# Nitrato di metile

ll nitrato di metile è un composto organico avente formula semistrutturale CH$_3$−O−NO$_2$. Rappresenta l'estere metilico dell'acido nitrico ed è il più semplice dei nitrati alchilici (nitrati organici).
A temperatura ambiente è un liquido incolore, denso (1,203 g/mL), volatile (bolle a 64,6 °C) e infiammabile, che brucia con fiamma bluastra; è un esplosivo molto sensibile agli urti. Il nitrato di metile è un composto polare molto solubile il alcool ed etere e ha discreta solubilità anche in acqua (38,5 g/L a 20 °C, ~0,5 M).
Da con confondere con il nitrito di metile, che è invece l'estere metilico dell'acido nitroso, avente formula CH$_3$−O−NO, il quale a temperatura ambiente è però un gas ed è colorato di giallo pallido.

## Proprietà e struttura

Il nitrato di metile, nonostante la sua natura di composto esplosivo con alta velocità di detonazione (6.300 m/s) è una sostanza termodinamicamente stabile, ΔH$_ƒ$° = -122,0 kJ/mol, anche più stabile del nitrito di metile (-66,1 kJ/mol), che è un po' meno esplosivo. Come gli altri esteri dell'acido nitrico, questo estere metilico ha proprietà ossidanti che, tuttavia, sono raramente sfruttate a causa della difficoltà nel maneggiarlo con sicurezza; ad esempio, viene ridotto a idrossilammina nella reazione con lo stagno metallico in ambiente acido per acido cloridrico. Come il nitrato di etile, è incompatibile con soluzioni acquose alcaline in quanto si idrolizza velocemente. Questo è razionalizzabile osservando che la molecola contiene un ottimo gruppo uscente (un nucleofugo) quale è lo ione nitrato NO$_3$$^–$; questo, essendo la base coniugata di un acido forte (l'acido nitrico) è una base debolissima e, in quanto tale, può staccarsi più facilmente dal carbonio elettrofilo del metile nella reazione di sostituzione nucleofila (S$_N$2). In connessione con questo fatto, il nitrato di metile è stato il substrato oggetto di uno studio cinetico sulla nucleofilia di vari nucleofili all'ossigeno in correlazione con il loro pK$_a$. Parallelamente, è stato oggetto di studi in reazioni S$_N$2 in fase gassosa con carbanioni enolato provenienti da chetoni e nitrili come nucleofili.

### Polarità e costante dielettrica

La molecola è notevolmente polare, il suo momento dipolare è μ = 3,10 D (1,86 D, per l'acqua), molto più del nitrito di metile (2,05 D). Allo stato liquido il nitrato di metile ha anche una notevole costante dielettrica per un composto organico, ε$_r$ = 23,9, un po' più di quella del nitrito di metile (20,77) e di quella dell'acetone (21), ma alquanto minore rispetto al nitrometano (39,40).

### Struttura molecolare

La molecola del nitrato di metile può essere considerata come un ibrido di risonanza tra essenzialmente due forme limite, quelle presenti praticamente in tutti i gruppi nitro (-NO$_2$):
O$^−$−N$^+$=O ↔ O=N$^+$−O$^−$
L'ulteriore forma limite che coinvolge l'ossigeno estereo ha peso parecchio scarso perché, oltre a generare una separazione di carica, piazza su di esso una carica positiva (formale) accanto all'azoto anch'esso positivo. Come nella molecola dell'acido nitrico, l'azoto e i due ossigeni di -NO$_2$ sono ibridati sp$^2$.
La struttura del nitrato di metile è stata indagata in fase gassosa con la spettroscopia rotazionale nella regione delle microonde e con la diffrazione elettronica, ed anche in fase solida cristallina con la diffrazione dei raggi X. Dalle analisi dei dati ricavati da quest'ultima tecnica per il cristallo e dalla combinazione delle due tecniche in fase gassosa è stato possibile desumere, tra l'altro, i valori di lunghezze (r) ed angoli di legame (∠) in ciascuna situazione; alcuni parametri salienti sono di seguito riportati:
[cristallo] r(N−O$^{nitro}$) = 120,4 pm; r(N–O) = 138,8 pm; r(C–O) = 145,1 pm;
[fase gas] r(N−O$^{nitro}$) = 120,5 pm; r(N–O) = 140,3 pm; r(C–O) = 142,5 pm;
[cristallo] ∠($^{nitro}$ONO$^{nitro}$) = 128,6°; ∠(NOC) = 113,3°;
[fase gas] ∠($^{nitro}$ONO$^{nitro}$) = 131,4°; ∠(NOC) = 113,6°.