Nitronio

Lo ione nitronio è un catione di formula chimica NO₂⁺ è generalmente molto instabile e prodotto dalla rimozione di un elettrone dal paramagnetico diossido di azoto, o dalla protonazione dell'acido nitrico seguita dall'eliminazione di una molecola di acqua.

Ione nitronio
La struttura Lewis del catione nitronio
Struttura 3D a sfere del catione nitronio Il modello 3D a sfere Van der Waals del catione nitronio
Nome IUPAC
Diossidoazoto(1+)[1]
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	NO2⁺
Massa molecolare (u)	46.01 g·mol−1
Numero CAS	12269-46-4
PubChem	3609161
SMILES	[N+](=O)=O
Proprietà termochimiche
S0m(J·K−1mol−1)	233.86 J K−1 mol−1
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
attenzione

Non è abbastanza stabile per esistere alle condizioni normali, ma è usato estensivamente come un elettrofilo nella nitrazione di substrati aromatici e anche di altre sostanze. Lo ione è generato, quando torna utile, miscelando acido solforico (acido più forte) e acido nitrico (che si comporterà da base) secondo questa reazione:

H₂SO₄ + HNO₃ → HSO₄⁻ + H₂O⁺–NO₂ → HSO₄⁻ + NO₂⁺ + H₂O

Lo ione nitronio è contenuto nel pentossido di diazoto (N₂O₅) allo stato solido, che è un composto ionico formato da ioni nitronio e ioni nitrato, mentre allo stato liquido o in soluzione di solventi non protici (CCl₄, CHCl₃, POCl₃ e simili) e allo stato gassoso ha forma molecolare (O₂N-O-NO₂). Lo ione nitronio è isoelettronico con l'anidride carbonica CO₂, con l'ossido di diazoto N₂O e con lo ione metaborato BO₂^– e,come in questi, l'atomo centrale è ibridato sp e la struttura O–N–O è lineare con angoli di 180°.

Lo ione contenente gli stessi atomi, ma con carica negativa, NO−2, è lo ione nitrito.

Composti ionici e molecolari

Vi sono sali (composti ionici) del nitronio stabili con anioni di basicità e nucleofilia molto deboli, tipicamente anioni di acidi molto forti. Questi composti sono notevolmente igroscopici.^[2] Tra questi ci sono:

• Perclorato di nitronio (NO+2ClO−4)
• Tetrafluoroborato di nitronio (NO+2BF−4)
• Esafluorofosfato di nitronio (NO+2PF−6)
• Esafluoroarseniato di nitronio (NO+2AsF−6)
• Esafluoroantimoniato di nitronio (NO+2SbF−6)

Con anioni di acidi meno forti si hanno composti molecolari, non salini, che includono:

• Fluoruro di Nitrile, NO₂F
• Cloruro di nitrile, NO₂Cl

Essendo composti molecolari hanno basso punto di ebollizione (−72 °C e −6 °C rispettivamente) e lunghezze dei legami N–X corti (N–F 135 pm, N–Cl 184 pm).^[3] Questi composti molecolari si ottengono dalla reazione con il composto stabile diossido di azoto, dove l'atomo centrale N ha numero di ossidazione +4 e forma 3 legami con i rispettivi due ossigeni laterali lasciando 1 elettrone libero, considerandolo come un radicale libero detto nitrile (formula -NO₂) quando reagisce con F o Cl.