Неорганические азиды - NiNa.Az

См. также: Азиды и Органические азиды

Неоргани́ческие ази́ды — соли азотистоводородной кислоты HN₃ либо соединения неионной природы, содержащие псевдогалогенную азидную группу –N=N⁺=N⁻.

Наиболее изучены азиды металлов, среди них известны как простые азиды Mⁿ⁺(N₃⁻)_n, так и двойные (например, K₂Cd(N₃)₄) и смешанные (например, Zn(N₃)Cl) азиды. Известны также азиды псевдогалогенной природы — как собственно псевдогалогены фтор-, хлор-, бром- и иодазиды Hal–N₃, так и аналоги галогенангидридов кислот (например, CO(N₃)₂ и (SCSN₃)₂).

Получение

Азиды металлов можно получить по реакции оксида азота (I) или нитрата с амидом щелочного металла.:

${\displaystyle {\mathsf {N_{2}O+NaNH_{2}\rightarrow NaN_{3}+H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {NaNO_{3}+3NaNH_{2}\rightarrow NaN_{3}+3NaOH+NH_{3}}}}$

Азид калия можно получить по реакции бутилнитрита с гидразингидратом в спиртовом растворе гидроксида калия:

${\displaystyle {\mathsf {C_{4}H_{9}ONO+N_{2}H_{4}\cdot H_{2}O+KOH\rightarrow KN_{3}+C_{4}H_{9}OH+3H_{2}O}}}$

N₃Cl образуется при добавлении уксусной кислоты к смеси растворов азида и гипохлорита натрия. Для получения азидов других галогенов используют реакцию между азидом серебра и бромом или йодом на холоде:

${\displaystyle {\mathsf {AgN_{3}+X_{2}\rightarrow AgX\downarrow +N_{3}X(X=Br,Cl)}}}$

Структура и стабильность азидов

Стабильность азидов максимальна у ионных азидов щелочных и щелочноземельных металлов и падает с уменьшением степени ионности связи. Разница в стабильности ионных и ковалентных азидов объясняется различием структур азид-иона и ковалентно связанной азидной группы.

В случае азид-аниона возможны три резонансные структуры с максимальным вкладом первой структуры и эквивалентными, в силу симметрии, второй и третьей структурами; дипольный момент иона равен нулю:

${\displaystyle {\mathsf {N^{-}{\text{=}}N^{+}{\text{=}}N^{-}\rightleftarrows N\equiv N^{+}{\text{–}}N^{2-}\rightleftarrows N^{2-}{\text{–}}N^{+}\equiv N}}}$

В случае ковалентных азидов такая симметрия отсутствует, из трех резонансных структур основной вклад вносит вторая, вклад третьей пренебрежимо мал из-за соседства положительных зарядов, и ковалентные азиды являются диполями:

${\displaystyle {\mathsf {X{\text{–}}N^{-}{\text{–}}N^{+}\equiv N\rightleftarrows X{\text{–}}N{\text{=}}N^{+}{\text{=}}N^{-}\rightleftarrows X{\text{–}}N^{+}\equiv N^{+}{\text{–}}N^{2-}}}}$

Азиды металлов

Неорганические азиды в основном образуют металлы с общей формулой Me(N₃)_n, где n — степень окисления металла. Многие азиды нестабильны, некоторые используются в качестве взрывчатых веществ (ВВ). Азид свинца применяется как инициирующее ВВ в капсюлях-детонаторах, азид натрия — в автомобильных подушках безопасности. Азиды кальция и бария используются в производстве пористой резины.

(I и II) обладают высокой мощностью взрыва и чувствительностью. Азиды серебра, (I, ), обладают очень большой энергией взрыва.

Азиды щелочных металлов (кроме лития), тяжёлых металлов, кремния, серы, галогенов при нагревании разлагаются на свободный элемент и азот, что служит способом получения очень чистых щелочных металлов. Азиды щелочноземельных металлов, лития, алюминия и бора разлагаются на нитрид элемента и азот.

Азиды неметаллов

Среди азидов неметаллов можно назвать CO(N₃)₂, N₃CN.

Комплексные азиды

Некоторые комплексные азиды обладают очень высоким содержанием азота. Например, описаны такие комплексные азиды, как (N₅)[P(N₃)₆], (N₅)[B(N₃)₄].

Применение

Азид натрия используют для получения особо чистого азота и в подушках безопасности, а азиды свинца и серебра в качестве детонаторов.

Токсичность

Все азиды являются очень ядовитыми.

Примечания

1. azides // IUPAC Gold Book  (неопр.). Дата обращения: 18 декабря 2012. Архивировано 20 октября 2012 года.
2. Под ред. Ю.Д. Третьякова. Неорганическая химия: в 3 т. — Москва: Издательский центр «Академия», 2004. — Т. 2. — С. 171.
3. А. А. Мокров, И. К. Кукушкин, Е. М. Быконя, П. П. Пурыгин. зидыщелочно-земельных металлов. Способы получения. Физико-химические свой-ства. Перспективы применения // Вестн. СамГУ. Естественнонаучн. сер.. — 2011. — Вып. 2 (83). — С. 199.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.