超氧化钠
超氧化钠(钠 超氧化物),无机化合物,化学式NaO2。是一种浅黄色(或橙黄色)的固体,含有超氧化物O2。超氧化钠为食盐的晶体结构,可由过氧化钠与氧气在加压情况下反应制备。超氧化钠中的超氧根离子在反键轨道上有一个单电子,不稳定,且呈顺磁性。它与水迅速反应生成过氧化氢、氢氧化钠和氧气。
物质结构
在某些较老的出版物中,其结构与多硫化钠NaS做类比,被认为是Na-O-O-O-O-Na,即NaO,此理论是不正确的。之所以这样写,是受到旧的价键理论的束缚,认为氧原子一定是2价的,在化合物中形成2个化学键,得到不会有O 这种离子存在的错误结论。经过科学技术的证实,NaO晶体是由一价阴离子O 与一价阳离子Na 按照1:1的比例构成的,而不是由二价阴离子O 与一价阳离子Na 以1:2的比例构成的(但Na2S4确实是由Na 和S 构成的)。
O ,是氧分子得到一个电子的产物。此结构不能用价键理论解释,可以用分子轨道理论解释,离子中存在一个2p轨道的σ键,一个2p轨道的三电子π键,键级为1.5。O 比O多的那个电子在(π2py*)轨道上,由于多的电子在反键轨道上,所以超氧化物比氧分子的键级要小,分别是1.5和2,超氧根离子的核间距要比氧气分子大,键级比氧气分子小,稳定性比氧气分子弱。已经证实它是一种可以稳定存在的自由基,如:将KO溶于冠醚与DMSO所得的溶液,可以得到含有O 的稳定溶液。
性质
常温时为淡黄色,高温时由深黄到橙黄,暴露在空气中会逐渐放出氧而失去黄色。若长期暴露在空气中, 将变成过氧化钠、氢氧化钠及碳酸钠的混合物。保存于密闭容器内,温度在65℃以下较稳定,100℃时开始缓慢分解析出氧气,250℃以上剧烈分解放出氧气。其为强氧化剂。接触易燃物、有机化合物、还原剂能引起燃烧爆炸。遇水或水蒸汽产生热,量大时能发生爆炸。
商品过氧化钠中含有10%的超氧化钠,因此呈淡黄色。混入的超氧化钠是使过氧化钠(本该白色)呈淡黄色的原因。
超氧化钠中的超氧化物有一个单电子,呈顺磁性。它与水迅速反应生成氢氧化钠和过氧化钠
火灾处理方式
干砂、干土、干粉;禁止用水、泡沫。(可与水反应放热)
生产方法
工业制法
超氧化钠还可以通过将钠溶于液氨中与氧气作用而制得(纯净的过氧化物和超氧化物是用钠,钾或等的液氨溶液跟反应所需要的计算量的氧气起反应而制得的):
Na+O=NaO (在液氨中)
该反应机理为:
Na+xNH=Na +e(NH)
O+e(NH) =O +xNH
实验室制法
用氧气与钠的液氨溶液小心反应也会得到超氧化钠:
Na+O =NaO可由过氧化钠与氧气在加压情况下反应制备(在490℃氧气中加热过氧化钠,也可以得到超氧化钠) 。
NaO+O=2NaO
应用领域
作为供氧剂,广泛用于煤矿、化工、潜水、救护、高山测绘学、高空飞行等需要供氧的场合以及有毒的环境。
贮运规则
桶上应有明显“强氧化剂”标志。贮存于通风、干燥的库房,远离火种和热源,与有机化合物、易燃品、酸类物质隔离储运。搬运时小心轻放,切忌重摔碰撞。