Fråga:
Varför existerar inte N (OH) 3?
Aniruddha Deb
2020-02-04 15:22:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hydrolysen av grupp-15 tetrahalider ger oss deras hydroxider via en $ \ ce {S_ {N ^ 2}} $ -mekanism: $$ \ ce {PCl3 + 3H2O -> H3PO3 + 3HCl} $$ Kväve-triklorid ger emellertid en annan uppsättning produkter, utan bildar trihydroxiden som förväntat. $$ \ ce {NCl3 + 3H2O -> NH3 + 3HOCl} $$

Lite forskning ledde mig till denna exakt samma fråga ( med 2 otillfredsställande svar) och den här artikeln, som hävdar att den existerar, men jag kan inte läsa den. Varför finns inte $ \ ce {N (OH) 3} $ ?

En annan tanke i samma riktning är förekomsten av ädelstenar i allmänhet, som är ganska instabila, liksom $ \ ce {C (OH) 4} $ , som inte verkar existera som väl. Är detta en onormal egenskap hos period 2-element? Alla andra element i grupp 14 och 15 bildar stabila hydroxider medan de första medlemmarna inte verkar göra det.

Du förvirrar två helt olika och orelaterade frågor.Riktningen för hydrolys bestäms av skillnaden i elektronegativitet.I själva verket, varför hydrolys av PCl3 inte hamnar i PH3 och HOCl?Detta är ** inte ** eftersom PH3 eller HOCl inte finns;faktiskt gör de båda det.Så varför?
När du säger att en molekyl som $ \ ce {N (OH) 3} $ inte finns, måste du ange under vilka förhållanden också.$ \ ce {N (OH) 3} $ existerar verkligen inte i vattenlösning, men i ledigt utrymme gör det förmodligen.
Vad du återger som $ \ ce {H3PO3} $ [är inte övervägande $ $ ce {P (OH) 3} $ heller) (https://en.wikipedia.org/wiki/Phosphorous_acid).I grupp 15 måste du gå till arsenik för att få övervägande hydroxiden under normala laboratorieförhållanden.
Även om du kunde göra det, skulle det inte bara sönderdelas i [salpetersyra] (https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrous_acid) och vatten?Jag har inte gjort matematik, men jag förväntar mig att nedbrytningen är både energiskt och entropiskt gynnsam, och jag tvivlar på att den kinetiska barriären är tillräckligt hög för att förhindra den vid normala laboratorietemperaturer.
Att säga att sth inte finns är ett stort uttalande.Jag antar att en H3NO3-syra (som är full av enkelbindningar) teoretiskt sett skulle kunna existera, bara inte lika stabil som något som HNO3 (med stabiliserad resonansstruktur) och därför inte gynnas under normalt tillstånd.P och O är mindre fördelaktigt att bilda dubbelbindning på grund av längre bindningslängd.
även efter att ha läst alla dessa fantastiska svar förstår jag fortfarande inte varför Na3PO3 inte finns / kan inte existera.
@undefined Jag antar att du menade Na3NO3.Hur som helst, det finns ingen sådan $ \ ce {{NO_3} ^ {3 -}} $ ion.Na3NO3 vi ser är ett oxid-nitratsalt $ \ ce {Na3 [NO2-] O} $ som innehåller nitritjon.Se den här artikeln: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.197603762
@NilayGhosh Jag är ledsen, ja det menade jag.Tack för ditt svar.Jag förstår vad du menar, men vad jag inte helt förstår är varför finns det ingen sådan jon?din länkade artikel ligger tyvärr bakom en dyr betalvägg, så jag kan inte läsa den
@undefined kristallstrukturen på Na3NO3 ges [här] (https://books.google.com/books?id=InAoDwAAQBAJ&pg=PA183&lpg=PA183&dq=na3no3+not+an+orthonitrite&source=bl&ots=lyC_8Ji7SP&sig=ACs=cX & ved = 2ahUKEwjX9tin5d3oAhUJOs0KHc4EARUQ6AEwBnoECAkQAQ # v = onepage & q = na3no3% 20not% 20an% 20orthonitrite & f = false).I grund och botten är det ett dubbelsalt som innehåller vanliga nitrit- och oxidjoner.
Fem svar:
Oscar Lanzi
2020-02-04 19:34:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Även om syran och dess salter är okända har ortonitritestrar hittats och från en naturlig källa [1]. Ortonitritfunktionen, som är trivalent snarare än monovalent som nitrat skulle vara, införlivas i en makrocykel som hindrar dess sönderdelning.

Bilden nedan är från Ref. 1.

Referens:

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

Det finns flera dussintals strukturellt karakteriserade μ₃-nitrato metallkomplex, så förmodligen finns det inget behov av att bli exotiskt :)
Kanske är nitratokomplexen mer exotiska beroende på din synvinkel.Hänvisningen säger att ortonitritfunktionen "inte har beskrivits tidigare", vilket kanske betyder "... inom organisk kemi".
@andselisk kan du ge amy referens (er)?Google-sökning av frasen "mu3-nitrato-komplex" fungerar inte för mig.Tack.
Så här: 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.
Tack @andselisk.När jag fördelar laddningar med normal eller artikel-specificerad metalloxidation stirrar jag på att varje $ \ ce {NO3} $ -del har endast $ -1 $ laddning istället för det hoppas på $ -3 $.Det är som om en kovalent bindning och två joniska bindningar delokaliserades över de tre kopplingarna (som $ \ ce {SF} $ obligationer i $ \ ce {SF6} $), kontra tre separata kovalenta bindningar som i ortonitritestrar / alkaloider avmin ref.[1].
Justanotherchemist
2020-02-04 16:03:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tja, låt oss inte fokusera på din text utan på själva frågan här om $ \ ce {N (OH) 3} $ . Jag kan bara ge dig några idéer här men inte ett definitivt svar.

