski Serwis Naukowy

Tlenek azotu(V) (N2O5) – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków azotu, w którym atom azotu występują na formalnym stopniu utlenienia +5.

Właściwości

Tlenek azotu(V) w temperaturze pokojowej występuje w formie białych kryształków i ma temperaturę topnienia ok. 41 °C. Jest związkiem nietrwałym rozkładającym się spontanicznie w temperaturze pokojowej do tlenku azotu(IV) i tlenu. Z mocnymi kwasami daje sole nitroniowe i kwas azotowy, np.

Bezwodniki kwasowe – grupa związków chemicznych, które w wyniku praktycznej lub teoretycznej reakcji z wodą tworzą kwasy zarówno organiczne jak i nieorganiczne. Formalnie bezwodnikiem kwasowym jest cząsteczka powstająca po usunięciu dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu z cząsteczki kwasu.

Stopień utlenienia (liczba utlenienia) – formalna wartość ładunku atomu w związku chemicznym przy założeniu, że wszystkie wiązania chemiczne w danej cząsteczce mają charakter wiązań jonowych. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w cząsteczce obojętnej oraz dla wolnych pierwiastków wynosi 0, a w jonach ma wartość ładunku jonu.

HClO4 + N2O5 → NO2ClO4 + HNO3

Związek ten reaguje gwałtownie z wodą, jest bezwodnikiem kwasu azotowego. Ze względu na jego nietrwałość nie znajduje on w formie czystej praktycznych zastosowań.

Otrzymywanie

W warunkach laboratoryjnych otrzymuje się go przez ostrożne odwodnienie kwasu azotowego tlenkiem fosforu(V): 2 HNO3 + P2O5 → 2 HPO3 + N2O5

Inne metody syntezy to utlenianie tlenku azotu(IV) lub innych niższych tlenków azotu ozonem oraz reakcje azotanu srebra z chlorem lub chlorkiem fosforylu (POCl3) na gorąco, np.

Azot (N, łac. nitrogenium) – pierwiastek chemiczny z grupy niemetali. Zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 0,0019%. Stabilnymi izotopami azotu są 14N i 15N. Azot w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki N2. W cząsteczce tej dwa atomy tego pierwiastka są połączone ze sobą wiązaniem potrójnym. Azot jest podstawowym składnikiem powietrza (78,09% objętości). Wchodzi w skład wielu związków, takich jak: amoniak, kwas azotowy, azotany oraz wielu ważnych związków organicznych (kwasy nukleinowe, białka i wiele innych). Azot w fazie stałej występuje w sześciu odmianach alotropowych nazwanych od kolejnych liter greckich (α, β, γ, δ, ε, ζ). Najnowsze badania wykazują prawdopodobne istnienie kolejnych dwóch odmian (η, θ).

Sole - związki chemiczne powstałe w wyniku całkowitego lub częściowego zastąpienia w kwasach atomów wodoru innymi atomami, bądź grupami o właściwościach elektrofilowych, np. kationy metali, jony amonowe i inne postaci XR4+ (gdzie X = {N, P, As, ...}, R - dowolna grupa organiczna) itp. Sole znalazły liczne zastosowania jako nawozy sztuczne, w budownictwie, komunikacji, przemyśle spożywczym i wielu innych. Sole występują w przyrodzie, jako minerały lub w organizmach żywych w roztworach płynów ustrojowych.

2 AgNO3 + Cl2 → AgCl + 2 NO2Cl + O2 AgNO3 + NO2Cl → AgCl + N2O5

Budowa

W zależności od warunków, tlenek azotu(V) może występować w dwóch formach, kowalencyjnej i jonowej: N2O5 ⇌ [NO2][NO3]

W stanie gazowym i w rozpuszczalnikach niepolarnych (np. w CCl4) N2O5 ma prawdopodobnie budowę kowalencyjną z mostkiem tlenowym łączącym atomy azotu (N-O-N). Badania rentgenograficzne dowiodły, że w stanie stałym ma on strukturę jonową: [NO2][NO3] – jest więc solą, azotanem nitroniowym. Szybkie schłodzenie gazowego N2O5 pozwala na uzyskanie metastabilnej kowalencyjnej formy związku w stanie stałym, która w temperaturze powyżej -70 °C przechodzi egzotermicznie w formę jonową.

Azotan(V) srebra(I) (inaczej lapis od łac. lapis infernalis – kamień piekielny), AgNO3 – nieorganiczny związek chemiczny, sól kwasu azotowego i srebra. Związek ten został odkryty przez Alberta Wielkiego.

Ozon, tritlen (O3) - jedna z odmian alotropowych tlenu, posiadające silne własności aseptyczne i toksyczne. Stosowany jest przy wyjaławianiu wody oraz pełni ważną rolę w pochłanianiu części promieniowania ultrafioletowego dochodzącego ze Słońca do Ziemi (patrz dziura ozonowa).

Przypisy

Tlenek azotu(V) – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001), Inorganic Chemistry, San Diego: Academic Press, (ang.), ISBN 0-12-352651-5

Bibliografia

Adam Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, cz. 2, str. 662, PWN, Warszawa 1994, ISBN 83-01-06542-7

Linus Pauling, Peter Pauling, Chemia, str. 229, PWN, Warszawa 1998, ISBN 83-01-12267-6

Philip John Durrant, Bryl Durrant, Zarys współczesnej chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa 1965