张金彩

摘 要：任何现象的存在都有其存在的合理性，并且主要由其自身原因造成。氮的低价化合物电极电位高于其高价化合物电极电位，其形成内因是分子结构本身，形成外因则是酸性与氢键。

关键词：氮化合物；电极电位；分子结构；氢键

一、引言

通过对氮的化合物电极电位进行比对，HNO2的φ°=1.27（V）而NO3-的φ°=0.94（V），发现氮的低价化合物电极电位高于其高价化合物电极电位，这是什么原因呢？

二、氮的化合物分子结构决定了其低价电极电位高于其高价

1.氮的不同价态化合物分子结构

（1）一氧化氮

一氧化氮的化学式为NO，其中氮原子是sp杂化，氮氧三键分别为一个σ键、一个正常π键和一个三电子π23键（见图1）。

（2）亚硝酸

亚硝酸的化学式为HNO2，其中H-O-N的键角为102°，O-N-O的键角为110°。HNO2分子中的氮原子是sp2杂化，分子呈V型结构，含两个N-Oσ键和一个N-Oπ键。H-O-N中的成键氧原子是sp3杂化，H-O-N的键角为102°小于109.5°的正常值，这种键角的变小缘于氧原子上的两对孤电子对的挤压（见图2和图3）。

（3）硝酸

硝酸的化学式为HNO3，其为平面共价分子，中心氮原子是sp2杂化，未参与杂化的一个p轨道与两个端氧形成四中心六电子π46键（见图4）。硝酸根离子呈正三角形结构，氮原子在中心，三个氧原子位于正三角形的三个顶点，氮原子和氧原子都是sp2杂化（见图5），图中虚线代表大π键。

2.氮的化合物分子结构决定了其低价电极电位高于其高价的原因分析

（1）一氧化氮

NO分子中的π23键，相当于有一个电子自由基N·的存在，正是由于NO带有自由基，使其化学性质非常活泼，并在酸性介质中具有较高的电极电位。……