Typen

Allotropes

Atomi typpeä, joka tunnetaan myös nimellä aktiivinen typpeä, on erittäin reaktiivinen, on triradical kolme parittomia elektroneja., Ilmainen typpiatomeista helposti reagoida useimmat elementit muodostavat nitridit, ja vaikka kaksi vapaata typpeä atomit törmäävät tuottaa innoissaan N2-molekyylin, ne voivat vapauttaa niin paljon energiaa törmäyksen jopa niin vakaa molekyylejä, kuten hiilidioksidia ja vettä aiheuttaa homolytic fissio osaksi radikaaleja, kuten CO ja O tai niin ja H. Atomi typpeä valmistetaan kulkee sähköllä vastuuvapauden läpi typpikaasua 0,1–2 mmHg, joka tuottaa atomi typpeä sekä persikka-keltainen päästöjen joka haalistuu hitaasti kuin iltarusko, useita minuutteja senkin jälkeen, kun vastuuvapauden päättyy.,

Koska suuri reaktiivisuus atomi typpeä, alkuaine typpi esiintyy yleensä, kuten molekyyli-N2, dinitrogen. Tämä molekyyli on väritön, hajuton ja mauton diamagneettisia kaasu vakio-oloissa: se sulaa -210 °C ja kiehuu -196 °C. Dinitrogen on enimmäkseen unreactive huoneenlämmössä, mutta se on kuitenkin reagoi litium-metallia ja joitakin siirtyminen metalli komplekseja. Tämä johtuu sen liimaus, joka on ainutlaatuinen kaksiatomisen elementtejä vakio-olosuhteissa siten, että se on N≡N triple bond. Kolmoislainoilla on lyhyet velkakirjojen pituudet (tässä tapauksessa 109.,76 pm) ja korkea dissosiaatio energiat (tässä tapauksessa, 945.41 kJ/mol), ja ovat näin ollen erittäin vahva, selittää dinitrogen on kemiallinen inertness.

on olemassa joitakin teoreettisia viitteitä siitä, että muut typpioligomeerit ja polymeerit voivat olla mahdollisia. Jos he voisivat olla synteettisiä, ne voivat olla mahdollisia sovelluksia, kuten materiaaleja, joilla on erittäin korkea energiatiheys, jota voitaisiin käyttää yhtä voimakas ajoaineet tai räjähteitä., Tämä on, koska ne pitäisi kaikki hajoavat dinitrogen, jonka N≡N triple bond (kovapaperi energiaa 946 kJ⋅mol−1) on paljon vahvempi kuin ne, N=N-kaksoissidos (418 kJ⋅mol−1) – tai N–N-sidos (160 kJ⋅mol−1): todellakin, triple bond on enemmän kuin kolmesti energia sidos. (Päinvastainen pätee raskaampiin pniktogeeneihin, jotka suosivat polyatomisia allotrooppeja.,) Suuri haitta on, että useimmat neutraali polynitrogens ei odoteta olevan suuri este kohti hajoaminen, ja että muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta olisi vielä haastavampaa valmistaa kuin kauan etsitty, mutta vielä tuntematon tetrahedrane. Tämä on vastoin hyvin karakterisoitu, kationiset ja anioniset polynitrogens azide (N−
3), pentazenium (N+
5), ja pentazolide (syklisistä aromaattisista N−
5). Erittäin korkeissa paineissa (1.,1 miljoonaa atm) ja korkeissa lämpötiloissa (2000 K), tuotettu kuten timantti alasin solu, typen polymerises osaksi single-liimattu cubic gauche kiderakenne. Tämä rakenne on samanlainen kuin timantti, ja molemmat ovat äärimmäisen vahvoja kovalenttisia sidoksia, jolloin sen lempinimi ”typpi timantti”.

ilmakehän paineessa, molekulaarinen typpi tiivistyy (a) 77 K (-195.79 °C) ja jäätyy 63 K (-210.,01 °C) beta-heksagonaaliseen tiiviiseen kiteeseen allotrooppiseen muotoon. Alla 35.4 K (-237.6 °C) typen oletetaan kuutio kristalli allotrooppista muotoa (kutsutaan alfa-vaihe). Nestemäinen typpi on väritön neste, joka muistuttaa veden ulkonäkö, mutta 80.8% tiheys (tiheys nestemäistä typpeä sen kiehumispiste on 0.808 g/mL), on yleinen cryogen. Kiinteässä typessä on monia kiteisiä muutoksia. Se muodostaa Plutolle ja aurinkokunnan uloimmille kuille, kuten Tritonille, merkittävän dynaamisen pintakerroksen., Jopa alhaisissa lämpötiloissa kiinteää typpeä, se on melko epävakaa ja voi ylevä muodostaa ilmapiirin, tai tiivistyä takaisin typen pakkasta. Se on hyvin heikko ja virtaa jäätiköiden muodossa ja Triton geysireillä typpikaasua tulee napajäätikön alueelta.,

