14.4: C-N kötésű vegyületek: A szén allotrópjai

C-N kötéssel rendelkező vegyületek: Ciánidok és rokon vegyületek

A cián (NºC-CºN) mérgező és gyúlékony gáz (bp -21 oC. Bár fomációs hője erősen endoterm 297 kJ mol-1 , meglehetősen stabil. A tisztátalan cianogén “paracyanogén” polimerizálódik:

A cianogén a hidrogén-cianid nitrogén-dioxiddal katalizált oxigénnel történő oxidációjával készül:

2HCN + NO2 (CN)2 + NO + H2O

NO + ½O2 NO2

A CN-nek Cu2+-val történő oxidációjával is keletkezik:

Cu2+ + 2CN- CuCN + ½(CN)2

Figyeljük meg a fenti és az alábbi reakció közötti hasonlóságot:

Cu2+ + 2I- CuI + ½(I)2

Az “álhalogén/halogenid” kifejezést gyakran alkalmazzák olyan molekulákra és származékionokra, mint a (CN)2 és CN-. Figyeljük meg a HCN létezését is, amelynek párhuzama van a hidrohalogénsavakban és a cianogén bázissal való reakciójában:

(CN)2 + 2OH- CN- + OCN- + H2O

Vö:

(Cl)2 + 2OH- Cl- + OCl- + H2O

A cianogén és oxigén reakciója az egyik legforróbb ismert lángot eredményezi, kb. 5000 oC-on.

A ciánhidrogén 25,6 oC-on forr. Nagyon mérgező és mandulaszaga van, amit nem mindenki érez. Nagy dielektromos állandója miatt, e = 107, nagyon jó oldószer. Ipari méretekben (1980-ban ~300 000 tonna) a következőképpen állítják elő:

CH4 + 3O2 + 2NH3 2HCN + 6H2O (Pt/Rh vagy Pt/Ir katalizátor és 800 oC)

vagy

CH4 + NH3 HCN + 3H2 (Pt katalizátor és 1200 oC)

A cianidokat iparilag a kalcium-cianamid són keresztül állítják elő az eljárásokkal:

CaC2 + N2 CaNCN + C (1100 oC

CaNCN + C + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCN

vagy

NaNH2 + C NaCN (500-600 oC)

(NCN2- amelyből maga a cianamid keletkezik, H2NCN, a só hidrolízisével izoelektronikus a CO2-val.)

A cianid többek között azért fontos, mert a CO-hoz hasonlóan nagyon jó p-akceptor ligandum

.