Pytanie:
Dlaczego N (OH) 3 nie istnieje?
Aniruddha Deb
2020-02-04 15:22:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hydroliza tetrahalogenków z grupy 15 daje nam ich wodorotlenki poprzez mechanizm $ \ ce {S_ {N ^ 2}} $ : $$ \ ce {PCl3 + 3H2O -> H3PO3 + 3HCl} $$ Trichlorek azotu daje jednak inny zestaw produktów, nie tworząc trihydroksydu zgodnie z oczekiwaniami. $$ \ ce {NCl3 + 3H2O -> NH3 + 3HOCl} $$

Trochę badań doprowadziło mnie do dokładnie tego samego pytania ( z 2 niezadowalającymi odpowiedziami) i ten artykuł, który twierdzi, że istnieje, ale nie mogę go przeczytać. Dlaczego $ \ ce {N (OH) 3} $ nie istnieje?

Inną podobną myślą jest ogólnie istnienie gem-dioli, które są dość niestabilne, a także $ \ ce {C (OH) 4} $ , który wydaje się nie istnieć jako dobrze. Czy to nienormalna właściwość elementów okresu 2? Wszystkie inne pierwiastki z grupy 14 i 15 tworzą trwałe wodorotlenki, podczas gdy pierwsi członkowie nie wydają się to robić.

Mylisz dwa zupełnie różne i niezwiązane ze sobą pytania.Kierunek hydrolizy zależy od różnicy elektroujemności.Rzeczywiście, dlaczego hydroliza PCl3 nie kończy się w PH3 i HOCl?To jest ** nie **, ponieważ PH3 lub HOCl nie istnieją;w rzeczywistości oboje to robią.To dlaczego?
Kiedy mówisz, że cząsteczka taka jak $ \ ce {N (OH) 3} $ nie istnieje, musisz również określić, w jakich warunkach.$ \ ce {N (OH) 3} $ z pewnością nie istnieje w roztworze wodnym, ale w wolnej przestrzeni prawdopodobnie tak jest.
To, co renderujesz jako $ \ ce {H3PO3} $ [nie jest przeważnie $ \ ce {P (OH) 3} $ też] (https://en.wikipedia.org/wiki/Phosphorous_acid).W grupie 15 musisz przejść do arsenu, aby uzyskać głównie wodorotlenek w normalnych warunkach laboratoryjnych.
Nawet gdybyś mógł to zrobić, czy nie rozpadłby się on po prostu na [kwas azotawy] (https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrous_acid) i wodę?Nie wykonałem obliczeń matematycznych, ale spodziewam się, że rozkład będzie korzystny zarówno energetycznie, jak i entropicznie, i wątpię, czy bariera kinetyczna jest wystarczająco wysoka, aby zapobiec temu w normalnych temperaturach laboratoryjnych.
Mówienie, że coś nie istnieje, to duże stwierdzenie.Wydaje mi się, że kwas H3NO3 (który jest pełen pojedynczych wiązań) mógłby teoretycznie istnieć, tylko nie tak stabilny jak coś takiego jak HNO3 (ze stabilizowaną strukturą rezonansową) i dlatego nie jest preferowany w normalnych warunkach.P i O są mniej korzystne do tworzenia podwójnego wiązania z powodu dłuższej długości wiązania.
nawet po przeczytaniu tych wszystkich świetnych odpowiedzi nadal nie rozumiem, dlaczego Na3PO3 nie istnieje / nie może istnieć.
@undefined Zakładam, że miałeś na myśli Na3NO3.W każdym razie nie ma takiej $ \ ce {{NIE_3} ^ {3 -}} $ jonu.Na3NO3, który widzimy, to sól tlenkowo-azotanowa $ \ ce {Na3 [NO2-] O} $ zawierająca jon azotynowy.Zobacz ten artykuł: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.197603762
@NilayGhosh Przepraszam, tak, o to mi chodziło.Dziękuję za Twoją odpowiedź.Rozumiem, co masz na myśli, ale nie do końca rozumiem, dlaczego nie ma takiego jonu?Twój linkowany artykuł niestety znajduje się za drogim paywallem, więc nie mogę go przeczytać
@undefined struktura krystaliczna na Na3NO3 jest podana [tutaj] (https://books.google.com/books?id=InAoDwAAQBAJ&pg=PA183&lpg=PA183&dq=na3no3+not+an+orthonitrite&source=bl&ots=lyC_8Ji7SPU3sUcz=PA183&lpg=PA183&dq=na3no3+not+an+orthonitrite&source=bl&ots=lyC_8Ji7SPU3sUig=KEEtX & ved = 2ahUKEwjX9tin5d3oAhUJOs0KHc4EARUQ6AEwBnoECAkQAQ # v = onepage & q = na3no3% 20not% 20an% 20orthonitrite & f = false).Zasadniczo jest to sól podwójna zawierająca zwykłe jony azotynowe i tlenkowe.
Pięć odpowiedzi:
Oscar Lanzi
2020-02-04 19:34:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Chociaż kwas i jego sole są nieznane, znaleziono estry ortonitrynowe, i to z naturalnego źródła [1]. Funkcja ortonitrytu, która jest trójwartościowa, a nie jednowartościowa, jak byłby azotan, jest włączona do makrocyklu, który utrudnia jego rozkład.

