**Динитроген пентооксид** (исто така познат како **азот пентооксид** или **азотен анхидрид**) е хемиско соединение со формулата **N  
2O  
5**. Тој е еден од бинарните азотни оксиди, фамилија на соединенија кои содржат само азот и кислород. Постои како безбојни кристали кои се сублимираат малку над собната температура, давајќи безбоен гас.

Динитроген пентооксид е нестабилен и потенцијално опасен оксидатор кој некогаш се користел како реагенс кога се растворал во хлороформ за нитрации, но во голема мера бил заменет со нитрониум тетрафлуороборат (NO  
2BF  
4).

N  
2O  
5 е редок пример за соединение кое има две структури во зависност од ситуацијата. Цврстата структура е сол, нитрониум нитрит, која се состои од одвоени катјони на нитрониум ([NO  
2]+  
) и нитратни анјони ([NO  
3]−  
); но во гасовита состојба и во други ситуации претставува ковалентно сврзана молекула.

Историја
--------

N  
2O  
5 првпат бил регистриран од Девил во 1840 година, кој го подготвил на тој начин што помешал сребро нитрат (AgNO  
3) со хлор.

Структура и физички својства
----------------------------

Чисто цврстиот N  
2O  
5 е сол, составена од одвоени линеарни јони на нитрониум NO+  
2 и рамни тригонални нитратни анјони NO−  
3. Двата азотни центри имаат оксидациона состојба +5. Се кристализира во вселенската група *D*4  
6*h*

4  
6*h* (*C*6/*mmc*) со *Z* = 2, со NO−  
3 анјони во местата *D*3*h*и на NO+  
2 катјони во местата *D*3*d*.

Притисокот на пареата *P* (во atm) како функција од температурата *T* (во келвин ), во опсег 211 to 305 К (-62 до 32 °C), е приближно одреден со формулата

{\displaystyle \ln P=23.2348-{\frac {7098.2}{T}}}
кој е околу 48 torr на 0 °C, 424 torr на 25 °C и 760 torr на 32 °C (9 °C под точката на топење).

Во гасната фаза, или кога се раствора во неполарни растворувачи, како што е јаглерод тетрахлорид, соединението постои како ковалентно врзани молекули O  
2N–O–NO  
2. Во гасната фаза, теоретските пресметки за минималната енергетска конфигурација укажуваат на тоа дека O–N–O агол во секое–NO  
2 крило е околу 134° и на N–O–N аголот е околу 112°. Во таа конфигурација, двете–NO  
2 групите се ротираат околу 35° околу врските до централниот кислород, подалеку од N–O–N рамнина. Така, молекулата има облик на пропелер, со една оска од 180° ротациона симетрија (*C* 2) 

Кога гасовитиот N  
2O  
5 се лади брзо („изгаснат"), може да се добие метастабилна молекуларна форма, која егзотермично се претвора во јонска форма над -70 °C.

Гасовитиот N  
2O  
5 апсорбира ултравиолетова светлина со дисоцијација во слободните радикали азот диоксид NO  
2•  
 и азот триоксид NO  
3•  
 (ненаполнет нитрат). Апсорпциониот спектар има широк опсег со максимум на бранова должина 160 nm .

Подготовка
----------

Препорачаната лабораториска синтеза вклучува дехидрација на азотна киселина (HNO  
3) со фосфор(V) оксид: 

P  
4O  
10 + 12 HNO  
3 → 4 H  
3PO  
4 + 6 N  
2O  
5
Друг лабораториски процес е реакцијата на литиум нитрат LiNO  
3 и бром пентафлуорид BrF  
5, во сооднос кој надминува 3:1. Реакцијата прво формира нитрил флуорид FNO  
2 кој дополнително реагира со литиум нитрат: 

BrF  
5 + 3 LiNO  
3 → 3 LiF + BrONO  
2 + O  
2 + 2 FNO  
2
FNO  
2 + LiNO  
3 → LiF + N  
2O  
5
Соединението може да се создаде и во гасната фаза со реакција на азот диоксид NO  
2 или N  
2O  
4 со озон: 

2 NO  
2 + O  
3 → N  
2O  
5 + O  
2
Сепак, производот го катализира брзото распаѓање на озонот: 

2 O  
3 + N  
2O  
5 → 3 O  
2 + N  
2O  
5
Динитроген пентооксид се формира и кога мешавина од кислород и азот се пренесува преку електрично празнење. Друг пат се реакциите на фосфорил хлорид POCl  
3 или нитрил хлорид NO  
2Cl со сребро нитрат AgNO  
3

Реакции
-------

Динитроген пентооксид реагира со вода (хидролиза) за да произведе азотна киселинаHNO  
3. Така, динитроген пентооксид е анхидрид на азотна киселина: 

N  
2O  
5 + H  
2O → 2 HNO  
3
Растворите на динитроген пентоксид во азотна киселина може да се видат како азотна киселина со повеќе од 100% концентрација. Фазен дијаграм на системот H  
2O -N  
2O  
5 го покажува добро познатиот негативен азеотроп на 60% N  
2O  
5 (односно, 70% HNO  
3 ), позитивен азеотроп на 85,7 %N  
2O  
5 (100% HNO  
3 ), и уште еден негативен од 87,5% N  
2O  
5 („102% HNO  
3 ").