Dinitrogen komplekseja

ensimmäinen esimerkki dinitrogen monimutkainen löytäjäänsä oli 2+ (ks. kuva oikealla), ja pian monet muut tällaisia komplekseja löydettiin., Nämä kompleksit, jossa typpi-molekyylin lahjoittaa vähintään yksi yksinäinen pari elektronit keski-metalli kationi, osoittavat, miten N2 saattaa sitoa metalli(t) nitrogenase ja katalysaattorina Haber prosessi: nämä prosessit, joissa dinitrogen aktivointi on ratkaisevan tärkeää, biologian ja lannoitteiden tuotannossa.

Dinitrogeeni kykenee koordinoimaan metalleja viidellä eri tavalla. Enemmän hyvin tyypillisiä tapoja ovat end-M←N≡N (η1) ja M←N≡N→M (μ, bis-η1), jossa yksinäinen paria typpiatomeista lahjoitetaan metalli oy., Vähemmän hyvin tyypillisiä tapoja ottaa dinitrogen lahjoittamalla elektroni paria alkaen triple bond, joko siltana ligandin kahteen metal kationeja (μ, bis-η2) tai vain yksi (η2). Viides ja ainutlaatuinen menetelmä liittyy triple-koordinointi siltana ligandin, lahjoittamalla kaikki kolme elektroni paria alkaen triple bond – (μ3-N2). Muutamissa komplekseissa on useita N2 ligandeja ja joissakin ominaisuus N2 sidottuna useilla tavoilla., Koska N2 on isoelectronic kanssa hiilimonoksidia (CO) ja asetyleeniä (C2H2), liimaus vuonna dinitrogen komplekseja on tiiviisti liittoutunut, että karbonyyli-yhdisteiden, vaikka N2 on heikompi σ-luovuttajan ja d-tunnustaja kuin YHTEISTYÖSSÄ. Teoreettiset tutkimukset osoittavat, että σ lahjoitus on tärkeä tekijä, jonka avulla muodostumista M–N bond kuin d takaisin-lahjoitus, joka enimmäkseen vain heikentää N–N-sidos, ja lopulta-on (η1) lahjoitus on helpommin accomplished kuin puoli-on (η2) lahjoitus.

nykyään dityppikomplekseja tunnetaan lähes kaikista siirtymämetalleista, joiden osuus on useita satoja yhdisteitä., Ne ovat yleensä valmistettu kolmella tavalla:

1. Korvaa labiili ligandien, kuten H2O, H−, tai YHTEISTYÖTÄ suoraan typpi: nämä ovat usein palautuvia ihoreaktioita, jotka edetä lievä ehtoja.
2. pelkistävät metallikomplekseja sopivan koligandin läsnä ollessa yli typpikaasun alla. Yhteinen valinta sisältävät korvaa kloridi ligandien toimesta dimethylphenylphosphine (PMe2Ph) kuromiseksi pienempi määrä typpeä ligandien kiinni kuin alkuperäinen klooria ligandien.
3. Muuntaa ligandin kanssa N–N joukkovelkakirjoja, kuten hydratsiini tai azide, suoraan dinitrogen ligandin.,

Joskus N≡N-sidos voidaan muodostaa suoraan sisällä metalli monimutkainen, esimerkiksi suoraan reagoimaan koordinoidusti ammoniakki (NH3) ja typpihapoke (HNO2), mutta tämä ei ole yleisesti sovellettavissa. Useimmilla dityppikomplekseilla on värit vaihteluvälillä valkoinen-keltainen-oranssi-punainen-ruskea; muutamia poikkeuksia tunnetaan, kuten sininen .,