När vi testar våra första terminstudenter finns det några som glömde vad ett nitrat var, eller salpetersyra. Men när vi ber om ett nitrat som trivialt namn är orto-nitrat också ett accepterat svar. Och många människor kommer bara att försöka balansera saker med $ \ ce {X (OH) _n} $ tills det passar. Det är inte fel i ett test men vi måste tänka på dessa föreningar.

Låt oss ta silikater. Det finns ortosilikater, så salter som härrör från orto-kiselsyra $ \ ce {H4SiO4} $ eller $ \ ce {Si (OH) 4} $ . Om du försöker göra denna syra börjar den dock polymerisera medan vatten produceras. Anledningen till detta är att du har en positivt laddad $ \ ce {H ^ +} $ som lätt kan avskrivas nära en $ \ ce {Si ^ 4 +} $ center i din $ \ ce {Si-OH} $ -obligation. Därför kommer två av dessa centra att reagera på något som $ \ ce {Si-O-Si + H2O} $ tills något som en metakiselsyra bildas.

Nu går vi tillbaka till vår salpetersyra först med $ \ ce {N ^ {+ 5}} $ . Vi vet att syran heter $ \ ce {HNO3} $ . Om vi ​​lägger till vatten i detta får vi orto-salpetersyra $ \ ce {NO (OH) 3} $ eller $ \ ce {H3NO4} $ . Precis som med ortosilikaterna kan vi hitta exempel som föreningen $ \ ce {Na3NO4} $ som formellt kan vara saltet av orto-salpetersyra.

Om vi ​​vill ha samma för salpetersyra $ \ ce {HNO2} $ , låt oss lägga till vatten $ \ ce {H3NO3} $ eller $ \ ce {N (OH) 3} $ . Finns det? Det finns en salt $ \ ce {Na3NO3} $ . Problemet är att detta inte är orto-nitrit utan en oxid-nitrit $ \ ce {Na3 [NO2] O} $ .

Jag kan dock inte berätta varför det inte har bildats orto-nitrit än. Dessa ortosyror är inte särskilt stabila.

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

Det är inte bara kväve som inte bildar ortsyra med formeln $ \ ce {X (OH) 3} $ . Samma sak händer med fosfor. Fosforsyran $ \ ce {H3PO3} $ är inte $ \ ce {P (OH) 3} $ span > med tre motsvarande $ \ ce {OH} $ grupper som du kanske tror. Denna fosforsyra har en H-atom som är omöjlig att neutralisera. Dess struktur beskrivs bättre av $ \ ce {HPO (OH) 2} $ , med en central $ \ ce {P } $ atom omgiven av en $ \ ce {H} $ , en $ \ ce {O} $ och två $ \ ce {OH} $ grupper. Neutraliserad av en hydroxid kan producera två serier av salter och inte tre. Med $ \ ce {NaOH} $ ger det: $ \ ce {NaH2PO3} $ , $ \ ce {Na2HPO3} $ . $ \ ce {Na3PO3} $ finns inte.

Arsenik, nästa element i grupp 15, bildar syran $ \ ce {H3AsO3} $ i vattenlösning och normala salter därav.

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

Frågan förutsätter att $ \ ce {N (OH) 3} $ inte finns.

Emellertid Ab initio molekylär dynamik bevis för en ny stabil symmetrisk Cs-struktur för N (OH) 3 Chemical Physics Letters volym 435, sid 34- 38 säger:

Vi påpekar att väldigt få studier har behandlat N (OH) 3 och denna studie är relevant i samband med dess möjliga detektering i gasfasen.

Se även En ny icke-symmetrisk N (OH) 3-art: Jämförelse med C3-arten och termokemi vid HF-, DFT-, MP2-, MP4- och CCSD-nivåer (T) of theory Journal of Molecular Structure: THEOCHEM , volym 802, sid 111-115.

Tänkte de tautomerisering som fosforsyra / fosfonsyra?
@OscarLanzi nej, jag läste hela texten på båda artiklarna och de nämner ingenting där en H är bunden till N. Bara tre lite olika N (OH) 3 arter, en med $ C_3 $ symmetri, en $ C_1 $,och en $ C_s $.J. Molecular Structure-artikeln simulerar IR-spektra och säger "... kan kanske användas som referensdata för att jämföra med experimentella IR-resultat som erhållits i gasfasen inom en snar framtid".
Big Pat Fienus
2020-02-06 06:43:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Om vi ​​går över från vänster till höger under period 2 och 3 verkar sannolikheten för att bilda stabila hydroxider minska. Litiumhydroxid, borhydroxid, indiumhydroxid, de uppvisar alla ganska bra stabilitet. När atomradien minskar kan de elektronegativa oxygene förväntas komma närmare. Även salpetersyra använder resonans för att bibehålla stabiliteten.

Denna fråga har inte besvarats formellt av modern forskning.



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 4.0-licensen som det distribueras under.
Loading...