Реакцијата со водород хлорид HCl исто така дава азотна киселина и нитрил хлорид NO  
2Cl : 

N  
2O  
5 + HCl → HNO  
3 + NO  
2Cl
Динитроген пентооксид на крајот се распаѓа на собна температура во NO  
2 и O  
2. Распаѓањето е занемарливо ако цврстото тело се одржува на 0 °C, во соодветно инертни контејнери.

Динитроген пентооксид реагира со амонијак NH  
3 да даде неколку производи, вклучувајќи азотен оксид N  
2O, амониум нитрат NH  
4NO  
3, нитрамид NH  
2NO  
2 и амониум динитрамид NH  
4N(NO  
2)  
2, во зависност од условите на реакцијата.

### Распаѓање на динитроген пентооксид на високи температури

Динитроген пентооксид помеѓу високи температури од 600 and 1,100 К (327-827 °C), се разложува во два последователни стехиометриски чекори:

N  
2O  
5 → NO  
2 + NO  
3
2 NO  
3 → 2 NO  
2 + O  
2
Во ударниот бран,N  
2O  
5 се распаѓа стехиометриски на азот диоксид и кислород. На температури од 600 К и повисоко, азот диоксидот е нестабилен во однос на азотниот оксид NO и кислородот. За термичкото распаѓање од 0,1 mM азот диоксид на 1000 К поознато е дека се потребни околу две секунди.

### Распаѓање на динитроген пентооксид во јаглерод тетрахлорид на 30 °C

Освен разградувањето на N  
2O  
5 на високи температури, може да се разложи и во јаглерод тетрахлорид CCl  
4 на 30 °C (303 К). И двата N  
2O  
5 и NO  
2 се растворливи во CCl  
4 и остануваат во раствор додека кислородот е нерастворлив и излегува. Волуменот на кислородот формиран во реакцијата може да се мери во гасна бирета. По овој чекор можеме да продолжиме со разградување, мерејќи ја количината на O  
2 што се произведува со текот на времето бидејќи единствената форма да се добие O  
2 е со N  
2O  
5 распаѓање. Равенката подолу се однесува на распаѓање на N  
2O  
5 во CCl  
4 :

2 N  
2O  
5 → 4 NO  
2 + O  
2(g)
И оваа реакција го следи законот за стапка од прв ред кој гласи:

{\displaystyle -{\frac {d[\mathrm {A} ]}{dt}}=k[\mathrm {A} ]}
### Распаѓање на азотен пентооксид во присуство на азотен оксид

N  
2O  
5 може да се распадне во присуство на азотен оксид NO:

N  
2O  
5 + NO → 3 NO  
2

Атмосферска појава
------------------

Во атмосферата, динитроген пентооксид е важен резервоар на NO  
*x* видови кои се одговорни за осиромашување на озонската обвивка: неговото формирање обезбедува нулти циклус со кој NO и NO  
2 се привремено задржани во нереактивна состојба. Соодносот на мешање од неколку делови на милијарда по волумен е забележан во загадените региони на ноќната тропосфера. Динитроген пентооксид, исто така, е забележан во стратосферата  на слични нивоа, формирањето на резервоарот е постулирано при разгледувањето на збунувачките набљудувања на ненадеен пад во стратосферските нивоа на NO  
2 над 50 °N, таканаречената „ноксонска карпа".

Опасности
---------

N  
2O  
5 претставува силно оксидациско средство кое формира експлозивни смеси со органски соединенија и амониумови соли. Распадот на динитроген пентоксид создава високо токсичен гас на азот диоксид.

