Ion nitronio

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Ion
Compuesto químico

El ion nitronio, [NO2]+, es un catión. Es un ion onio porque su átomo de nitrógeno tiene carga +1, similar al ion amonio [NH4]+. Se crea mediante la eliminación de un electrón de la molécula de dióxido de nitrógeno paramagnético NO2, o la protonación de ácido nítrico HNO3 (con eliminación de H2O).

Es lo suficientemente estable como para existir en condiciones normales, pero generalmente es reactivo y se usa mucho como electrófilo en la nitración de otras sustancias. El ion se genera in situ para este fin mezclando ácido sulfúrico concentrado y ácido nítrico concentrado según el equilibrio:

H2SO4 + HNO3 → HSO−4 [NO]2]+ + H2O

Estructura

El ion nitronio es isoelectrónico con el dióxido de carbono y el óxido nitroso, y tiene la misma estructura lineal y ángulo de enlace de 180°. Por esta razón tiene un espectro vibratorio similar al del dióxido de carbono. Históricamente, el ion nitronio se detectaba mediante espectroscopia Raman, porque su tramo simétrico es activo en Raman pero inactivo en el infrarrojo. El estiramiento simétrico activo de Raman se utilizó por primera vez para identificar el ion en mezclas de nitración.

Sales

Se pueden aislar algunas sales de nitronio estables con aniones de nucleofilia débil. Estos incluyen perclorato de nitronio [NO2]+ [ClO4]−, tetrafluoroborato de nitronio [NO2]+[BF4]−, hexafluorofosfato de nitronio [NO2]+[PF6] −, hexafluoroarseniato de nitronio [NO2]+[AsF6]− y hexafluoroantimonato de nitronio [NO2]+[SbF6]−. Todos estos son compuestos muy higroscópicos.

La forma sólida del pentóxido de dinitrógeno, N2O 5, en realidad consta de iones de nitronio y nitrato, por lo que es un compuesto iónico, nitrato de nitronio [NO 2]+[NO3]−, no un sólido molecular. Sin embargo, el pentóxido de dinitrógeno en estado líquido o gaseoso es molecular y no contiene iones de nitronio.

Especies relacionadas

Los compuestos fluoruro de nitrilo, NO2F, y cloruro de nitrilo, NO2Cl, no son sales de nitronio sino compuestos moleculares, como lo demuestran sus bajos puntos de ebullición (−72 °C y − 6 °C respectivamente) y longitudes cortas de enlace nitrógeno-halógeno (N-F 135 pm, N-Cl 184 pm).

La adición de un electrón forma el radical nitrilo neutro, NO2•; de hecho, esto es bastante estable y se conoce como dióxido de nitrógeno compuesto.

La especie cargada negativamente relacionada es NO−2, el ion nitrito.