NO2+ on Nitroniumionina tunnettu kationi. Siinä on + 1-varaus poistamalla elektronista muodostuu typpidioksidimolekyyli, joka voidaan saavuttaa myös typpihapon protonoinnilla. Olet saattanut kysyä, onko NO2+ polar vai ei. Tässä artikkelissa vastaan tähän kysymykseen ja selitän myös sen ominaisuuksia ja niiden sovelluksia.

Onko NO2+ polaarinen vai ei-polaarinen? NO2+ (Nitroniumioni) on luonteeltaan ei-polaarinen, koska sillä on lineaarinen geometrinen rakenne, jonka vuoksi vastakkaisten no-sidosten napaisuus kumoutuu keskenään, jolloin muodostuu ei-polaarinen NO2+ – ioni.

Nitroniumioni on normaaliolosuhteissa stabiili ioni. Mutta sitä käytetään myös laajalti elektrofiilinä erilaisten yhdisteiden nitrauksessa.

nitroniumionin rakenne on lineaarinen ie; sidoskulma 180 astetta. Se on isoelektroninen typpihapolle ja hiilidioksidille.

kahden molekyylin sanotaan olevan isoelektronisia keskenään, kun niillä on identtinen elektroninen konfiguraatio ie; samat valenssielektronit ja sama geometrinen rakenne.

Nitroniumioni (NO2+) raportoitiin ensin Ramanspektroskopialla.

no2+ – ionin systemaattinen IUPAC-nimi on Dioksidonitrogeeni(1+).

Nitroniumionin molekyylimassa lasketaan siten, että

moolimassa NO2+ = 1 * 14 (moolimassa N) + 2 * 16 (moolimassa O) = 46,005 g·mol−1.

no2 + – ionin+ 1-varaus osoittaa sen suuren elektronien affiniteetin. No2+ – kationi on varauksen osalta samanlainen kuin NH4+ (Ammoniumioni).

Jos puhutaan varausjakaumasta koko molekyylissä, termi elektronegatiivisuus on tärkeä tekijä.

atomin elektronegatiivisuus on sen vahvuus houkutella sidoselektroneja sitä kohti.

no2+ – ionissa hapen elektronegatiivisuus on 3,44 ja typen 3,04. Tästä erosta johtuen NO-sidos takaa jonkin nollasta poikkeavan Dipolimomentin hapen suuntaan.

näin ollen happi kuljettaa suuremman osan varauksesta ja saa osittaisen negatiivisen varauksen, kun taas typpiatomi saa positiivisen varauksen.

toisaalta Nitroniumionin muoto on lineaarinen, minkä vuoksi yhdenkään sidoksen dipolit ovat vastakkaissuuntaisia ja ne kumoavat toisensa, jolloin nettodipoli on nolla.

tämän seurauksena NO2+ – ioni on luonteeltaan ei-polaarinen.

Mitä ovat polaariset ja ei-polaariset molekyylit?

sidokset voivat olla seuraavanlaisia, joilla molekyylit

• kovalenttiset sidokset
• Ionisidokset
• Metallisidokset
• vetysidokset

edellä mainituista kovalenttiset ja ionisidokset ovat vahvimpia.
Nitroniumionin tapauksessa typpi-ja happiatomien välillä on kovalenttinen sidos.

kovalenttiset sidokset voivat olla polaarisia tai ei-polaarisia riippuen eri tekijöistä, joita käsitellään lyhyesti alla alaotsikossa.

polaariset molekyylit: molekyylit ovat luonteeltaan polaarisia, jos atomeilla on epäyhtenäinen varausjakauma siinä. Nämä kaksi atomia muodostavat napaisen kovalenttisen sidoksen, jos ne jakavat keskenään sidotut elektroniparit epätasa-arvoisesti.

näiden molekyylien atomit eroavat toisistaan elektronegatiivisuudessaan. Siksi erittäin elektronegatiivinen atomi vetää sidottua elektroniparia hieman enemmän sitä kohti ja saa osittaisen negatiivisen varauksen.

esimerkkejä tällaisista molekyyleistä ovat HBr, OF2 jne. Voit myös tarkistaa syyn OF2: n napaisuuteen.

