氫疊氮酸(hydronitric acid),又稱疊氮酸或疊氮化氫,化學式HN3,分子量43.028,是一種無色、有臭味液體。氫疊氮酸熔點﹣80℃,沸點35.7℃,易揮發,與冷、熱水均完全互溶。氫疊氮酸酸性類似于冰醋,能灼傷皮膚。
氫疊氮酸具有氧化性,遇還原性物質生成氮和氨;與金屬反應生成疊氮化物、氮和氨。氫疊氮酸是易爆物質,受熱、受到撞擊立即發生爆炸、分解。在工業上,氫疊氮酸常被用來制造炮彈炸藥。
化學性質
稀溶液幾乎不分解,但受到撞擊立即發生爆炸性分解:2HN→3N↑+H↑。疊氮酸的正鹽穩定,但重金屬鹽受撞擊時仍爆炸,產生氮氣。其堿金屬、堿土金屬鹽加熱只分解不爆炸。其鋰鹽加熱生成氮化鋰。疊氮酸可溶于水,且其溶液可溶解許多金屬(如鋅、鐵),放出氫氣并形成疊氮化物的鹽類。其所有的鹽類皆具爆炸性,并極易與碘代烴反應。疊氮酸的某些性質類似鹵化氫,如與鉛、銀、亞汞離子形成難溶于水的鹽類。金屬鹽在碘化鈉形式下皆可形成結晶,并受熱分解,產生純金屬的殘渣。疊氮酸是一種弱酸(pK? 4.6-4.7)。
計算屬性
分子量:43.029 克/摩爾
XLogP3-AA 系列:1.7
氫鍵受體計數:2
可旋轉的鍵數:0
精確質量:43.017047045 克/摩爾
單同位素質量:43.017047045 克/摩爾
拓撲極表面積:25.8 平方米
重原子計數:3
正式收費:0
復雜性:23
同位素原子數:0
定義的原子立體中心計數:0
未定義的原子立體中心計數:0
定義的 Bond 立體中心計數:0
未定義的鍵立體中心計數(Undefined Bond Stereocenter 計數):0
共價鍵合單位計數:1
分子結構
它的分子結構如圖所示:
在HN分子中,兩個N-N鍵的夾角為171°,H-N鍵與靠近H的N-N鍵間的夾角約為109°,顯然靠近H原子的第1個是sp2雜化的,第二個N原子是sp雜化的,端位的N原子不雜化。原因是分子中有一個離域π鍵。與氫相連的第一個N原子給出1個電子,第二個N原子給出兩個電子,第三個N給出1個電子形成一個三中心四電子的大π鍵。HN中N原子的平均氧化數為-1/3。N離子是一個似鹵離子,化學性質類似鹵離子,例如AgN也是難溶于水的。
臨床
人反復吸入蒸氣5.28mg/m不到1小時,可產生癥狀。一次吸入可引起鼻、眼刺激,頭痛、眩暈、軟弱無力、支氣管炎、血壓降低(有時可維持正常)、脈率增快或徐緩,頭痛較其他癥狀持續時間長,上述病情通常于1小時內可恢復。
對從事本作業1~15年工齡的工人進行體檢,現場空氣濃度為2.29-6.86mg/m,見有低血壓(工作期間較明顯,離廠后恢復),博動性頭痛、心悸病、軟弱無力、站立不穩、輕度鼻眼刺激,但未見器質性病變。
治療:可用硫代硫酸鈉等
預防:同疊氮鈉。生產現場避免吸入和皮膚接觸。
歷史
氫疊氮酸在1890年首先由西奧多·庫爾提斯分離出來。(Berichte, 1890, 23, p.3023)。
應用
氫疊氮酸主要用于保存貯存溶液(stock solution),以及作為一種試劑。
制造
疊氮酸通常由疊氮化物,如疊氮化鈉等鹽類酸化產生。一般而言,疊氮化鈉的水溶液含有極少量疊氮酸,與疊氮酸鹽形成平衡,加入強酸后則大部分轉化為疊氮酸。再由分餾法即可制得純品。
毒性
疊氮酸具揮發性及劇毒,毒性接近氫氰酸,會對皮膚與黏膜造成嚴重刺激。其具有嗆鼻的氣味,蒸氣能引發強烈的頭痛。此化合物為非累積性的毒物。人反復吸入蒸氣5.28mg/m不到1小時,可產生癥狀。一次吸入可引起鼻、眼刺激,頭痛、眩暈、軟弱無力、支氣管炎、血壓降低(有時可維持正常)、脈率增快或徐緩,頭痛較其他癥狀持續時間長,上述病情通常于1小時內可恢復。對從事本作業1~15年工齡的工人進行體檢,現場空氣濃度為2.29-6.86mg/m,見有低血壓(工作期間較明顯,離廠后恢復),博動性頭痛、心悸病、軟弱無力、站立不穩、輕度鼻眼刺激,但未見器質性病變。治療:可用硫代硫酸鈉等。預防:同疊氮鈉。生產現場避免吸入和皮膚接觸。
參考資料 >
氫疊氮酸.《中國大百科全書》第三版網絡版.2024-02-06
Hydrazoic acid | HN3 | CID 24530 - PubChem.PubChem.2024-02-06
Hydrazoic acid.PubGhem.2024-09-04
“百年反應”迎來重大突破!北大教授實現重要含氮化合物的高效合成.搜狐網.2024-09-04