叠氮化合物

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叠氮根离子的结构,蓝框内表示的是大π键

叠氮化合物无机化学中,指的是含有叠氮根离子的化合物(N3);在有机化学中,则指含有叠氮基(-N3)的化合物。

叠氮根离子[编辑]

叠氮根离子为直线型结构,属 D∞h 点群,价电子数为16,和NCN2−离子、CNO离子、NCO离子,CO2分子是等电子体。叠氮根离子的化学性质类似于卤离子,例如白色的 AgN3Pb(N3)2 难溶于水。作为配体能和金属离子形成一系列配合物,如Na2[Sn(N3)6]、Cu(N3)2(NH3)2[1]

无机叠氮化物[编辑]

绝大多数叠氮化物进行爆炸分解,但也可通过热化学光化学或放电法使其缓慢分解。爆炸分解的结果是产生相应的单质,分解热即相当于该化合物的标准生成焓

有些分解产生氮化物

3LiN3 → Li3N + 4N2

叠氮化氢的热分解若在1000oC及低压条件下进行,产物收集在用液氮冷却的表面上,则反应为:

6HN3 → 7N2 + H2 + (NH)4

碱金属叠氮并不爆炸,只是缓慢分解:

2NaN3 → 2Na + 3N2

重金属叠氮化物的分解是由于叠氮根离子的激发,结果一个电子跃迁到导带,产生叠氮基。基态的叠氮基解离成基态的N和N2选律禁阻的,解离成激发态的N和N2虽是选律允许的,但需要259kJ/mol的能量,因此在常温下并不重要。两个叠氮基之间的相互作用也是选律允许的,并且是个放热的的过程,因此可以认为这一步在固体离子型叠氮化物的分解中是重要的一步。

叠氮化物迅速分解能导致爆炸点火或起爆,但原因尚不清楚。

叠氮化钠被用于汽车的安全气囊内,叠氮化铅被用作起爆剂

叠氮根配位化合物[编辑]

桥式配位的Zn(N3)2(C5H5N)2

叠氮根离子可以以端基橋基的方式与金属离子相结合:

叠氮根离子和金属离子的结合方式,第一个为端基,后两个为桥基。

已知端基配位的较多,桥式的较少。

有机叠氮化合物[编辑]

有机叠氮化合物

有机叠氮化合物的端基碳具有亲核性,并且不稳定容易放出氮气Curtius重排反应即经过酰基叠氮中间体。

有些叠氮化合物是1,3-偶极体,可进行环加成反应

参见[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ 刘新锦等.无机元素化学(第二版) 氮族元素.北京:科学出版社.2010.01 ISBN 978-7-03-026399-5
  • 宋天佑等.《无机化学》下册.北京:高等教育出版社,2004年. ISBN 7-04-015582-6
  • 张青莲等.《无机化学丛书》第四卷,氮磷砷分族.北京:科学出版社,1984年.

外部链接[编辑]