Nitronium-Ion

  Das Nitronium-Ion (fälschlich Nitryl-Ion genannt, es handelt sich nicht um ein Radikal), NO₂⁺ ist ein unter Normalbedingungen instabiles Kation, dass durch Entfernung eines Elektrons aus dem paramagnetischen Stickstoffdioxid, oder durch Protonierung und anschließende Eliminierung von Wasser aus der Salpetersäure gebildet wird.

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Trotz seiner Instabilität wird es vielseitig bei der elektrophilen Substitution anderer, insbesonderer organischer, Verbindungen verwendet. Das Ion wird In situ gebildet, durch das Mischen von Salpetersäure und Schwefelsäure. Dabei läuft folgende Reaktion ab:

H₂SO₄ + HNO₃ ⇌ HSO₄⁻ + NO₂⁺ + H₂O

Das Nitronium-Ion existiert weiterhin in fester Form als Distickstoffpentoxid, N₂O₅, ein ionischer Feststoff bestehend aus Nitronium- und Nitrat-Ionen. Die flüssigen oder gasförmigen Formen sind allerdings immer molekular gebaut und enthalten somit keine Nitronium-Ionen. Einige Nitronium-Salze mit An-Ionen geringer nukleophilie, wie beispielsweise Nitroniumperchlorat, NO₂⁺ClO₄⁻ können isoliert werden, sind aber sehr reaktiv.

Das Nitronium-Ion ist isoelektronisch zu Kohlenstoffdioxid und besitzt ebenfalls die lineare Struktur mit dem ONO-Bindungswinkel von 180°.

Verwandte Spezies

Die Verbindungen Nitrylfluorid, NO₂F, und Nitrylchlorid, NO₂Cl, sind keine Nitronium-Salze, sondern molekulare Verbindungen, wie die niedrigen Siedepunkte (−72 °C beziehungsweise −6 °C), sowie die kurzen Stickstoff-Halogen-Bindungslängen zeigen (N-F 135 pm, N-Cl 184 pm).^[1]

Die Addition eines Elektrons lässt ein neutrales Nitryl-Radikal entstehen, ·NO₂; eine stabile und bekannte Verbindung: Stickstoffdioxid.

Die zugehörige negative geladene Spezies ist NO₂⁻, das Nitrit-Ion.

Einzelnachweise

1. ↑ F. A.Cotton and G. Wilkinson: Advanced Inorganic Chemistry. 5th edition (1988), Wiley, S. 333