Наводи
------

1. ↑  Connell, Peter Steele. (1979) *The Photochemistry of Dinitrogen Pentoxide*.
2. ↑  Deville, M.H. (1849). „Note sur la production de l'acide nitrique anhydre". *Compt. Rend*. **28**: 257–260.
3. ↑  Agrawal, Jai Prakash (2010). *High Energy Materials: Propellants, Explosives and Pyrotechnics*. Wiley-VCH. стр. 117. ISBN 978-3-527-32610-5. Посетено на 20 September 2011.
4. 1 2 3 4 5  Wilson, William W.; Christe, Karl O. (1987). „Dinitrogen pentoxide. New synthesis and laser Raman spectrum". *Inorganic Chemistry*. **26** (10): 1631–1633. doi:10.1021/ic00257a033.
5. ↑  McDaniel, A. H.; Davidson, J. A.; Cantrell, C. A.; Shetter, R. E.; Calvert, J. G. (1988). „Enthalpies of formation of dinitrogen pentoxide and the nitrate free radical". *The Journal of Physical Chemistry*. **92** (14): 4172–4175. doi:10.1021/j100325a035.
6. ↑  Parthiban, S.; Raghunandan, B.N.; Sumathi, R. (1996). „Structures, energies and vibrational frequencies of dinitrogen pentoxide". *Journal of Molecular Structure: Theochem*. **367**: 111–118. doi:10.1016/S0166-1280(96)04516-2.
7. 1 2 3  Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (уред.), *Inorganic Chemistry*, Преведено од Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
8. ↑  Osborne, Bruce A.; Marston, George; Kaminski, L.; Jones, N.C; Gingell, J.M; Mason, Nigel; Walker, Isobel C.; Delwiche, J.; Hubin-Franskin, M.-J. (2000). „Vacuum ultraviolet spectrum of dinitrogen pentoxide". *Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer*. **64**: 67–74. doi:10.1016/S0022-4073(99)00104-1.
9. 1 2 3  Yao, Francis; Wilson, Ivan; Johnston, Harold (1982). „Temperature-dependent ultraviolet absorption spectrum for dinitrogen pentoxide". *The Journal of Physical Chemistry*. **86** (18): 3611–3615. doi:10.1021/j100215a023.
10. ↑  Schott, Garry; Davidson, Norman (1958). „Shock Waves in Chemical Kinetics: The Decomposition of N2O5 at High Temperatures". *Journal of the American Chemical Society*. **80** (8): 1841–1853. doi:10.1021/ja01541a019.
11. ↑  Lloyd, L.; Wyatt, P. A. H. (1955). „The vapour pressures of nitric acid solutions. Part I. New azeotropes in the water–dinitrogen pentoxide system". *J. Chem. Soc.*: 2248–2252. doi:10.1039/JR9550002248.
12. ↑  Wilkins, Robert A.; Hisatsune, I. C. (1976). „The Reaction of Dinitrogen Pentoxide with Hydrogen Chloride". *Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals*. **15** (4): 246–248. doi:10.1021/i160060a003.
13. ↑  Gruenhut, N. S.; Goldfrank, M.; Cushing, M. L.; Caesar, G. V.; Caesar, P. D.; Shoemaker, C. (1950). „Nitrogen(V) Oxide (Nitrogen Pentoxide, Dinitrogen Pentoxide, Nitric Anhydride)". *Inorganic Syntheses*: 78–81. doi:10.1002/9780470132340.ch20.
14. ↑  Frenck, C.; Weisweiler, W. (2002). „Modeling the Reactions Between Ammonia and Dinitrogen Pentoxide to Synthesize Ammonium Dinitramide (ADN)". *Chemical Engineering & Technology*. **25** (2): 123. doi:10.1002/1521-4125(200202)25:2<123::AID-CEAT123>3.0.CO;2-W.
15. ↑  Schott, Garry; Davidson, Norman (1958). „Shock Waves in Chemical Kinetics: The Decomposition of N2O5 at High Temperatures". *Journal of the American Chemical Society*. **80** (8): 1841–1853. doi:10.1021/ja01541a019.
16. ↑  Jaime, R. (2008).
17. ↑  Finlayson-Pitts, Barbara J.; Pitts, James N. (2000). *Chemistry of the upper and lower atmosphere : theory, experiments, and applications*. San Diego: Academic Press. ISBN 9780080529073. OCLC 162128929.
18. ↑  Wang, Haichao; Lu, Keding; Chen, Xiaorui; Zhu, Qindan; Chen, Qi; Guo, Song; Jiang, Meiqing; Li, Xin; Shang, Dongjie (2017). „High N2O5 Concentrations Observed in Urban Beijing: Implications of a Large Nitrate Formation Pathway". *Environmental Science and Technology Letters*. **4** (10): 416–420. doi:10.1021/acs.estlett.7b00341.
19. ↑  Rinsland, C.P. (1989). „Stratospheric N2O5 profiles at sunrise and sunset from further analysis of the *ATMOS/Spacelab 3* solar spectra". *Journal of Geophysical Research*. **94**: 18341–18349. Bibcode:1989JGR....9418341R. doi:10.1029/JD094iD15p18341.

Цитирани извори
---------------

* Haynes, William M. уред. (2016). *CRC Handbook of Chemistry and Physics* (97th. изд.). CRC Press. ISBN 9781498754293.