一氧化二氮(Nitrous Oxide),又称笑气,无色有甜味气体,是一种氧化剂,化学式N₂O,在一定条件下能支持燃烧(同氧气,因为笑气在高温下能分解成氮气和氧气),但在室温下稳定,有轻微麻醉作用,并能致人发笑。其麻醉作用于1799年由英国化学家汉弗莱·戴维发现。有关理论认为N₂O与CO₂分子具有相似的结构(包括电子式),则其空间构型是直线型,N₂O为极性分子。
现在主要用于表演,也可以用来做赛车加速器中的助燃剂。
结构
一氧化二氮的分子是直线型结构。其中一个氮原子与另一个氮原子相连,而第二个氮原又与氧原子相连。它可以被认为是
和
的共振杂化体。 注意不要将一氧化二氮和其他的氮氧化物混淆,比如二神宏氧化氮NO₂和一氧化氮NO。 将一氧化二氮与沸腾汽化的碱金属反应可以生成一系列的亚硝酸盐,在高温下,一氧化二氮也可以氧化有机物。
键长
连二次硝酸酐【分子结构】一氧化二氮分子为直线形分子,极性分子。N₂O的分子是直线形的(N-N-O),中心N原子采取sp杂化,生成两个σ键,两个三中心四电子π键,N的氧化数为+1。
如何判断一个物质中中心原子的杂化方式?
最主要是看它跟多少个其他原子相连.跟二个就是SP,跟三个就是SP2,跟四个就是SP3,如果知道分子的形状,直线,三角,四面体,也可以知道杂简如化方式。
如果有孤对电子,那孤对电子占据杂化轨道,相应的连接原子减少一个。
所谓杂化就是把不同能量的电子激发然后简并成一个体系,各个杂化轨道能量基本相同,然后与外界成键使原子能量变得更低.由于能量最低原理的存在,一般杂化成键不会去激发低能轨道使之杂化,因为这样通常会使得能量变得更高,因而变得没有必要,所以杂化不需要考虑内层电子.有时为了使原子能量最低,甚至价层轨道都不激发简并的情况也会出现,这主要出现在配合物,相关理论是晶体场理论,需要提到一下,有时候解释该现象用保里不相容和洪特规则就足够了.
再举个例子,(SO4)2-,S周围有6+2个电子,其中负电拦瞎启荷不属于它,不加.所以VPN为4采取sp3杂化.然后是SF6,S本身有6个电子+6个氟各提供1电子为12个电子,光3S+3P的所有磁量子轨道才4个(也就是容纳8个电子),不够,于是利用能量相近但是较高的3d轨道进行简并杂化形成sp3d2杂化.由此可以知道N原子与其他物质成键并多成4个键,因为2S+3个2P才4组,而又没有2d轨道,更不可能与3S或3P、3d等高能轨道去简并杂化,所以N成键后的周围电子不会超过8个。