叠氮酸
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叠氮酸
氢叠氮酸HN3
无色有毒液体,易挥发。
熔点:-80℃
沸点:37℃
与冷、热水均完全互溶
20摄氏度时相对密度1.12
分子量:43.02
标准电极电势:3N2+2e+2H+==2HN3(aq) E=-3.1V
联氨被亚硝酸氧化时便可生成氢叠氮酸HN3:
N2H4 + HNO2 ==== 2 H2O + HN3
它的分子结构如右图所示:
在HN3分子中,三个N原子以直线相连,H-N键与N-N-N键间的夹角为110°5 1',显然靠近H原子的第1个N原子是sp2杂化的,第2和第3个N原子都是sp
杂化的,在三个N原子间存在着离域的大π 键。HN3中N原子的平均氧化数为-1/3。叠氮离子是一个拟卤离子,反应性能类似于卤离子,例如AgN3也是难溶于水的。
纯HN3有臭味,是一种爆炸物,对热十分不稳定,受撞击也会爆炸,常用于起爆剂(常用叠氮化铅,Pb(N3)2,英文名Lead Azide,简称LA)。HN3在水溶液中是稳定的,在水中略有电离,它的酸性类似于醋酸,是个弱酸,Ka=1.8*10^-5。与活泼金属反应生成叠氮化物、氮和氨。
叠氮化合物
电子结构式
azides;hydrazoates;trinitride
一类通式为RN3的化合物,R为脂烃基、芳烃基、酰基、磺酰基等或氢,而后者即为叠氮酸(azoimide)。
分子中的三个氮原子以线型共振结构相互连接,如CH3N3称作叠氮甲烷或甲基叠氮化合物。化学性质活泼,光照或加热分解成氮烯,后者可发生多种反应。大多数叠氮化合物为易爆物质,使用时需小心。
可用卤代烃、酰卤、重氮盐等与叠氮化钠反应,或用烃基取代肼、酰肼与亚硝酸反应制取相应的叠氮化合物。
用作有机合成试剂。叠氮化铅[Pb(N3)2]是工业上重要的起爆剂成分。
叠氮化合物分为有机叠氮化合物和无机叠氮化合物,均为叠氮酸衍生物,其结构通式为RNNN。
叠氮酸的重金属盐,如叠氮银(AgN3)、叠氮铅(PbN6)具有高度爆炸性,由于叠氮铅对撞击极为敏感,故用作雷管。一般地说,其碱盐无爆炸性,其中叠氮钠用途最广,遇水分解,释出水解产物叠氮酸。烷基叠氮化物在室温较稳定,但加热易爆炸;温度升高可分解释出叠氮氢(HN3)。芳基叠氮化合物为有色的,相对稳定的固体,撞击时易爆,熔化时可分解,释出HN3。叠氮钠易和铅或铜急剧化合生成易爆炸的金属叠氮化合物。
叠氮化合物可抑制细胞色素氧化酶及多种其他酶的活性,并可导致磷酸化及细胞呼吸异常。叠氮酸及其钠盐主要的急性毒作用为引起血管张力极度降低,此系直接作用于血管平滑肌所致。该效应类似亚硝酸盐,且较之更强。所不同之处是烷基叠氮化物在体内并不引起高铁血红蛋白。叠氮化合物可刺激呼吸,增强心博力;大剂量能升高血压,全身痉挛,继之抑制、休克。在有机叠氮物中,乙基叠氮化物和戊基叠氮化物为有效的降血管张力剂;但几种芳香族叠氮化物此作用不明显。