一氧化二氮

一氧化二氮
	IUPAC名; Dinitrogen monoxide
别名	笑氣，氧化亞氮
识别
CAS号	10024-97-2
PubChem	948
SMILES	N#[N+][O-];
InChI	InChI=1/N2O/c1-2-3;
ChEBI	17045
RTECS	QX1350000
KEGG	D00102
ATC代码	N01AX13
性质
化学式	N2O
摩尔质量	44.0128 g·mol−1
外观	无色气体
密度	1.2228 g/cm3（液态）; 1.8 g/L（气态，标准状态）
熔点	-90.86 °C (182.29 K)
沸点	-88.48 °C (184.67 K)
溶解度（水）	0.15 g/100 ml (15 °C)
溶解度	易溶於乙醇，醚，硫酸
log P	0.35
蒸氣壓	5150 kPa (20 °C)
结构
分子构型	直线型
偶极矩	0.166D
热力学
ΔfHmo298K	+82.05
药理学
消除半衰期	5 分钟
妊娠分类	C（美）
危险性
警示术语	R：R8
安全术语	S：S38
欧盟编号	氧化劑 [O]
NFPA 704	0 2 0 OX
相关物质
相关化学品	一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮、硝酸、亞硝酸
	若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。

一氧化二氮（Nitrous oxide），无色有甜味气体，又称笑气，是一种氧化剂，化学式N₂O，在一定条件下能支持燃烧，但在室温下稳定，有轻微麻醉作用，其麻醉作用于1799年由英国化学家汉弗莱·戴维发现。该气体早期被用于牙科手术的麻醉，現用在外科手術和牙科其麻醉和鎮痛作用。“笑氣”的名稱是由於吸入它會感到欣快，并能致人发笑。一氧化二氮能溶于水、乙醇、乙醚及浓硫酸。它也可以用來作為火箭和賽車的氧化劑，以及增加發動機的輸出功率。需要注意的是，一氧化二氮是一种强大的温室气体，它的效果是二氧化碳的296倍。

結構 [编辑]

一氧化二氮的分子是直线型结构。其中一个氮原子与另一个氮原子相连，而第二个氮原子又与氧原子相连。它可以被认为是

$\mbox{N} \equiv \mbox{N}^+ - \mbox{O}^-$ 和 $\mbox{N}^-= \mbox{N}^+= \mbox{O}\;$

的共振杂化体。注意不要将一氧化二氮和其他的氮氧化物混淆，比如二氧化氮NO₂和一氧化氮NO。将一氧化二氮与沸腾汽化的碱金属反应可以生成一系列的亚硝酸盐，在高温下，一氧化二氮也可以氧化有机物。

历史 [编辑]

这种气体是约瑟夫·普利斯特里在1772年发现的。汉弗莱·戴维自己和他的朋友，包括诗人柯爾律治和罗伯特·骚塞在16世纪 90年代试验了这种气体。他们發現一氧化二氮能使病人丧失痛觉，而且吸入后仍然可以保持意識，不会神志不清。不久後笑氣就被當作麻醉剂使用，尤其在牙醫師領域。因為通常牙醫師無專職的麻醉師，而診療過程中常需要病患保持清醒，並能依命令做出口腔反應，故在此氣體給牙醫師帶來極大的便利。

生成 [编辑]

方法1：小心加热硝酸铵可以生成一氧化二氮和水。

$\rm NH_4NO_3 \stackrel{\Delta}{=\!=\!=\!=} N_2O \uparrow + 2H_2O$

这个反应需要控制温度于170-240 °C之间。快速加热或加热温度过高时，硝酸铵可能会爆炸性分解为氮气、氧气和水，从而造成危险。硝酸銨為農業肥料的成分之一，會慢慢的分解，產生一氧化二氮，而釋放到大氣中。

方法2：用锌（或其他金属）和适当浓度的稀硝酸反应可生成硝酸盐、一氧化二氮和水。

$\rm 4Zn+10HNO_3 {=\!=\!=\!=} 4Zn(NO_3)_2+N_2O+5H_2O$

太浓的硝酸会产生NO₂气体或是NO气体，所以此反应需要控制硝酸的浓度。

應用 [编辑]

增加車輛速度 [编辑]

使用氮氧加速系统的改裝車輛將一氧化二氮送入引擎，遇熱分解成氮氣和氧氣，提高引擎燃燒率，增加速度。氧气有助燃作用，加快燃料燃烧。

火箭氧化劑 [编辑]

一氧化二氮可以用作火箭氧化劑。這比其他氧化劑優勢化處是因為它是無毒的，在室溫下穩定，易於儲存和相對安全地進行飛行。第二個好處是可以很容易分解成呼吸的空氣。

用作麻醉劑 [编辑]

醫生會讓病人吸入一氧化二氮和氧氣，以降低對疼痛的感覺，同時讓病人在清醒狀態。

安全性 [编辑]

人可能因為在吸入笑氣时氧氣過少而引起突然的窒息。暴露於笑氣中會短時間導致智力，視聽能力，手的靈活度降低。長期接觸可引起維生素B缺乏症，肌肉麻痺等。

一氧化二氮的主要安全隐患在于，它是一种有分解性的麻醉剂，而且通常以加压液化的形式储存。在正常儲存時，它是很稳定的，使用起来也很安全。但是如果错误地使用，它会很容易分解而且很有可能爆炸。液态的一氧化二氮是有机物的良好溶剂，不过用它制成溶液有可能会生成一些对外界刺激敏感的爆炸性物质。一部分火箭事故由于一氧化二氮被燃料污染而发生，少量的一氧化二氮和燃料的混合物发生爆炸，随即引起剩余一氧化二氮的爆炸性分解。

經常吸入一氧化二氮，被證明會產生神經毒性，損害腦部。