Nitridit, atsidit, ja nitrido komplekseja

Typpeä joukkovelkakirjojen lähes kaikki elementit jaksollisen, lukuun ottamatta kolmen ensimmäisen jalokaasut, helium, neon ja argon, ja joitakin hyvin lyhytikäisiä osia kun vismutti, luoda valtavan erilaisia binary yhdisteitä, joilla on erilaisia ominaisuuksia ja sovelluksia. Monia binääriyhdisteitä tunnetaan: typpihydridejä, oksideja ja fluorideja lukuun ottamatta näitä kutsutaan tyypillisesti nitrideiksi. Monet stoikiometrinen vaiheet ovat yleensä läsnä useimmille elementtejä (esim. MnN, Mn6N5, Mn3N2, Mn2N, Mn4N, ja MnxN 9.,2 < x < 25.3). Ne voidaan luokitella ”suola-like” (enimmäkseen ionic), kovalenttinen, ”diamond-like”, ja metallinen (tai interstitiaalinen), vaikka tämä luokittelu on rajoituksia yleensä johtuvat jatkuvuus liimaus tyypit sen sijaan, diskreetti ja erilaista, mitä se merkitsee., Ne ovat yleensä valmistettu suoraan reagoi metallin kanssa, typpeä tai ammoniakkia (joskus lämmityksen jälkeen), tai lämpöhajaantumisen metalli amidit:

Ca 3 + N2 → Ca3N2 3 Mg + 2 NH3 → Mg3N2 + 3 H2 (900 °C) 3 Zn(NH2)2 → Zn3N2 + 4 NH3

Monia muunnelmia näistä prosesseista ovat mahdollisia.Eniten ionic näistä nitridit ovat ne, alkali-ja maa-alkalimetallit, Li3N (Na, K, Rb ja Cs eivät ole vakaa nitridit varten steric syistä) ja M3N2 (M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba)., Nämä voivat virallisesti olla ajatellut kuin suoloja N3− anioni, vaikka maksu erottaminen ei ole oikeastaan täydellinen jopa nämä erittäin electropositive elementtejä. Kuitenkin, alkali-metalli atsidit NaN3 ja KN3, jossa lineaarinen N−
3 anioni, ovat hyvin tunnettuja, kuten Sr(N3)2 ja Ba(N3)2. B-alaryhmän metallien (ryhmien 11-16) atsidit ovat paljon vähemmän ionisia, niillä on monimutkaisemmat rakenteet ja ne räjähtävät helposti järkyttyessään.,

Monet kovalenttinen binary nitridit ovat tiedossa. Esimerkkejä ovat syanogeeni (((CN)2), trifosforipentanitridi (P3N5), disulfuridinitridi (S2N2) ja tetrasulfur tetranitridi (S4N4). Lähinnä kovalenttinen piinitridiä (Si3N4) ja germanium nitridi (Ge3N4) ovat myös tiedossa: piinitridiä erityisesti tekisi lupaava keraamiset jos ei vaikeus kanssa ja sintraus se., Erityisesti konsernin 13 nitridit, joista useimmat ovat lupaavia puolijohteet, ovat isoelectronic kanssa grafiitti, timantti, ja piikarbidi ja vastaavia rakenteita: niiden liimaus muuttuu kovalenttinen osittain ionic metallisen ryhmä on laskeutunut. Erityisesti, koska B–N yksikkö on isoelectronic C–C, ja hiili on lähinnä keskitasoa välillä boori ja typpi, paljon orgaanisen kemian toteaa, kaiku boori–typen kemia, kuten borazine (”epäorgaaniset bentseeni”)., Kuitenkin, analogia ei ole tarkka koska helppous nukleofiiliset hyökkäys boori, koska sen puute elektroneja, mikä ei ole mahdollista kokonaan hiiltä sisältävät rengas.

suurin luokka nitridit ovat interstitiaalinen nitridit, kaavat, MN, M2N, ja M4N (vaikka vaihteleva koostumus on täysin mahdollista), jossa pieni typpiatomeista on sijoitettu aukkoja metallinen kuutio tai kuusikulmainen lähellä pakattu ristikko. Ne ovat läpinäkymättömiä, erittäin kovia ja kemiallisesti inerttejä, sulavat vain hyvin korkeissa lämpötiloissa (yleensä yli 2500 °C)., Ne ovat metallinhohtoisia ja tuottavat sähköä kuten metallitkin. Ne hydrolysoituvat vain hyvin hitaasti antaakseen ammoniakkia tai typpeä.

nitridianioni (N3−) on vahvin π-luovuttaja, joka tunnetaan ligandien keskuudessa (toiseksi vahvin on O2−). Nitridikomplekseja tehdään yleensä atsidien lämpöhajoamisella tai ammoniakkia deprotonoimalla, ja niihin liittyy yleensä terminaali {≡n}3− ryhmä. Lineaarinen azide anioni (N−
3), on isoelectronic kanssa, ilokaasua, hiilidioksidia, ja cyanate, muotoja, monet koordinointi komplekseja., Lisäksi katenaatio on harvinaista, vaikka N4 –
4 (isoelektroninen karbonaatin ja nitraatin kanssa) tunnetaan.

