VIII. CÁC OXIT CỦA NITƠ
2.Nitơ oxit: NO
Phân tử NO cĩ 11 electron hĩa trị, do đĩ cĩ 1 electron độc thân, nên cĩ tính thuận từ và các electron hĩa trị được sắp xếp trên các obitan phân tử tương ứng với cấu hình electron sau đây:
(σslk)2 (σsplk)2 (π px,ylk)4 (σpzlk)2 (π pxplk)1
Độ bội liên kết trong NO là 2,5, do đĩ cơng thức cấu tạo của nĩ được biểu diễn như sau:
b. Tính chất lí học
Vì cĩ độ bội liên kết lớn, nên phân tử NO khá bền, nĩ bền hơn N2O và chỉ bị phân hủy trên 10000C. Ở điều kiện thường NO là khí khơng màu, rất độc, ít tan trong nước, 1 lít
nước ở 00C hịa tan được 74 ml NO, khơng tạo được axit nào cả, khơng tác dụng với
kiềm và axit. Khĩ hĩa lỏng và rắn, nhiệt độ nĩng chảy là -1630C và nhiệt độ sơi là -1500C. Ở trạng thái lỏng và rắn thì nĩ cĩ màu xanh và cĩ khuynh hướng nhị hợp để tạo thành những phân tử N2O2 nghịch từ khơng bền.
c. Tính chất hĩa học
NO là chất khá hoạt động về mặt hĩa học.
Phản ứng oxi hĩa khử: NO cĩ khuynh hướng phĩng thích 1 electron trên obitan
πplk để cho ion nitrozoni bền. Về dẫn xuất của ion NO+ ta cĩ các muối NO+ClO4-, NO+HSO4-... NO cho phản ứng dễ dàng với halogen tạo thành nitrozil halogenua. Ion NO+ cĩ cùng số electron như phân tử CO và ion CN-, nên cĩ khả năng tạo các phức chất với kim loại chuyển tiếp, tuy ở mức độ kém hơn và trong các điều kiện hơi khác. Ví dụ như những hợp chất: Fe(NO2)2(CO)2, Co(CO)6NO.
2NO + X2→ 2NOX
Nitrozil clorua là khí màu nâu, độc hĩa lỏng ở -60C, hĩa rắn ở -600C, dễ tách nguyên tử clo ra, nên được dùng để clo hĩa các chất.
Trong dung dịch, nĩ bị thủy phân: NOCl + H2O → HNO2 + HCl
và đặc biệt là với oxi, NO bị oxi hĩa bỡi oxi của khơng khí nhanh chĩng để cho NO2
2NO + O2 2NO2
(khơng màu) (màu nâu)
(Phản ứng này hồn tồn theo chiều thuận ở nhiệt độ dưới 1500C và hồn tồn theo
chiều nghịch trên 6000C)
Những chất oxi hĩa mạnh như KMnO4, HClO và anhidrit cromic Cr2O3 oxi hĩa NO đến HNO3
NO cĩ tính oxi hĩa yếu, chỉ cĩ những chất khử mạnh như Mg, C, P mới cháy trong NO và tạo thành N2. Hỗn hợp NO và H2 gây nổ khi đun nĩng. Khí H2S khử NO đến N2, khí SO2 khử NO đến N2O.
2NO + 2H2S → N2 + 2S + 2H2O
2NO + SO2 → N2O + SO3
Ngồi tính chất oxi hĩa khử, NO cịn cĩ khả năng kết hợp với muối của nhiều kim loại chuyển tiếp để tạo thành các phức chất nitrozil:
FeSO4 + NO → [Fe(NO)]SO4 màu nâu đậm và khi đun nĩng dung dịch này, khí NO lại bay ra.
d. Điều chế
Trong tự nhiên NO được tạo thành khi cĩ phĩng điện do sấm sét theo phản ứng gốc tự do dây chuyền
O2 + hν → O + O
O + N2 → NO + N
N + O2 → NO + O
Trong phịng thí nghiệm, người ta điều chế NO bằng cách cho HNO3 lỗng tác dụng với Cu
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Trong cơng nghiệp, người ta điều chế NO bằng cách oxi hĩa NH3 (5000C và xt Pt)
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
Phản ứng này được dùng để điều chế axit nitric