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词条 叠氮化物
释义

§ 简介

叠氮根离子的结构,蓝框内表示的是大π键。

叠氮化合物在无机化学中,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。通式为R(N3)x。R表示几乎所有的金属原子、氢原子、卤素原子、铵基(NH4)及有机基团(如甲基、苯基、酰基等)。叠氮基(-N3)具有链状结构(N=N=N),例如叠氮化钠(Na-N=N-N)、叠氮苯(C6H5-N=N=N)。所有重金属叠氮化物、叠氮酸、有机叠氮化物及绝大多数轻金属叠氮化物都不稳定,容易发生爆炸,需避光和防止受热和震撞。碱金属和碱土金属的叠氮化物是水溶性的;叠氮化钠是生产重要起爆剂叠氮化铅和其他叠氮化物的原料。

氢叠氮酸的衍生物。通常为无色液体,中性,可被浓酸破坏,化学性质与卤素的相应化合物类似。大多数叠氮化物不稳定,对震动十分敏感。例如,叠氮化铅Pb(N3)2受热到350℃或受撞击时就发生爆炸,可在雷管中做起爆剂。碱金属和碱土金属的叠氮化物溶于水。常用叠氮化钠NaN3作为生产铅、银或铜等的叠氮化物的原料。叠氮化钠是有毒的晶状固体,约在300℃分解。

工业上是将氧化二氮通入熔融的氨基钠来制取: 2NaNH2+N2O─→NaN3+NH3+NaOH

碱金属的叠氮化物也可由碱金属与氮直接反应制取。但当温度较高时,则又强烈分解为金属和氮或生成碱金属的氮化物。

§ 叠氮根离子

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,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 AgN3 和 Pb(N3)2 难溶于水。

§ 无机叠氮化物

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是选律禁阻的,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

桥式配位的Zn(N3)2(C5H5N)2 叠氮根离子可以以端基或桥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

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。

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更新时间:2025/2/22 19:37:36