Hydridit

Teollisesti, ammoniakki (NH3) on kaikkein tärkein yhdiste typen ja on valmis suurempia määriä kuin mikään muu yhdiste, koska se vaikuttaa merkittävästi ravitsemukselliset tarpeet maanpäällisten organismien palvelemalla edeltäjänä ruokaa ja lannoitteita. Se on väritöntä emäksistä kaasua, jolla on tunnusomainen pistävä haju. Läsnäolo vety liimaus on erittäin merkittäviä vaikutuksia ammoniakki, antaen sille sen korkea sulamispiste (-78 °C) ja kiehumispiste (-33 °C) pistettä., Kuten neste, se on erittäin hyvä liuotin, jolla on korkea lämpöä höyrystyminen (jolloin sitä voidaan käyttää termospullot), joka myös on alhainen viskositeetti ja sähkönjohtavuus ja korkea dielektrinen vakio, ja on vähemmän tiheää kuin vesi. Kuitenkin, vety liimaus NH3 on heikompi kuin H2O, koska pienempi elektronegatiivisuus typpeä verrattuna happea ja läsnäolo vain yksi yksinäinen pari NH3 sijaan kaksi H2O. Se on heikko pohja vesiliuoksessa (pKb-4.74); sen konjugaatti happo on ammonium -, NH+
4., Se voi myös toimia erittäin heikkona happona menettäen protonin amidianionin tuottamiseksi, NH –
2. Näin se hajoaa itseensä veden tavoin ammoniumiksi ja amidiksi. Ammoniakki polttaa ilman hapen kanssa, mutta ei helposti, tuottaa typpikaasua; se polttaa fluori-vihertävä-keltainen liekki antaa typpitrifluoridia. Reaktiot muiden nonmetaalien kanssa ovat hyvin monimutkaisia ja johtavat yleensä tuotteiden sekoitukseen. Ammoniakki reagoi kuumennettaessa metallien kanssa antaakseen nitridejä.,

Monet muut binary typen hydridit ovat tiedossa, mutta tärkein ovat hydratsiini (N2H4) ja vety azide (HN3). Vaikka se ei ole typpi-hydridiakut, hydroksyyliamiini (NH2OH) on samanlaisia ominaisuuksia ja rakennetta, ammoniakki ja hydratsiini samoin. Hydratsiini on kaasuttava, väritön neste, joka haisee ammoniakin tavoin. Sen fyysiset ominaisuudet ovat hyvin samanlaisia kuin vettä (sulamispiste 2.0 °C, kiehumispiste 113.5 °C, tiheys 1.00 g/cm3). Vaikka se on endoterminen yhdiste, se on kineettisesti stabiili., Se palaa nopeasti ja täysin ilmassa hyvin eksotermisesti typen ja vesihöyryn antamiseksi. Se on erittäin hyödyllinen ja monipuolinen pelkistävä aine ja on ammoniakkia heikompi emäs. Sitä käytetään yleisesti myös rakettipolttoaineena.

Hydratsiini on yleensä valmistettu reaktiolla ammoniakin alkalisella natriumhypokloriitilla läsnä liivate tai liimaa:

NH3 + OCl− → NH2Cl + OH− NH2Cl + NH3 → N
2H+
5 + Cl− (hidas) N
2H+
5 + OH− → N2H4 + H2O (nopea)

(hyökkäykset hydroksidi ja ammoniakki voi olla päinvastainen, näin kulkee väli-NHCl− sijaan.,) Syy lisäämällä liivate on, että se poistaa metalli-ioneja, kuten Cu2+, joka katalysoi tuhoaminen hydratsiini reaktiolla monochloramine (NH2Cl) tuottaa ammonium kloridi ja typpi.

