¿Por qué las cadenas de nitrógeno son inestables?

Debido a que los enlaces simples y dobles nitrógeno-nitrógeno son termodinámicamente inestables, en comparación con los enlaces triples nitrógeno-nitrógeno.

Compare la situación con carbono versus nitrógeno:

Enlace sencillo CC = 83 kcal / mol

C = C doble enlace = 146 kcal / mol

C # C triple enlace = 200 kcal / mol

Observe que un doble enlace vale un poco menos que dos enlaces simples, y un triple enlace vale un poco menos que tres enlaces simples. Eso significa que el carbono formará cadenas estables, de enlace único. Estas cadenas serán más estables que las formas de enlace doble o triple.

NN enlace simple = 38 kcal / mol

N = N doble enlace = 109 kcal / mol

N # N triple enlace = 226 kcal / mol

Observe que un enlace triple no es tres sino seis veces más fuerte que un enlace simple; ¡incluso vale más que dos dobles enlaces! Esto significa que los compuestos de nitrógeno de enlace simple o doble serán inestables para la conversión en [math] \ mathrm {N_2} [/ math]. Además, es probable que una cadena unida (como hidrazina, [math] \ mathrm {N_2H_4} [/ math], un líquido) esté en la fase condensada, por lo que cuando se convierte en [math] \ mathrm {N_2} [/ math] también se expandirá por un factor de 100, sin contar la energía térmica liberada.

Es esta abrumadora preferencia energética por [math] \ mathrm {N_2} [/ math] lo que hace que las cadenas de nitrógeno sean tan inestables.

Por supuesto, esta respuesta plantea la pregunta de por qué las energías de enlace son así. A eso no sé la respuesta.

Los valores de energía de los bonos variarán ligeramente de una fuente a otra porque son promedios. Usé Bond Energies de la Michigan State University.

Eso es azidoazida amida.

Eso es N2, también encontrado en nuestra atmósfera. Afortunadamente, N2 no es tan reactivo como nuestro amigo en la cima.

lo que podemos deducir aquí, entonces, es que no se trata tanto de la cadena de nitrógeno en sí, sino que tiene algo que ver con la estructura y la estabilidad:

La azidoazida amida tiene un anillo, el N2 no: tensión del anillo y la estructura de los cicloalcanos Y aunque este artículo trata sobre moléculas basadas en el carbono, aplicamos los mismos principios a la estructura del anillo anterior.

N2 es lineal … azidoamida no es: https://faculty.ncc.edu/LinkClic

Finalmente, todo esto se reduce a la teoría de la órbita atómica y molecular: http://dasher.wustl.edu/chem478/

en términos generales, verá que estamos copiando diferentes modelos que describen diferentes aspectos de la molécula … los tomamos juntos para justificar por qué una molécula es más estable que otra. Todos los modelos son consistentes entre sí y deben ser consistentes con una conclusión correcta.