氢叠氮酸

是一种无色、有臭味液体

氢叠氮酸(hydronitric acid),又称叠氮酸或叠氮化氢, 化学式 HN3,分子量43.028,是一种无色、有臭味液体。氢叠氮酸 熔点 ﹣80℃, 沸点 35.7℃,易挥发,与冷、热水均完全互溶。氢叠氮酸酸性类似于 冰醋 ,能灼伤皮肤。

氢叠氮酸具有氧化性,遇还原性物质生成氮和氨;与金属反应生成叠 氮化物 、氮和氨。氢叠氮酸是易爆物质,受热、受到撞击立即发生爆炸、分解。 在工业上,氢叠氮酸常被用来制造炮弹炸药。

化学性质

稀溶液几乎不分解,但受到撞击立即发生爆炸性分解:2HN→3N↑+H↑。叠氮酸的正盐稳定,但重金属盐受撞击时仍爆炸,产生 氮气 。其 碱金属 、 碱土金属 盐加热只分解不爆炸。其锂盐加热生成 氮化锂 。叠氮酸可溶于水,且其溶液可溶解许多金属(如锌、铁),放出 氢气 并形成叠氮化物的盐类。其所有的盐类皆具爆炸性,并极易与碘代烃反应。叠氮酸的某些性质类似 卤化氢 ,如与铅、银、亚汞离子形成难溶于水的盐类。金属盐在 碘化钠 形式下皆可形成结晶,并受热分解,产生纯金属的残渣。叠氮酸是一种 弱酸 (pKₐ 4.6-4.7)。

计算属性

分子量:43.029 克/ 摩尔

XLogP3-AA 系列:1.7

氢键 供体 计数 :1

氢键受体计数:2

可旋转的键数:0

精确质量:43.017047045 克/摩尔

单 同位素 质量:43.017047045 克/摩尔

拓扑极表面积:25.8 平方米

重原子计数:3

正式收费:0

复杂性:23

同位素原子数:0

定义的原子立体中心计数:0

未定义的原子立体中心计数:0

定义的 Bond 立体中心计数:0

未定义的键立体中心计数(Undefined Bond Stereocenter 计数 ):0

共价键 合单位计数:1

分子结构

它的分子结构如图所示:

在HN分子中,两个N-N键的夹角为171°,H-N键与靠近H的N-N键间的夹角约为109°,显然靠近H原子的第1个是sp2杂化的,第二个N原子是sp杂化的,端位的N原子不杂化。原因是分子中有一个离域π键。与氢相连的第一个N原子给出1个电子,第二个N原子给出两个电子,第三个N给出1个电子形成一个三中心四电子的大π键。HN中N原子的平均氧化数为-1/3。N离子是一个似卤离子,化学性质类似卤离子,例如AgN也是难溶于水的。

临床

人反复吸入蒸气5.28mg/m不到1小时,可产生症状。一次吸入可引起鼻、眼刺激,头痛、眩晕、软弱无力、 支气管炎 、血压降低(有时可维持正常)、脉率增快或徐缓,头痛较其他症状持续时间长,上述病情通常于1小时内可恢复。

对从事本作业1~15年 工龄 的工人进行体检,现场空气浓度为2.29-6.86mg/m,见有 低血压 (工作期间较明显,离厂后恢复),博动性头痛、 心悸病 、软弱无力、站立不稳、轻度鼻眼刺激,但未见器质性病变。

治疗:可用 硫代硫酸钠 等

预防:同叠氮钠。生产现场避免吸入和皮肤接触。

历史

氢叠氮酸在1890年首先由西奥多·库尔提斯分离出来。(Berichte, 1890, 23, p.3023)。

应用

氢叠氮酸主要用于保存贮存溶液(stock solution),以及作为一种试剂。

制造

叠氮酸通常由叠 氮化物 ,如 叠氮化钠 等盐类酸化产生。一般而言,叠氮化钠的 水溶液 含有极少量叠氮酸,与叠氮酸盐形成平衡,加入强酸后则大部分转化为叠氮酸。再由 分馏 法即可制得纯品。

毒性

叠氮酸具挥发性及剧毒,毒性接近 氢氰酸 ,会对皮肤与黏膜造成严重刺激。其具有呛鼻的气味,蒸气能引发强烈的头痛。此化合物为非累积性的毒物。人反复吸入蒸气5.28mg/m不到1小时,可产生症状。 一次吸入可引起鼻、眼刺激,头痛、眩晕、软弱无力、 支气管炎 、血压降低(有时可维持正常)、脉率增快或徐缓,头痛较其他症状持续时间长,上述病情通常于1小时内可恢复。对从事本作业1~15年工龄的工人进行体检,现场空气浓度为2.29-6.86mg/m,见有 低血压 (工作期间较明显,离厂后恢复),博动性头痛、 心悸病 、软弱无力、站立不稳、轻度鼻眼刺激,但未见器质性病变。治疗:可用 硫代硫酸钠 等。预防:同叠氮钠。生产现场避免吸入和皮肤接触。

参考资料

  1. 氢叠氮酸 《中国大百科全书》第三版网络版 2024-02-06
  2. Hydrazoic acid | HN3 | CID 24530 - PubChem PubChem 2024-02-06
  3. Hydrazoic acid PubGhem 2024-09-04
  4. “百年反应”迎来重大突破!北大教授实现重要含氮化合物的高效合成 搜狐网 2024-09-04