vetyatsidia (HN3) valmistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1890 hapettamalla vesipitoista hydratsiinia dityppihapolla. Se on erittäin räjähtävä ja laimeatkin liuokset voivat olla vaarallisia. Se on epämiellyttävä ja ärsyttävä haju, ja se on mahdollisesti tappava (mutta ei kumulatiivinen) myrkkyä. Sitä voidaan pitää atsidianionin konjugaattihappona, ja se on samalla tavalla analoginen hydrohaliinihappojen kanssa.,

halidit ja oksohalidit

kaikki neljä yksinkertaista typpitrihalidia tunnetaan. Muutaman sekoitettu halogenidit ja hydrohalides ovat tiedossa, mutta ovat enimmäkseen epävakaa; esimerkkejä ovat NClF2, NCl2F, NBrF2, NF2H, NFH2, NCl2H, ja NClH2.

typpifluorideja tunnetaan viisi. Typpitrifluoridia (NF3-nettopäästöjä, ensimmäinen valmistettu vuonna 1928) on väritön ja hajuton kaasu, joka on termodynaamisesti vakaa, ja useimmat helposti tuotettu elektrolyysin sulan ammonium fluoridi liuotetaan fluorivety, vedetön., Kuten hiiltä tetrafluoride, se ei ole ollenkaan reaktiivinen ja on vakaa vettä tai laimeaa vesiliuosta happoja tai emäksiä. Vasta kuumennettaessa se toimii fluoraavana aineena, ja se reagoi kuparin, arseenin, antimonin ja vismutin kanssa joutuessaan kosketuksiin korkeissa lämpötiloissa antaakseen tetrafluorihydratsiinia (N2F4). Kationit NF+
4 ja N
2F+
3 ovat myös tiedossa (jälkimmäinen reagoi tetrafluorohydrazine vahva fluori-vastaanottajia, kuten arseeni pentafluoride), sellaisena kuin se on ONF3, joka on herättänyt kiinnostusta, koska lyhyitä Ei etäisyys, mikä osittainen kaksinkertainen liimaus ja erittäin polaaristen ja pitkä N–F bond., Tetrafluorihydratsiini, toisin kuin hydratsiini itse, voi hajota huoneenlämmössä ja sen yläpuolella radikaalin NF2•: n antamiseksi. Fluoriatsidi (FN3) on hyvin räjähtävä ja termisesti epävakaa. Dinitrogen difluoride (N2F2) on termisesti interconvertible cis-ja trans-isomeerit, ja oli ensimmäinen löydetty tuote terminen hajoaminen FN3.

typpitrikloridi (NCl3) on tiheä, haihtuvia, ja räjähtävä neste, jonka fysikaaliset ominaisuudet ovat samanlaisia kuin hiilitetrakloridi, vaikka yksi ero on, että NCl3 on helposti hydrolysoida vettä, kun CCl4 ei ole., Sen syntetisoi ensimmäisen kerran vuonna 1811 Pierre Louis Dulong, joka menetti kolme sormea ja silmän räjähtävyydelle. Laimeana kaasuna se on vähemmän vaarallista ja sitä käytetään teollisesti jauhojen valkaisuun ja sterilointiin. Nitrogen tribromide (NBr3), ensimmäinen valmistettu vuonna 1975, on syvän punainen, lämpötila-herkkä, haihtuva kiinteä aine, joka on räjähtävä jopa -100 °C. Typen triiodide (NI3) on vielä epävakaa, ja se oli vain valmis vuonna 1990., Sen ammoniakin kanssa aiemmin tunnettu addukti on hyvin iskuherkkä: sen voi laukaista höyhenen kosketus, vaihtuvat ilmavirrat tai jopa alfahiukkaset. Tästä syystä pieniä määriä typpeä triiodide ovat joskus syntetisoitujen koska demonstraatio lukion kemian opiskelijat tai teko ”kemiallinen magic”. Klooriatsidi (ClN3) ja bromi-atsidi (BrN3) ovat erittäin herkkiä ja räjähtäviä.

typen oksohalideja tunnetaan kaksi sarjaa: nitrosyylihalidit (XNO) ja NITRYYLIHALIDIT (XNO2)., Ensimmäiset ovat hyvin reaktiivisia kaasuja, joita voidaan valmistaa suoraan halogenoimalla typpioksiduulia. Nitrosyylifluoridi (NOF) on väritön ja voimakkaasti fluoraava aine. Nitrosyylikloridi (NOCl) käyttäytyy paljolti samalla tavalla ja sitä on usein käytetty ionisoivana liuottimena. Nitrosyylibromidi (NOBr) on punainen. Nitryylihalidien reaktiot ovat enimmäkseen samankaltaisia: nityylifluoridi (FNO2) ja nityylikloridi (ClNO2) ovat samoin reaktiivisia kaasuja ja voimakkaita halogenoivia aineita.,

