三氯化氮
| 三氯化氮 |
 |
|
中文名稱;三氯化氮 外文名稱;nitrogen trichloride 別名;三氯胺，一氮化三氯 化學式;NCl₃ 分子量;120.365 CAS登錄號;10025-85-1 熔點;-40 ℃ 沸點;71 ℃ |
三氯化氮（nitrogen trichloride），也稱為三氯胺，無機化合物，化學式是NCl3，分子量是120.37。為黃色、油狀、具有刺激性氣味的揮發性有毒液體，沸點為71℃，極不穩定。
若置於(NH4)2SO4溶液中並放在暗處，可以保存數日。三氯化氮的性質很活潑，很容易水解生成氨和次氯酸。強氧化劑。
常見於在氨的衍生物與氯的反應的副產物。純的NCl3是非常活潑的。把自來水用一氯胺消毒，就會有少量三氯化氮產生。[1]
目錄
物理性質
三氯化氮在常溫下為黃色粘稠的油狀、揮發性有毒液體，有刺激性氣味。熔點為－40℃，沸點為71℃。密度為1.65g/cm3（20℃）。可溶於氯仿、四氯化碳、苯、二硫化碳、乙醇。
化學性質
NCl3易水解：
NCl3(l) + 3H2O(l) === NH3(aq) + 3HClO(aq)
這表明三氯胺中，氮的氧化數為－3，氯的化合價為+1，因此NCl3實際是氮化物而非氯化物。
NCl3中+1價的氯使其具有強氧化性，如：它可以氧化ClO2－（亞氯酸根）：
NCl3+6ClO2-+3H2O═══6ClO2+3Cl-+3OH-+NH3
NCl3極不穩定，稍加震動或光照就會發生爆炸性分解。
2NCl3(l) ===Lv=== N2(g)+3Cl2(g)
計算化學數據
1.疏水參數計算參考值（XlogP）:2.6
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:1
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積3.2
7.重原子數量:4
8.表面電荷:0
9.複雜度:8
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1
製備
在銨鹽溶液中通入Cl2得到NCl3水溶液，反應的化學方程式是：NH4Cl+3Cl2 === NCl3+4HCl。
由NH3和過量的Cl2反應製得。也可用Cl2或次氯酸與NH3、銨鹽反應可得到NCl3，但必須是在酸性條件下，鹼性或中性條件下得不到NCl3。在水溶液中，氨分子中的氫可被氯取代生成3種氯取代物NH3-nCln(n=1~3),它們之間存在的平衡反應與溶液的pH有關。要使NCl3顯著生成，條件是pH<4.5。從pH=4.6到鹽酸濃度6.8mol·L-1 的範圍內，在其他條件相同時，鹽酸濃度接近1mol·L-1 時生成NCl3的量最大；當c(HCl)＞5mol·L-1 時，NCl3生成的量很少；在弱酸介質中(pH1~6)，NCl3反應產率為30%~70%；在pH＞10或c(HCl)>6mol·L-1 條件下，沒有NCl3生成。
在1L的三頸燒瓶中加入600mL 10％的(NH4)2SO4溶液和225mL含10%～12% CCl4的CHCl3混合物。分別裝上氣體導入管和導出管，導出管通到裝有NaOH溶液的吸收瓶中。將燒瓶放在冰水浴中，然後通入氯氣約20L(可由60g KMnO4與300mL濃鹽酸製取或鋼瓶裝氯氣)並不時搖盪燒瓶。分出CHCl3層，並用5％的(NH4)2SO4溶液洗滌多次後用無水氯化鈣將CHCl3溶液乾燥，此溶液約含12％ NCl3。反應原理為 NH3+3Cl2 === NCl3+3HCl。
性質與穩定性
淡黃色油狀液體，沸點71℃，極不穩定。若置於(NH4)2SO4溶液中並放在暗處，可以保存數日。
用途
燃爆危險
不燃，具爆炸性，高毒，具強刺激性， 對熱、震動、撞擊和摩擦相當敏感，極易分解發生爆炸。
發展歷史
三氯化氮非常容易爆炸，對光、熱和有機化合物都非常敏感。Pierre Louis Dulong在1812年首先製得三氯化氮，在製備的過程中丟掉了兩個手指和一隻眼睛。漢弗里·戴維也因製備三氯化氮而導致視力受損，因此雇用邁克爾·法拉第作為合作者。比利時的研究人員報告，NCl3和兒童哮喘病病例的上升有潛在的聯繫。
參考來源