Азотен оксид

Азотният оксид е бинарно неорганично съединение с формула ${\ce {NO}}$. Представлява безцветен газ с остра миризма, практически неразтворим и нереагиращ с водата, но силно разтворим в CS₂, H₂SO₄ и етанол. Съединението е неутрален оксид. В индустриалната химия е част от производството на азотна киселина и амоняк.

Азотен оксид
Имена
По IUPAC	Азотен(II) оксид
Свойства
Формула	NO
Моларна маса	29,998 u
Външен вид	безцветен газ
Точка на топене	-164 °C
Точка на кипене	-152 °C
Парно налягане	3 470 000 Pa (20 °C)
Диполен момент	0,15 D
Термохимия
Стандартна енталпия на образуване	81 kJ/mol
Опасности
Основни опасности
NFPA 704	0 3 0 OX
Идентификатори
CAS номер	10102-43-9
PubChem	145068
ChemSpider	127983
Номер на ООН	1660
DrugBank	DB00435
KEGG	D00074
MeSH	D009569
ChEBI	16480
ChEMBL	CHEMBL1200689
RTECS	QX0525000
ATC	R07AX01
SMILES	[N]=O
InChI	1S/NO/c1-2
InChI ключ	MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N
UNII	31C4KY9ESH
Gmelin	451
Данните са при стандартно състояние на материалите (25 °C, 100 kPa), освен ако не е указано друго.
Азотен оксид в Общомедия

Физични и химични свойства

Строеж

Азотният оксид е най-простото съединение с нечетен брой електрони, което е мономер като газ, и термично стабилно, въпреки положителната енергия на Гибс. Съединението е парамагнитно, което се определя от несдвоения електрон на една молекулните орбитали: $KK[(\sigma _{s}^{2})(\pi 2_{x})(\pi _{y}^{2})(\sigma _{n}^{2})(\pi _{x}^{\star 1})]$. В течно и твърдо състояние димеризира. Доказано е наличието на цис-, който е по-стабилен, и транс-N₂O₂, който е червен и се получава в Люисови киселини като BCl₃, TiCl₄, SO₂ или HCl.

При 1100 – 1200 °C се разпада на съставящите го елементи. При високо налягане и 50 °C се диспропорционира:

${\ce {3NO -> N2O + NO2}}$

Йонизационната енергия на единичния електрон от $\pi _{x}^{\star 1}$ молекулната орбитала е сравнително ниска – 809,6 kJ/mol. Това позволява образуването на нитрозилен катион ${\ce {NO^+}}$ при реакции с халогените, халогениди, някои силни киселини и други неорганични съединения:

${\ce {NO + Cl2 -> NOCl + HCl}}$

${\ce {XeF2 + 2NO -> 2NOF + Xe}}$ (с примеси от XeF₄)

${\ce {2NO + 2H2SO4 + 1/2O2 -> 2NOHSO4 + H2O}}$

${\ce {2I2O5 + 10NO -> 5N2O4 + 2I2}}$

Окисление и редукция

Азотният оксид лесно се окислява от кислорода във въздуха, като реакцията се забавя при повишена температура:

${\ce {2NO -> N2O2 + O2 -> 2NO2}}$

Със силни окислители азотът повишава степента си на окисление до +5:

${\ce {5NO + 3KMnO4 + 6H2SO4 -> 5HNO3 + 3MnSO4 + 3KHSO4 + 2H2O}}$

В зависимост от редуктора, азотният оксид може да се редуцира до N₂O, N₂, NH₂OH, NH₃.

Координационна химия

Азотният оксид лесно реагира със съединения на преходните метали, като образува нитрозилкомплекси. Заместват се лиганди от вътрешната координационна сфера:

${\ce {[Fe(H2O)6]^2+ + NO -> [Fe(H2O)5NO]^2+ + H2O}}$

Нитрозилкомплексите са тъмно оцветени и се разлагат при нагряване. Предполага се, че могат да се използват като катализатори.

Производство

Лабораторно азотен оксид се получава при реакции на алкални нитрити:

${\ce {KNO2 + KI + H2SO4 -> NO + K2SO4 + H2O + 1/2 I2}}$

${\ce {6NaNO2 + 3H2SO4 -> 4NO + 2HNO3 + 2H2O + 3Na2SO4}}$

Екология

Азотният оксид се отделя при изгарянето на горива и е постоянен замърсител на атмосферата. Той се окислява от O₂ във въздуха до NO₂, който причинява киселинни дъждове.