Oksidien

Typpioksiduuli (N2O), joka tunnetaan paremmin nimellä ilokaasu, tehdään terminen hajoaminen sula ammoniumnitraatti 250 °C. Tämä on redox-reaktio ja näin typpioksidin ja typen valmistetaan myös sivutuotteina., Se on enimmäkseen käytetään ponneaineena ja hiilihapottamiskoneet aine suihkutetaan purkitettu kermavaahtoa, ja oli aiemmin yleisesti käytetty nukutusaineena. Huolimatta esiintymisiä, se ei voi olla pidetään anhydride ja hyponitrous happo (H2N2O2) koska happoa ei ole tuotettu purkamisesta typpioksiduuli veteen. Se on melko unreactive (ei reagoi halogeenien, alkali -, tai otsonia huoneenlämmössä, vaikka reaktiivisuus kasvaa, kun lämmitys) ja on epäsymmetrinen rakenne N–N (N≡N+O−↔−N=N+=O): yli 600 °C, se hajoaa rikkomalla heikompi Ei bond.,

typpioksidi (NO) on yksinkertaisin vakaa molekyyli, jolla on pariton määrä elektroneja. Nisäkkäillä, myös ihmisillä, se on tärkeä solujen signalointimolekyyli, joka osallistuu moniin fysiologisiin ja patologisiin prosesseihin. Se muodostuu ammoniakin katalyyttisestä hapettumisesta. Se on väritön paramagneettinen kaasu, on termodynaamisesti epävakaa ja hajoaa typpi ja happi kaasua 1100-1200 °C. Sen liimaus on samanlainen kuin typpeä, mutta yksi ylimääräinen elektroni on lisätty d* antibonding orbital ja näin bond jotta on vähentynyt noin 2.,5; siten dimerisation O=N–N=O on kielteinen paitsi kiehumispisteen alapuolella (jossa cis-isomeeri on vakaampi), koska se ei oikeastaan lisätä yhteensä bond järjestyksen ja koska parittoman elektronin on siirtäneet toimintaansa koko EI molekyyli, jolla se vakaus. Asymmetrisestä punaisesta dimeeristä O=N–O=N on myös näyttöä, kun typpioksidi kondensoituu polaaristen molekyylien kanssa. Se reagoi hapen kanssa antaen ruskeaa typpidioksidia ja halogeenien kanssa nitrosyylihalideja. Se reagoi myös siirtymämetalliyhdisteiden kanssa antaakseen nitrosyylikomplekseja, joista useimmat ovat syvästi värittyneitä.,

Sininen dinitrogen arseenitrioksidia (N2O3) on käytettävissä vain, kuin kiinteä, koska se nopeasti hajoaa ennen sen sulamispiste antaa typpioksidi, typpidioksidi (NO2), ja dinitrogen tetroxide (N2O4). Jälkimmäiset kaksi yhdisteet ovat hieman vaikea tutkia erikseen, koska tasapainon niiden välillä, vaikka joskus dinitrogen tetroxide voi reagoida jonka heterolytic fissio nitrosonium ja nitraatti keskipitkällä korkea dielektrisyysvakio. Typpidioksidi on terävää, syövyttävää ruskeaa kaasua. Molemmat yhdisteet voidaan helposti valmistaa hajottamalla kuivaa metallinitraattia., Molemmat reagoivat veden kanssa muodostaen typpihappoa. Dinitrogen tetroxide on erittäin hyödyllinen valmistettaessa vedetön metalli -, nitraatti-ja nitrato komplekseja, ja se tuli tallennettavissa hapettava valinta monet rockets sekä yhdysvaltojen ja NEUVOSTOLIITON 1950-luvun loppupuolella. Tämä johtuu siitä, että se on hypergolic ponneaine yhdessä hydratsiini-pohjainen raketti polttoaineen ja voidaan helposti varastoida, koska se on nestemäistä huoneenlämmössä.,

termisesti epästabiileja ja hyvin reaktiivisia dinitrogen fosforipentoksidi (N2O5) on anhydride typpihappoa, ja voidaan tehdä se nestehukka kanssa fosforipentoksidi. Se kiinnostaa räjähteiden valmistusta. Se on vetistyviä, väritön kiteinen kiinteä aine, joka on herkkä valolle. Kiinteässä tilassa se on ioninen rakenteeltaan +–; kaasuna ja liuoksessa se on molekyyli O2N–O-NO2. Nesteytys typpihapoksi tulee helposti, samoin analoginen reaktio vetyperoksidin kanssa, jolloin saadaan peroksonitrihappoa (HOONO2). Se on väkivaltainen hapettava aine., Kaasumaisten dinitrogen fosforipentoksidi hajoaa seuraavasti:

