Da nitrogen danner forbindelser med de fleste grundstoffer undtagen ædelgasserne, er der også under andre grundstoffer omtalt nitrogenforbindelser. Disse findes i formelle oxidationstrin fra −3 til +5. Nogle af dem fremstilles industrielt i stor skala.
Oxidationstrin −3. Den vigtigste forbindelse er ammoniak, NH3. Det er en farveløs, giftig luftart med en gennemtrængende, ubehagelig lugt. Med syrer danner ammoniak ammoniumforbindelser, der indeholder gruppen NH4, som ikke kan eksistere frit, men indgår i en række salte, der har lighedspunkter med salte indeholdende alkalimetallerne. Ammoniak indgår som ligand i mange koordinationsforbindelser. Et eksempel er cobalthexamminklorid, [Co(NH3)6]Cl3. Med alkalimetallerne og de alkaliske jordartsmetaller danner ammoniak relativt stabile amider, fx natriumamid, NaNH2, og calciumamid, Ca(NH2)2, hvorimod amider med tungere metaller, fx sølvamid, kan være eksplosive. Kun få imider, dvs. forbindelser af typen M2NH, er kendt, og lithiumimid, Li2NH, er en af de sikrest kendte. Saltlignende nitrider, MxNy, der indeholder N3--ionen, kendes for alkalimetallerne, fx lithiumnitrid, Li3N, de alkaliske jordartsmetaller samt for metaller i grupperne 3 og 13, fx scandiumnitrid, ScN, og aluminiumnitrid, AlN.
Oxidationstrin −2. Hydrazin (diazan), N2H4, er en i ren form farveløs væske med kp. 113,5 °C. Det dannes ved oxidation af ammoniak med natriumhypoklorit og isoleres som hydraziniumsulfat, der ved destillation med natriumhydroxid giver hydrazinhydrat, hvorfra vandet kan fjernes ved behandling med fast natriumhydroxid. Hydrazin er et stærkt reduktionsmiddel og anvendes bl.a. som raketbrændstof.
Oxidationstrin −1. Hydroxylamin, NH2OH, danner farveløse krystaller, der smelter ved 33,1 °C. Det sønderdeles let, i alkalisk opløsning til ammoniak og nitrogen, i sur opløsning til ammoniak og dinitrogenoxid.
Oxidationstrin 0. Nitrogen kan optages i sin molekylære form, N2, i komplekse rutheniumforbindelser som fx [Ru(NH3)5N2]Cl2.
Oxidationstrin +1. Dinitrogenoxid (lattergas), N2O, dannes ved opvarmning af ammoniumnitrat. Reaktionen er ledsaget af en kraftig varmeudvikling, og opvarmningen må udføres med forsigtighed. Kommer temperaturen over 800 °C, spaltes N2O til nitrogen og oxygen. Molekylet er lineært bygget med atomrækkefølgen NNO. Dinitrogenoxid er opløseligt i vand uden at påvirke vandets surhedsgrad nævneværdigt. Der dannes således kun i ringe grad en "hyposalpetersyrling", dvs. en syre af formel HONNOH. Et sølvsalt af denne hypotetiske syre, Ag2N2O2, er tungtopløseligt og kan fremstilles ud fra hydroxylamin, natriumnitrit og et sølvsalt. Nitramid, O2NNH2, er isomer med hyposalpetersyrling, men væsentlig mere stabil.
Oxidationstrin +2. Nitrogenoxid, NO, har tidligere været fremstillet industrielt som et mellemtrin i produktionen af salpetersyre ud fra grundstofferne nitrogen og oxygen ved temperaturer over 3000 °C (Birkeland-Eyde-processen), men industrielt fremstilles det nu ved katalytisk forbrænding af ammoniak, ligeledes i forbindelse med produktionen af salpetersyre. NO er en farveløs luftart, der nemt sønderdeles til nitrogen og oxygen. Det forbinder sig let med oxygen til nitrogendioxid. Med jern(II)salte danner det i opløsning en rødbrunt farvet forbindelse, [Fe(H2O)5NO]2+, der kan bruges til analytisk påvisning af enten Fe2+ eller af NO.
Oxidationstrin +3. Ved indvirkning af halvkoncentreret salpetersyre på kobber dannes en blanding af nitrogenoxid og nitrogendioxid, NO2, der tilsammen danner dinitrogentrioxid, N2O3. Ved −111 °C krystalliserer N2O3 som blegblå krystaller. Forbindelsen kan med vand danne salpetersyrling, HNO2, der er meget ustabil, mens dens salte, nitritter, fx natriumnitrit, NaNO2, er væsentlig mere stabile. Med fluor, klor eller brom oxideres NO til et nitrosylhalogenid, med klor til en gul, giftig gas, nitrosylklorid, NOCl. Med halogenerne dannes også forbindelser af sammensætning NX3, hvor X kan være fluor, klor, brom eller jod. Fluoridet er en farveløs, stabil gas, de øvrige er stærkt instabile og eksplosive stoffer.
Oxidationstrin +4. Nitrogendioxid dannes som et mellemprodukt i salpetersyreproduktionen. Det er en rødbrun, giftig gas, der ved afkøling bliver farveløs, idet der indstiller sig en ligevægt, 2 NO2 ⇌ N2O4, hvor N2O4 er farveløst. I laboratoriet kan det bekvemt fremstilles ved opvarmning af blynitrat.
Oxidationstrin +5. Dinitrogenpentoxid, N2O5, der danner farveløse krystaller, er ikke særlig stabilt og kan sønderdeles eksplosivt. Det suger let vand til sig og danner salpetersyre, og omvendt dannes det ved afvanding af salpetersyre. Den krystallinske form er opbygget som nitroniumnitrat, NO2+NO3-. Salpetersyre, HNO3, dannes af ammoniak, der ved katalytisk forbrænding danner nitrogenoxid, der opløses i vand, og som med oxygen oxideres videre til salpetersyre ved en proces, der foregår i storindustriel skala. Salpetersyrens salte kaldes nitrater. Kaliumnitrat, KNO3, der i almindelig tale benævnes salpeter, natriumnitrat, NaNO3, kaldet chilesalpeter, og calciumnitrat, Ca(NO3)2, kalksalpeter eller norgesalpeter, finder udbredt anvendelse som kunstgødninger. Kaliumnitrat indgår sammen med svovl og kulstof som bestanddele af krudt.
Andre oxidationstrin. I azidionen, N3-, der er lineært og symmetrisk opbygget, har nitrogen formelt oxidationstrin −1/3. Den tilsvarende syre azoimid, HN3, er yderst eksplosiv, og aziderne af tunge metaller som bly, kviksølv og barium eksploderer ved slag og kan anvendes som detonatorer. Natriumazid, NaN3, og andre alkaliazider er derimod ikke eksplosive. I nitrider af metallisk karakter som fx titannitrid, TiN, kan man ikke tildele nitrogen et bestemt oxidationstrin. Noget tilsvarende gælder for bornitrid, BN, og borazin, N3B3H6, se bor (forbindelser). Andre vigtige nitrogenforbindelser dannes med carbon, se fx cyanforbindelser. Urinstof (carbamid), CO(NH2)2, laves i industriel målestok ud fra ammoniak og carbondioxid. Det anvendes bl.a. som kunstgødning, idet det har et højt indhold af nitrogen. Det blev første gang syntetiseret i 1828 af F. Wöhler ud fra ammoniumcyanat, hvorved teorien om, at en særlig "livskraft" er nødvendig til fremstilling af organiske forbindelser, blev tilbagevist.
Kommentarer
Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.