Nonpolaariset molekyylit: molekyylien sanotaan olevan nonpolaarisia, jos atomeilla on yhtä suuri varausjakauma niissä. Kaksi kovalenttisesti sitoutunutta atomia muodostavat ei-polaarisen molekyylin, jos atomien elektronegatiivisuus on yhtä suuri.

tämän seurauksena niillä on yhtä suuri varausosuus sitoutuneista elektronipareista. Molemmilla atomeilla on yhtäläinen ote sidoselektroneihin.

esimerkkejä tällaisista molekyyleistä ovat NO2+, CO2 jne.

syy CO2: n ja NO2+: n ei-napaisuuteen on sama.

huomautus: voi olla mahdollista, että ei-polaarisella molekyylillä on sen sisällä polaarisidoksia. Symmetrisen muodon vuoksi napaisuus peruuntuu. Esimerkiksi fosforipentakloridi (PCl5).

miksi NO2+ on ei-polaarinen molekyyli?

Nitroniumioni on luonteeltaan ei-polaarinen lähinnä lineaarisen rakenteensa vuoksi.

typpi-ja Happiatomeilla on epäyhtenäinen elektronegatiivisuus eli epäyhtenäinen varausjakauma molemmilla.

tämän seurauksena molemmat ilman sidoksia takaavat, ettei siinä ole Nollaa dipolia, ja dipolimomentin suunta on kohti happea.

Tämä johtuu siitä, että dipoli on vektorisuure. Sillä on sekä suunta että suuruus. Dipolin suunta on peräisin Pienemmästä elektronegatiivisesta atomista korkeampaan elektronegatiiviseen atomiin.

mutta mikä tärkeintä, no2+ – ionin lineaarisen rakenteen vuoksi vastakkaisten no-sidosten dipolit kumoutuvat keskenään.

nitroniumioni on siis ei-polaarinen molekyyli.

näitä tekijöitä ovat geometrinen rakenne, elektronegatiivisuus ja dipoli, joka määrittää, onko molekyyli polaarinen vai ei.

molekyylin polaarisuuteen vaikuttavat tekijät

Jos haluat tarkistaa molekyylin polaarisuuden, sinun tarvitsee vain tietää alla olevat kolme pistettä molekyylistä. Tarkastakaamme alla, mitä ne oikeastaan tarkoittavat.

elektronegatiivisuus: se on termi, jolla määritellään atomin vahvuus, joka vetää sitoutunutta elektroniparia sitä kohti. Suurempi ero kahden kovalenttisesti sidotun atomin elektronegatiivisuuden välillä on enemmän sidoksen napaisuus.

molekyylin polaarisuus on suoraan verrannollinen molekyylin muodostavien atomien elektronegatiivisuuden erotukseen.

dipolimomentti: se on molekyylin napaisuuden mitta. Suurempi molekyylin dipoliarvo on enemmän sen napaisuus.
sen SI-yksikkö on Debye, jota merkitään D. matemaattisesti se lasketaan varauksen tulona ja niiden välisenä etäisyytenä.

geometrinen rakenne: Molekyylin muoto määrää sen polaarisuuden, koska symmetrisesti muotoiltu molekyyli on ei-polaarinen ja epäsymmetrisesti muotoiltu molekyyli pyrkii olemaan polaarinen.

Tämä johtuu siitä, että muodoltaan symmetrisillä molekyyleillä on nolla nettodipolimomenttia, koska jos molekyylissä on ei-nolladipoleja sen sisällä, ne kumoavat toisensa.

alla on kuva Nitroniumionin geometrisesta rakenteesta.

ominaisuudet NO2+

• tämä on luonnossa erittäin myrkyllinen kaasu. Sille altistuminen voi johtaa vakaviin terveysongelmiin, kuten kuolemaan.
  Nitroniumionin molekyylimassa on 46,006 g / mol.
• sillä on suuri elektronien affiniteetti johtuen siihen kohdistuvasta +1-varauksesta. Siksi toimii elektrofiilinä erilaisissa reaktioissa.

no2+

• sitä käytetään laajalti elektrofiilinä muiden kemiallisten yhdisteiden nitrausprosessissa.
• tätä kationia käytetään valmistettaessa erilaisia suoloja, kuten nitroniumperkloraattia (NO+2clo−4), nitroniumtetrafluoriboraattia (NO+2BF−4), jota käytetään erilaisiin teollisiin tarkoituksiin.

johtopäätös

no2+ (Nitroniumioni) on lineaarisen muotoinen molekyyli ja elektrofiili suuren elektroniaffiniteettinsä vuoksi.

NO2+ – ionissa happi on elektronegatiivisempi kuin typpiatomit.

tämän seurauksena yksikään sidos ei ole polaarinen, mutta no2+: n symmetrisen lineaarisen geometrian vuoksi vastakkaisissa suunnissa olevat dipolit kumoutuvat keskenään, mikä johtaa koko molekyylin netto-nolla-dipolimomenttiin.

näin ollen NO2+ (Nitroniumioni) on nonpolaarinen.