N2O5 ⇌ NO2 + NO3 → NO2 + O2 + O N2O5 + EI ⇌ 3 NO2

Oxoacids, oxoanions, ja oxoacid suolat

Monet typen oxoacids ovat tiedossa, mutta useimmat niistä ovat epävakaita kuin puhdasta yhdisteitä ja tunnetaan ainoastaan vesiliuoksena tai suoloja. Hyponitrous happo (H2N2O2) on heikko acid diprotic rakenne HON=NO (pKa1 6.9, pKa2 11.6). Happamat liuokset ovat melko stabiileja, mutta pH 4: n yläpuolella emäskatalysoitu hajoaminen tapahtuu ilokaasun ja hydroksidianionin kautta., Hyponitrites (joissa N
2O2−
2 anioni) on vakaa pelkistävät aineet ja yleisesti toimia pelkistävät aineet itse. Ne ovat välivaihe ammoniakin hapettumisessa nitriitiksi, joka tapahtuu typpikierrossa. Hyponitriitti voi toimia siltana tai kelatoivana bidentaattiligandina.,

typpihapokkeen (HNO2) ei ole tunnettu puhdas yhdiste, mutta on yhteinen komponentti kaasumaisessa tasapainon ja on tärkeä vesipitoiset reagenssi: sen vesiliuokset voivat olla valmistettu happamoittavien viileä vesipitoiset nitriitti (NO−
2, taivutettu) ratkaisuja, vaikka jo huoneenlämmössä disproportionaatio nitraattien ja typpioksidin on merkittävä. Se on heikko happo pKa 3.35 18 °C. Ne voivat olla titrimetrically analysoidaan niiden hapettumista nitraatti, jonka kaliumpermanganaatti., Ne pelkistyvät helposti dityppioksidiksi ja typpioksidiksi rikkidioksidin avulla, hyponitroushapoksi tinan(II) kanssa ja ammoniakiksi rikkivedyn kanssa. Suolat hydrazinium N
2H+
5 reagoida typpihapokkeen tuottaa atsidit, jotka edelleen reagoivat antaa typpioksiduuli ja typen. Natriumnitriitti on lievästi myrkyllistä yli 100 mg/kg pitoisuuksina, mutta pieniä määriä käytetään usein lihan parantamiseen ja säilöntäaineena bakteerien pilaantumisen välttämiseksi., Sitä käytetään myös syntetisoida hydroksyyliamiini ja diazotise primaariset aromaattiset amiinit, seuraavasti:

ArNH2 + HNO2 → Cl + 2 H2O

Nitriitti on myös yhteinen ligandi, joka voi koordinoida viidellä eri tavalla. Yleisimpiä ovat nitro (typestä sitoutunut) ja nitrito (hapesta sitoutunut). Nitro-nitrito-isomerismi on yleistä, jossa nitrito-muoto on yleensä vähemmän stabiili.

Typpihappoa (HNO3) on ylivoimaisesti tärkein ja vakain typen oxoacids., Se on yksi kolmesta eniten käytetty happoja (kaksi muuta ovat rikkihappo ja suolahappo) ja havaittiin ensimmäisen alkemistien 13-luvulla. Se on valmistettu katalyyttisesti hapettamalla ammoniakkia typpioksidin, joka on hapetettu, jotta typpidioksidin, ja sitten liuotetaan veteen antaa väkevää typpihappoa. Yhdysvalloissa tuotetaan vuosittain yli seitsemän miljoonaa tonnia typpihappoa, josta suurin osa käytetään nitraattien valmistukseen muun muassa lannoitteisiin ja räjähteisiin., Vedetön typpihappo voi olla valmistettu tislaamalla väkevöityä typpihappoa fosforipentoksidi alhainen paine lasi laitteet pimeässä. Se voidaan tehdä vain kiinteässä olomuodossa, sillä sulaessaan se itsestään hajoaa typpidioksidi -, ja neste typpihappo hajoaa itsestään ionisaatio suuremmassa määrin kuin mikään muu kovalenttinen neste seuraavasti:

