五氧化二氮

五氧化二氮，化學式：N₂O₅，又稱硝酐，是硝酸的酸酐。通常狀態下呈無色柱狀結晶體，均微溶於水，水溶液呈酸性。分子量108.2，密度2.05 g/cm3 （固） 32℃時升華並明顯分解。47℃時完全分解。溶於水和氯仿，在熱水中分解，在硝酸中分解緩慢，其氯仿溶液在-20℃時可存放1周。具有強氧化性，能使苯、丙三醇、纖維素等硝化。與過氧化氫作用生成過氧硝酸（HO2NO2）。通常狀態下呈無色柱狀結晶體，均微溶於水，水溶液呈酸性。有吸濕性，有毒。溶於熱水時生成硝酸。熔點32.5℃，易升華，易分解。

基本介紹

• 中文名：五氧化二氮
• 別稱：硝酐
• 化學式：N2O5
• 分子量：108
• CAS登錄號：10102-03-1
• 沸點：32℃
• 水溶性：微溶於水
• 密度：2.05 g/cm3
• 外觀：無色柱狀結晶體
• 危險性描述：遇高溫或可燃性物質能引起爆炸
• 毒性：劇毒

簡介

五氧化二氮（化學式：N₂O₅），又稱硝酐，是硝酸的酸酐。通常狀態下呈無色柱狀結晶體，均微溶於水，水溶液呈酸性。分子量108.2，密度2.05 g/cm3 （固） 32℃時升華並明顯分解。47℃時完全分解。溶於水和氯仿，在熱水中分解，在硝酸中分解緩慢，其氯仿溶液在-20℃時可存放1周。具有強氧化性，能使苯、丙三醇、纖維素等硝化。與過氧化氫作用生成過氧硝酸（HO2NO2）。通常狀態下呈無色柱狀結晶體，均微溶於水，水溶液呈酸性。有吸濕性，有毒。溶於熱水時生成硝酸。熔點32.5℃，易升華，易分解。

分子結構

五氧化二氮分子是平面形分子，分子中存在離域π鍵。

N2O5的結構

五氧化二氮分子中主要為sp2雜化,含有6個σ鍵和2個三原子四電子離域π鍵。因此圖中四個氧原子（除了中間那個以外）實際上是等價的。一般地，在標況下，五氧化二氮為無色固體，在漫射光和280K以下穩定，在氣態時不穩定。

通常認為，固體狀態下，他由兩種離子構成：NO₂⁺(硝醯陽離子)和 NO₃^-(硝酸根離子)，其中陽離子呈直線型，鍵長115pm，陰離子呈三角形，鍵長122pm，陰陽離子的中心N原子間距為273pm，且陽離子垂直於陰離子所在平面。這種物質稱為硝酸硝鎓。

基本特性

N₂O₅很不穩定,純品在室溫下易升華,受日光照射則爆炸分解為N₂O₄和氧氣。不論是純品還是處於溶劑中,N₂O₅在空氣中都很容易吸潮生成硝酸。

低溫時N₂O₅為白色鱗片狀結晶，密度為1.63g/cm³，熔點29℃，在室溫下有升華現象。隨著溫度的上升，白色晶體逐漸變為淺黃、橘黃，甚至棕褐色，45℃左右呈液態並分解釋放出氧氣和二氧化氮等，若遇高溫或可燃性物質，就會發生爆炸。純品N₂O₅在0℃環境下10d分解一半，在20℃環境下10h可分解一半，在-60℃以下環境中可存儲1a。

毒性

五氧化二氮很容易潮解，而且在10℃以上能分解生成毒氣二氧化氮及氧氣，但在-10℃以下時較穩定。遇高溫及易燃物品，會引起燃燒爆炸。由五氧化二氮引起的火災，可使用水或泡沫進行撲滅。且五氧化二氮屬強氧化劑，與水反應生成強酸。

用途

用作硝化劑、氧化劑。

製法原理

2NO₂+O₃=N₂O₅+O₂

用十氧化四磷（習慣上稱五氧化二磷）使硝酸脫水可得：4HNO₃+P₄O₁₀=2N₂O₅+4HPO₃

製造研究進展

1840年,H.st.c.Devil用乾燥的氯氣通入無水硝酸銀中,首次製備了固體N₂O₅。R.We-ber等人相繼研究了用濃硝酸與五氧化二磷反應製造N₂O₅的方法，這是迄今最方便,最廣泛用於實驗室製造N₂O₅的方法。自本世紀20年代開始,又出現了用低價氮的氧化物(NO、N2O3、N2O4)臭氧化法製備N₂O_5，特別是以N2O4作為原料,因其較穩定,便於貯存、運輸,用它經臭氧化法製備N₂O₅得到了一定程度的發展,據悉,目前已有實現大規模生產的趨。除上述主要的製造方法外,其他的化學方法也有報導,如苦味酸法[5],五氟化溴法[6],三氧化硫脫水法[7]等。80年代開始,英、美、俄等國相繼發展和完善了電解法製備N₂O₅的工藝過程,採用該法得到的N₂O₅硝酸溶液可直接用硝化過程。這是N₂O₅製造歷史上的一次飛躍,使得N₂O₅方便、廉價地大規模工業化生產成為可能。