Poniższy rysunek pochodzi z ref. 1.

Źródła:

1.Leanne Murray, * Tang K. Lim, * Graeme CurrieB i Robert J., „Aplidites (AG): Macrocyclic Orthonitrites from an Australian Tunicate, Aplidium sp. ”, Aust. J. Chem. , 1995, 48, 1253-1266. Link enter image description here

Istnieje kilkadziesiąt strukturalnie scharakteryzowanych kompleksów μ₃-nitrato metalowych, więc chyba nie ma co sięgać po tak egzotyczny :)
Może kompleksy nitrato są bardziej egzotyczne w zależności od twojego punktu widzenia.Odniesienie mówi, że funkcja ortonitrytu „nie została wcześniej opisana”, co może oznaczać „… w chemii organicznej”.
@andselisk czy możesz podać referencje?Wyszukiwanie w Google wyrażenia „kompleksy mu3-nitrato” nie działa dla mnie.Dzięki.
Proszę bardzo: https://doi.org/10.1016/j.poly.2005.03.169;https://doi.org/10.1002/chem.201504799;https://doi.org/10.1016/j.cplett.2016.03.020;https://doi.org/10.1021/ja509214d;https://doi.org/10.1039/b903467f.
Dziękuję @andselisk.Kiedy rozkładam opłaty za pomocą normalnych lub określonych przez artykuł spojrzeń utleniania metali, okazuje się, że każda jednostka $ \ ce {NO3} $ ma tylko -1 $ opłaty zamiast oczekiwanej -3 $.To tak, jakby jedno wiązanie kowalencyjne i dwa jonowe zostały zdelokalizowane na trzech wiązaniach (jak wiązania $ \ ce {SF} $ w $ \ ce {SF6} $), w porównaniu z trzema oddzielnymi wiązaniami kowalencyjnymi, jak w estrach / alkaloidach ortonitrynowychmój nr ref.[1].
Justanotherchemist
2020-02-04 16:03:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Cóż, nie skupmy się na Twoim tekście, ale na konkretnym pytaniu dotyczącym $ \ ce {N (OH) 3} $ . Mogę dać Ci tylko kilka pomysłów tutaj, ale nie jest to jednoznaczna odpowiedź.

Ilekroć mamy testy dla naszych studentów pierwszego semestru, są tacy, którzy zapomnieli, czym jest azotan lub kwas azotowy. Ale ponieważ prosimy o azotan jako nazwę trywialną, ortodotan jest również akceptowaną odpowiedzią. I wiele osób będzie próbowało po prostu zrównoważyć rzeczy za pomocą $ \ ce {X (OH) _n} $ , aż będzie pasować. Nie jest źle w teście, ale musimy pomyśleć o tych związkach.

Weźmy krzemiany. Istnieją ortokrzemiany, czyli sole, które pochodzą z kwasu ortokrzemowego $ \ ce {H4SiO4} $ lub $ \ ce {Si (OH) 4} $ . Jeśli jednak spróbujesz wytworzyć ten kwas, zacznie on polimeryzować podczas produkcji wody. Powodem tego jest to, że masz dodatnio naładowany $ \ ce {H ^ +} $ , który można łatwo usunąć z poziomu $ \ ce {Si ^ 4 +} $ wyśrodkuj w $ \ ce {Si-OH} $ -bond. Stąd dwa z tych ośrodków będą reagować na coś takiego jak $ \ ce {Si-O-Si + H2O} $ , aż powstanie coś w rodzaju kwasu meta-krzemowego.