2 HNO3 ⇌ H
2EI+
3 + N−
3 ⇌ H2O + + + −

Kaksi kosteuttaa, HNO3·H2O ja HNO3·3H2O, tiedetään, että voi olla kovettuneet., Se on vahva happo ja konsentroidut liuokset ovat vahvoja hapettavia aineita, vaikka kulta, platina, rodium ja iridium ovat immuuneja hyökkäykselle. 3:1 väkevän suolahapon ja typpihapon, nimeltään aqua regia, on vielä vahvempi ja onnistuneesti liuottaa kultaa ja platinaa, koska vapaan kloorin ja nitrosyl kloridi on muodostettu ja kloridi-anionit voivat muodostaa vahvoja komplekseja., Vuonna väkevää rikkihappoa, typpihappoa on protonoidut muodostaa nitronium, joka voi toimia electrophile aromaattinen nitraus:

HNO3 + 2 H2SO4 ⇌ O+
2 + H3O+ + 2 HSO−
4

lämpö stabiiliudet nitraatteja (johon trigonal planar O−
3 anioni) riippuu emäksisyys metalli, ja niin hajoamistuotteet (thermolysis), joka voi vaihdella välillä nitriitti (esimerkiksi natrium), oksidi – (kalium ja lyijy), tai jopa metalli itse (hopea) riippuen niiden suhteellinen stabiiliudet. Nitraatti on myös yleinen ligandi, jolla on monia koordinointitapoja.,olemassa, tetraedri orthonitrate anioni NO3−
4 on tunnettu sen natrium-ja kalium-suolat:

NaNO 3 + Na 2 O → 300 ∘ C: ssa 7 päivää Ag crucible Na 3 O 4, {\displaystyle {\ce {NaNO3{}+Na2O->Na3NO4}}}

Nämä valkoinen kiteinen suolat ovat hyvin herkkiä vesihöyryä ja hiilidioksidia ilmassa:

Na3NO4 + H2O + CO2 → NaNO3 + NaOH + NaHCO3

Huolimatta sen rajoitettu kemia, orthonitrate anioni on mielenkiintoinen vuodesta rakenteellinen näkökulmasta, koska sen säännöllinen tetraedri muoto ja lyhyt N bond pituudet, mikä tarkoittaa merkittävää polar merkin liimaus.,

Orgaanisen typen yhdisteitä

Typpi on yksi tärkeimmistä orgaanisen kemian. Monia orgaanisia funktionaalisia ryhmiä sisältävät hiili–typpi-sidos, kuten amidit (RCONR2), amiinit (R3N), imiinit (RC(=NR)T), imidit (RCO)2NR, atsidit (RN3), atso-yhdisteet (RN2R), syanaatteja ja isosyanaatteja (ROCN tai RCNO), nitraatit (RONO2), nitriilit ja isonitriles (RCN tai RNC), nitriitit (RONO), typpiyhdisteet (RNO2), nitroso-yhdisteet (RNO), oximes (RCR=NOH), ja pyridiini johdannaiset. C-N-sidokset polarisoituvat voimakkaasti kohti typpeä., Nämä yhdisteet, typpi on yleensä kolmiarvoinen (vaikka se voi olla tetravalentin vuonna kvaternaariset ammoniumsuolat, R4N+), jossa yksinäinen pari, joka voi antaa emäksisyys on yhdiste, jota koordinoi protoniin. Tämä voidaan korvata muita tekijöitä: esimerkiksi, amidit eivät ole perus koska lone-pair on siirtäneet toimintaansa osaksi kaksoissidos (vaikka ne voivat toimia kuten happoja erittäin alhainen pH-arvo, on protonoidut klo happea), ja pyrrole ei ole hapan, koska lone-pair on siirtäneet toimintaansa osana aromaattinen rengas. Typen määrä kemiallisessa aineessa voidaan määrittää Kjeldahl-menetelmällä., Erityisesti typpi on olennainen osa nukleiinihappoja, aminohappoja, ja näin ollen proteiinien ja energia-kuljettaa molekyylin adenosiinitrifosfaatista ja on siten tärkeää, että kaikki elämä Maan päällä.