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三氧化氮

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三氧化氮，或者説硝酸根自由基，是一種化學式為NO₃的氮氧化物，由三個氧原子與一個氮原子分別以共價鍵相連接形成。這種高度不穩定的藍色化合物尚未以純品形式被分離出來，但是可以在氣相、液相或固相系統中作為一種短暫壽命的組分產生並被檢測到。 [1] 
正如二氧化氮NO₂一樣，三氧化氮是一種自由基（存在未成對價電子的分子），因而顯順磁性。它是硝酸根對應的不帶電荷的物種，也是過氧亞硝酰自由基OONO的一種異構體。
三氧化氮是大氣組分間反應的重要中間體，包括臭氧的破壞。 [2] 
中文名
三氧化氮
外文名
Nitrogen Trioxide
別    名
硝酸基；硝酸根自由基；Nitrate radical
化學式
NO₃
分子量
62.004
CAS登錄號
12033-49-7

目錄

  1. 1 研究簡史
  2. 2 理化性質
  3. 3 製備方法

三氧化氮研究簡史

1881-1882年，Hautefeuille和Chappuis假設了NO₃自由基的存在，以解釋空氣在無聲放電下的吸收光譜。

三氧化氮理化性質

電中性的NO₃分子似乎是平面形的，具有三重旋轉軸對稱性（D₃ₕ點羣）；或者可能是三個Y形分子之間的共振雜化體。
NO₃自由基不與水直接反應，與孤立原子和其他自由基相反，對封閉價層的分子相對不活潑。它被特定波長的光分解成一氧化氮NO和氧O₂。
對於波長在500~680nm左右的光，NO₃的吸收光譜具有寬的吸收帶，在590, 662, 623nm處可見三個顯著的吸收峯。在640-680nm範圍內的吸收不會導致解離，而是產生熒光：特定地，在604.4nm被激發後發射從605到800nm的熒光，在661.8nm被激發後發射從662到800nm的熒光。在水溶液中，另一個吸收帶出現在330nm左右（紫外）。 產生激發態NO₃*可以通過波長小於595nm的光子來實現。

三氧化氮製備方法

三氧化氮可通過在氣相中二氧化氮與臭氧的反應來製備：
NO₂+O₃→NO₃+O₂
這個反應也可以在固相或水溶液中進行，可用輻照冷凍氣體混合物、硝酸鹽或硝酸的閃光光解或輻解以及其他幾種方法。
三氧化氮也是五氧化二氮N₂O₅，硝酸氯ClONO₂和過氧硝酸HO₂NO₂及其鹽的光解產物。
N₂O₅→NO₂+NO₃
2ClONO₂→Cl₂+2NO₃
參考資料
  • 1.    R. P. Wayne, I. Barnes, P. Biggs, J. P. Burrows, C. E. Canosa-Mas, J. Hjorth, G. Le Bras. G. K. Moortgat, D. Perner, G. Poulet, G. Restelli, and H. Sidebottom (1991): "The nitrate radical: Physics, chemistry, and the atmosphere". Atmospheric Environment. Part A. General Topics. volume 25, issue 1, pages 1-203. doi:10.1016/0960-1686(91)90192-A (https://doi.org/10.1016%2F0960-1686%2891%2990192-A)
  • 2.    Richard A. Graham and Harold S. Johnston (1978): "The photochemistry of the nitrate radical and the kinetics of the nitrogen pentoxide-ozone system". Journal of Physical Chemistry, volume 82, issue 3, pages 254-268. doi:10.1021/j100492a002 (https://doi.org/10.1021%2Fj100492a002)