疊氮化合物

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疊氮根離子的結構,藍框內表示的是大π鍵

疊氮化合物無機化學中,指的是含有疊氮根離子的化合物(N3-);在有機化學中,則指含有疊氮基(-N3)的化合物。

疊氮根離子[編輯 | 編輯原始碼]

疊氮根離子為並非直線型結構,不論是離子型態抑或是有機物皆有微微彎曲(約172°),屬 D∞h 點群,價電子數為16,和NCN2−離子、CNO離子、NCO離子,CO2分子是等電子體。疊氮根離子的化學性質類似於鹵離子,例如白色的 AgN3Pb(N3)2 難溶於水。作為配體能和金屬離子形成一系列配合物,如Na2[Sn(N3)6]、Cu(N3)2(NH3)2[1]

無機疊氮化物[編輯 | 編輯原始碼]

絕大多數疊氮化物進行爆炸分解,但也可通過熱化學光化學或放電法使其緩慢分解。爆炸分解的結果是產生相應的單質,分解熱即相當於該化合物的標準生成焓

有些分解產生氮化物

3LiN3 → Li3N + 4N2

疊氮化氫的熱分解若在1000oC及低壓條件下進行,產物收集在用液氮冷卻的表面上,則反應為:

6HN3 → 7N2 + H2 + (NH)4

鹼金屬疊氮並不爆炸,只是緩慢分解:

2NaN3 → 2Na + 3N2

重金屬疊氮化物的分解是由於疊氮根離子的激發,結果一個電子躍遷到導帶,產生疊氮基。基態的疊氮基解離成基態的N和N2選律禁阻的,解離成激發態的N和N2雖是選律允許的,但需要259kJ/mol的能量,因此在常溫下並不重要。兩個疊氮基之間的相互作用也是選律允許的,並且是個放熱的的過程,因此可以認為這一步在固體離子型疊氮化物的分解中是重要的一步。

疊氮化物迅速分解能導致爆炸點火或起爆,但原因尚不清楚。

疊氮化鈉被用於汽車的安全氣囊內,疊氮化鉛被用作起爆劑

疊氮根配位化合物[編輯 | 編輯原始碼]

橋式配位的Zn(N3)2(C5H5N)2

疊氮根離子可以以端基橋基的方式與金屬離子相結合:

疊氮根離子和金屬離子的結合方式,第一個為端基,後兩個為橋基。

已知端基配位的較多,橋式的較少。

有機疊氮化合物[編輯 | 編輯原始碼]

有機疊氮化合物

有機疊氮化合物的端基碳具有親核性,並且不穩定容易放出氮氣Curtius重排反應即經過酰基疊氮中間體。

有些疊氮化合物是1,3-偶極體,可進行環加成反應

參見[編輯 | 編輯原始碼]

參考資料[編輯 | 編輯原始碼]

  1. 劉新錦等.無機元素化學(第二版) 氮族元素.北京:科學出版社.2010.01 ISBN 978-7-03-026399-5
  • 宋天佑等.《無機化學》下冊.北京:高等教育出版社,2004年. ISBN 7-04-015582-6
  • 張青蓮等.《無機化學叢書》第四卷,氮磷砷分族.北京:科學出版社,1984年.

外部連結[編輯 | 編輯原始碼]