Azane
Azaner / ˌ æ z eɪ n s / är acykliska, mättade kväveväte, vilket betyder att de endast består av väte- och kväveatomer och alla bindningar är enkelbindningar . De är därför pniktogenhydrider . Eftersom cykliska hydrokväveatomer är uteslutna per definition, innefattar azanerna en homolog serie av oorganiska föreningar med den allmänna kemiska formeln N
n H
n+2 .
Varje kväveatom har tre bindningar (antingen NH- eller NN-bindningar), och varje väteatom är förenad med en kväveatom (HN-bindningar). En serie länkade kväveatomer är känd som kväveskelettet eller kväveryggraden. Antalet kväveatomer används för att definiera storleken på azanet (t.ex. N 2 -azan).
NH3
möjliga azanen (modermolekylen) är ammoniak , . Det finns ingen gräns för antalet kväveatomer som kan kopplas samman, den enda begränsningen är att molekylen är acyklisk, är mättad och är ett kväveväte.
Azaner är reaktiva och har betydande biologisk aktivitet . Azaner kan ses som en mer biologiskt aktiv eller reaktiv del ( funktionella grupper ) av molekylen, som kan hängas på molekylära träd.
Strukturklassificering
Mättade kväveväten kan vara:
- linjär (allmän formel N
n H
n + 2 ) där kväveatomerna är förenade i en ormliknande struktur - grenad (allmän formel N
n H
n + 2 , n > 3) där kväveryggraden delas av i en eller flera riktningar -
cyklisk (allmän formel N
n H
n , n > 2) vari kväveskelettet är länkat för att bilda en slinga.
Enligt IUPAC- definitioner är de två förstnämnda azaner, medan den tredje gruppen kallas cykloazaner. Mättade hydrokväveatomer kan också kombinera vilken som helst av de linjära, cykliska (t.ex. polycykliska) och förgrenade strukturerna, och de är fortfarande azaner (ingen generell formel) så länge de är acykliska (dvs utan slingor ) . De har också enkla kovalenta bindningar mellan sina kväveatomer.
Isomeri
Azaner med mer än tre kväveatomer kan ordnas på olika sätt och bildar strukturella isomerer . Den enklaste isomeren av en azan är den där kväveatomerna är ordnade i en enda kedja utan grenar. Denna isomer kallas ibland n-isomeren (n för "normal", även om den inte nödvändigtvis är den vanligaste). Kedjan av kväveatomer kan emellertid också vara grenad vid en eller flera punkter. Antalet möjliga isomerer ökar snabbt med antalet kväveatomer.
På grund av den låga energin för inversion kan osubstituerade grenade azaner inte vara kirala . Förutom dessa isomerer kan kedjan av kväveatomer bilda en eller flera slingor. Sådana föreningar kallas cykloazaner.
Nomenklatur
IUPAC-nomenklaturen namnger systematiskt kväveföreningar genom att identifiera kvävevätekedjor, analogt med alkannomenklaturen . Ogrenade, mättade kvävevätekedjor benämns med ett grekiskt numeriskt prefix för antalet kväveatomer och suffixet "-azan" för kväveväte med enkelbindningar, eller "-azen" för de med dubbelbindningar.
Linjära azaner
Rakkedjiga azaner indikeras ibland med prefixet n - (för normal ) där en icke-linjär isomer existerar. Även om detta inte är strikt nödvändigt, är användningen vanlig i fall där det finns en viktig skillnad i egenskaper mellan isomererna med rak kedja och grenkedjig kedja.
Medlemmarna i serien (i termer av antal kväveatomer) heter enligt följande:
- ammoniak , NH 3 - en kväve och tre väte
-
diazan (eller hydrazin), N
2 H
4 - två kväve och fyra väte -
triazan , N
3 H
5 - tre kväve och fem väte
Azaner med tre eller fler kväveatomer namnges genom att lägga till suffixet - azane till lämpligt numeriskt multiplikatorprefix . Följaktligen triazan , N3H5
_ _
_ ; tetrazan eller tetraazan
, N4H6
; pentazan eller pentaazan
, N5H7
; hexazan eller hexaazan
, N6H8
; etc. Prefixet är i allmänhet grekiskt, med undantag för nonaazane som har ett latinskt prefix, och undecaazane och tridecaazane som har blandade språkprefix.
Faror
Ammoniak är explosivt när det blandas med luft (15 – 25%). Andra lägre azaner kan också bilda explosiva blandningar med luft. De lättare flytande azanerna är mycket brandfarliga; denna risk ökar med längden på kvävekedjan. En hänsyn till detektering och riskkontroll är att ammoniak är lättare än luft, vilket skapar möjlighet till ackumulering i tak.
Besläktade och härledda kväveväten
Besläktade med azanerna är en homolog serie av funktionella grupper , sidokedjor eller radikaler med den allmänna kemiska formeln N
n H
n+1 . Exempel inkluderar azanyl ( NH2
) och hydrazinyl. Denna grupp förkortas vanligtvis med symbolen N. [ citat behövs ]
- ^ Notera att "-yne", som skulle användas för de med trippelbindningar, är frånvarande eftersom den enda medlemmen i den serien, N 2 , inte är ett kväveväte.