Wracając najpierw do naszego kwasu azotowego z $ \ ce {N ^ {+ 5}} $ . Wiemy, że kwas nazywa się $ \ ce {HNO3} $ . Jeśli dodamy do tego wodę, otrzymamy kwas orto-azotowy $ \ ce {NO (OH) 3} $ lub $ \ ce {H3NO4} $ . Podobnie jak w przypadku ortokrzemianów, możemy znaleźć przykłady, takie jak związek $ \ ce {Na3NO4} $ , który formalnie może być solą kwasu orto-azotowego.

Teraz, jeśli chcemy tego samego dla kwasu azotawego $ \ ce {HNO2} $ , dodajmy wodę $ \ ce {H3NO3} $ lub $ \ ce {N (OH) 3} $ . Czy to istnieje? Cóż, jest sól $ \ ce {Na3NO3} $ . Problem w tym, że to nie jest orto-azotyn, ale azotyn tlenkowy $ \ ce {Na3 [NO2] O} $ .

Nie mogę ci jednak powiedzieć, dlaczego jeszcze nie powstał orto-azotyn. Te ortokwasy są po prostu niezbyt stabilne.

Maurice
2020-02-05 02:51:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nie tylko azot nie tworzy ortokwasu ze wzorem $ \ ce {X (OH) 3} $ . To samo dzieje się z fosforem. Kwas fosforowy $ \ ce {H3PO3} $ nie jest $ \ ce {P (OH) 3} $ span >, z trzema równoważnymi grupami $ \ ce {OH} $ , jak mogłoby się wydawać. Ten kwas fosforowy ma jeden atom H, którego nie można zneutralizować. Jego strukturę lepiej opisuje $ \ ce {HPO (OH) 2} $ , z centralnym $ \ ce {P } $ atom otoczony jednym $ \ ce {H} $ , jednym $ \ ce {O} $ i dwie grupy $ \ ce {OH} $ . Zneutralizowany wodorotlenkiem może wytworzyć dwie serie soli, a nie trzy. Dzięki $ \ ce {NaOH} $ daje to: $ \ ce {NaH2PO3} $ , $ \ ce {Na2HPO3} $ . $ \ ce {Na3PO3} $ nie istnieje.

Arsen, następny pierwiastek z grupy 15, tworzy kwas $ \ ce {H3AsO3} $ w roztworze wodnym i jego zwykłych solach.

DavePhD
2020-02-06 02:13:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pytanie zakłada, że ​​ $ \ ce {N (OH) 3} $ nie istnieje.

Jednak Ab initio Molekularna dynamika dowodzi nowej stabilnej symetrycznej struktury Cs dla N (OH) 3 Chemical Physics Letters tom 435, strony 34- 38 mówi:

Zwracamy uwagę, że bardzo niewiele badań dotyczyło N (OH) 3, a badanie to jest istotne w kontekście jego możliwego wykrywania w fazie gazowej.

Zobacz także Nowy niesymetryczny gatunek N (OH) 3: Porównanie z gatunkiem C3 i termochemia na poziomach HF, DFT, MP2, MP4 i CCSD (T) teorii Journal of Molecular Structure: THEOCHEM , tom 802, strony 111-115.

Czy rozważali tautomeryzację jak kwas fosforowy / fosfonowy?
@OscarLanzi nie, przeczytałem pełny tekst obu artykułów i nie wspominają o tym, gdzie H jest związany z N. Tylko trzy nieco różne gatunki N (OH) 3, jeden o symetrii $ C_3 $, jeden $ C_1 $,i jeden $ C_s $.Artykuł J. Molecular Structure symuluje widma IR, mówiąc: „... może być użyte jako dane referencyjne do porównania z eksperymentalnymi wynikami IR otrzymanymi w fazie gazowej w najbliższej przyszłości”.
Big Pat Fienus
2020-02-06 06:43:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Przechodząc od lewej do prawej w okresie 2 i 3, prawdopodobieństwo tworzenia trwałych wodorotlenków wydaje się maleć. Wodorotlenek litu, wodorotlenek boru, wodorotlenek indu, wszystkie wykazują całkiem dobrą stabilność. W miarę zmniejszania się promienia atomowego można oczekiwać, że elektroujemne tlenki będą się zbliżać. Nawet kwas azotowy wykorzystuje rezonans do utrzymania stabilności.

Nowoczesne badania nie dały formalnej odpowiedzi na to pytanie.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 4.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...