کدام ساختار N2O3را پایدارتر می دانید؟ چرا

با توجه به شکل زیر می توان گفت:

N2O3 که دی نیتروژن تری اکسید یکی از نامهای آنست . جامدی است به رنگ آبی تیره که یکی از اکسیدهای دوتایی نیتروژن است که با مخلوط کردن مقادیر یکسان از نیتروژن اکسید و دی نیتروژن اکسید طبق معادله زیر در دمای 21- درجه سلسیوس بدست میاید      

               NO + NO₂→ N₂O₃

نیتروژن تری اکسید تنها در دماهای پایین ودر حالت مایع و جامد وجود داردو در دماهای بالاتر به فرمهای گازی منفرد تفکیک میشود .

طول پیوند N-N معمولی برای مثال در مولکول ئیدرازین درحدود145 پیکومتر است در حالیکه پیوند در نیتروژن تری اکسیدبه طور غیرمنتظره 186 پیکومتر است. در حالیکه این طول در سایر اکسیدهای نیتروژن مثل دی نیتروژن تترا اکسید در حدود 175 پیکومتر است. دی نیتروژن تری اکسید مسطح است و گروه نقطه ای آن C_s است

ایزومر دیگری که میتوان نوشت O=N–O–N=O است ولی این ایزومر مشاهده نشده است.( سمت چپ شکل بالا)

نیتروژن تری اکسید طبق معادله زیر با سدیم هیدروکسید واکنش داده و سدیم نیتریت  و آب تولید میکند.

N₂O₃ + 2 NaOH → 2 NaNO₂ + H₂O                  

در ابتداتصور میشود که ساختار سمت چپ وپایین به چند دلیل پایدارتر باید باشد  اولا در اکسیدهای نیتروژن وقتی که اکسیژن تعدادش فرد باشد باید یک اکسیژن بین دو نیتروژن قرار گیرد. دوماچون پیوند N-O قطبی است نسبت به N-N که ناقطبی است ارجح تر واز نظر ترمودینامیک پایدارتر است. سوما ساختار سمت چپ متقارن است چهارم اینکه ساختار سمت چپ کشش زاویه ای و خمشی وپیچشی کمتری دارد .حال انکه واقعیت چیز دیگری را میگویدو ساختار سمت چپ ناپایدارترین انهاست.

فرم دیگری که نسبتا پایدارتر است یک پیوند N-N  یگانه دارد .( شکل بالایی)

ممکن است برخی بگویند که چون نیتروژن تری اکسید بر اثر حرارت به نیتروژن منوکسید و نیتروژن دی اکسید تجزیه میشود ساختار بالایی ارجح تر است در حالیکه تجربه نشان داده که هر دو شکل بالایی و سمت چپی بر اثر حرارت محصولات مشابهی تولید میکنند و شاهد آن نیز با اثرات ایزوتوپی تایید شده است .

اگر در ابتدا گاز NO  که ایزوتوپ N14 دارد با  NO2 که نیتروژن آن ایزوتوپ N 15  است واکنش دهیم میبینیم که یک جابجایی کامل رخ میدهد و گاز نیتروژن منوکسید با ایزوتوپ 15 و گاز نیتروژن دی اکسید با ایزوتوپ 14 بدست میاید.این پدیده نشان میدهد دو نیتروژن در نیتروژن دی اکسید کاملا یکسان هستندو تاییدی بر وجود شکل سمت چپ است .

شکل دوم N2O3 شکلی است که یک پیوند N-Nیگانه دارد ومطالعات اسپکتروسکوپی مبتنی بر مباحث مولکولی در باره پیوند از آن حمایت میکند نشان میدهد این پیوند یک پیوند فقط π N-N    است . بدون پیوند سیگما یعنی تک الکترون دو اتم نیتروژن با هم همپوشانی جانبی داشته اند( طول پیوند 186 پیکومتر موید این است )

با توجه به جمیع جوانب و با توجه به اینکه دی نیتروژن تری اکسید در شرایط معمولی ناپایدار است و به نیتروژن اکسید و نیتروژن دی اکسید تجزیه می شود. پس انتظار داریم شکل بالایی  یک پیوند ضعیف ( از نوع فقط π)داشته باشد و شکل بالایی می تواند انتخاب شود.