Azani

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Struttura Lewis generale dei composti azani.

Gli Azani /ˌæzeɪns/ sono idronitrogeni saturi aciclici, infatti consistono solo di atomi di idrogeno e azoto e con tutti legami di tipo singoli. Quindi sono idruri del gruppo azoto. Poiché gli idronitrogeni ciclici sono esclusi dalla definizione, gli azani comprendono una serie omologa di composti inorganici con formula chimica generale NnHn+2.

Ciascun atomo di azoto ha tre legami (legami N-H e N-N), e ciascun atomo di idrogeno è unito a un atomo di azoto (legami H-N). Una serie di atomi di azoto ( N-N-N ... -N ) collegati vengono detti scheletro di azoto o ossatura di azoto. Il numero atomi di azoto viene utilizzato per definire la dimensione dell'azano (e.g. N2-azano).

L'azano (la molecola capostipite) più semplice possibile è l'ammoniaca, NH3. Non ci sono limiti al numero di atomi di azoto che si possono collegare tra di loro, uniche limitazioni sono quelle di essere molecole acicliche, sono composti saturi, e sono idronitrogeni.

Gli azani sono reattivi e hanno attività biologica significativa. Gli azani possono essere visti come una porzione biologicamente attiva o reattiva dei (gruppi funzionali) della molecola, che viene inserita agli alberi molecolari.

Classificazione della struttura[modifica | modifica wikitesto]

Idronitrogeni saturi possono essere:

  • Lineari (formula generale NnHn + 2) in cui gli atomi di azoto sono uniti in una struttura a forma di serpente.
  • Ramificati (formula generale NnHn + 2, n > 3) in cui la spina dorsale di azoto si divide in una o più direzioni.
  • Ciclici (formula generale NnHn, n > 2) in cui la spina dorsale di azoto è collegata in modo da formare un ciclo continuo.

Secondo la definizione IUPAC, i primi due sono azani, mentre il terzo gruppo viene detto dei cicloazani. Gli idronitrogeni saturi possono essere pure una combinazione della struttura lineare, ciclica (e.g. policiclica), e ramificata; queste sono considerate ancora azani (nessuna formula generale) purché siano aciclici (cioè senza anelli) e abbiano singoli legami covalenti tra gli atomi azoto.

Isomerismo[modifica | modifica wikitesto]

Gli azani con più di tre atomi di azoto possono essere disposti in vari modi diversi, formando isomeri strutturali. Il più semplice isomero è quello di atomi azoto disposti in una catena singola senza rami. Questo isomero è detto n-isomero (n per "normale", anche se non è sempre il più comune). Tuttavia la catena di atomi di azoto può anche essere ramificata su uno o più punti. Il numero di possibili isomeri incrementa rapidamente al crescere degli atomi di azoto.

A causa della bassa energia di inversione, gli azani ramificati non sostituiti non possono essere chirali. In aggiunta a tali isomeri, la catena atomi di azoto può formare uno o più anelli. Tali composti sono chiamati cicloazani.

Nomenclatura[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Nomenclatura IUPAC di chimica inorganica.

La nomenclatura IUPAC ha una denominazione sistematica dei composti dell'azoto mediante l'identificazione delle catene di idrogeno, in analogia alla nomenclatura degli alcani.

Le catene di idrogeno-azoto sature e non sature sono denominate con un prefisso numerico greco per il numero di atomi azoto e il suffisso "-azano" per gli idronitrogeni con legami singoli, o "-azina" per quelli con legami doppi che vengono detti azeni.[1]

Azani a molecola lineare[modifica | modifica wikitesto]

Gli azani a catena-lineare sono indicati pure con un prefisso n- (per normale) quando esistono isomeri non-lineari. Sebbene non è strettamente necessario, l'uso è comune nei casi in cui vi è una differenza importante nelle proprietà tra la catena lineare e gli isomeri a catena ramificata.

I primi membri della serie (in ordine del numero atomi di azoto) sono denominati come segue:

ammoniaca, NH3 - 1 atomo N e 3 atomi H
idrazina (o diazano), N2H4 - 2 atomi N e 4 atomi H
triazano, N3H5 - 3 atomi N e 5 atomi H
tetrazano, N4H6 - 4 atomi N e 6 atomi H
Ammoniak.svg
Hydrazin.svg
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Tetrazane-2D-dimensions.png
Ammoniaca (unazano).
Diazano.
Triazano.
Tetrazano.

Gli azani con tre o più atomi di azoto sono nominati aggiungendo il suffisso -ano all'appropriato prefisso moltiplicatore numerico. Quindi, triazano, N3H5; tetrazano o tetraazano, N4H6; pentazano o pentaazano, N5H7; esazano o esaazano, N6H8; etc. Il prefisso è generalmente Greco, con l'eccezione di nonaazano che ha un prefisso Latino, undecaazano e tridecaazano che hanno un prefisso a lingua-mista.

Azeni a molecola lineare[modifica | modifica wikitesto]

Gli azeni a catena-lineare sono indicati pure con un prefisso n- (per normale) quando esistono isomeri non-lineari.

I primi membri della serie (in ordine del numero atomi di azoto) sono denominati come segue:

diazina o diazeno, N2H2 - 2 atomo N e 2 atomi H
triazina o triazeno, N3H3 - 3 atomi N e 3 atomi H
tetrazina o tetrazeno, N4H4 - 4 atomi N e 4 atomi H
pentazina o pentazeno, N5H5 - 5 atomi N e 5 atomi H
Cis-diazene-2D.png
Triazene.svg
2-Tetrazene.svg
2-pentazene-2D-dimensions.png
Diazina (Diazeno).
Triazina (Triazeno).
Tetrazina (Tetrazeno).
Pentazina (Pentazeno).

Pericoli[modifica | modifica wikitesto]

L'ammoniaca è esplosiva quando mista con aria (15 – 25%). Anche altri azani inferiori possono formare miscele esplosive con l'aria. Gli azani liquidi più leggeri sono altamente infiammabili; questo rischio aumenta con la lunghezza della catena dell'azoto.

Considerazioni per la rivelazione e il rischio:

  • L'ammoniaca è più leggera dell'aria (possibilità di accumulo sui soffitti).

Organoazani[modifica | modifica wikitesto]

Gli organoazani sono un gruppo di composti chimici derivati da azani contenenti uno o più gruppi organici. Sono un sottoinsieme della class generale degli organonitrogeni, anche se la distinzione non è spesso fatta. Quindi le organoammine, le organoidrazine sono sottoinsieme degli organoazani, i primi derivati dall'ammoniaca, i secondi dall'idrazina.

In aggiunta alle ammine e alle idrazine, gli organoazani includono pure composti come, idrazoni, immine, nitrili, e nitrosi, ma esclude composti come, ma non limitati agli azocomposti.

Sono note molte idrazine sostituite da radicali organici, e diverse si trovano in natura. Esempi sono:

Idronitrogeni correlati e derivati[modifica | modifica wikitesto]

Relativi agli azani sono una serie omologa di gruppi funzionali, catene laterali, o radicali con la formula chimica generale -NnHn+1. Esempi sono l'azanile (-NH2) e l'idrazinile o diazanile (-N2H3). Questi gruppi sono generalmente abbreviati con i simboli -N, -N2 ... -Nn.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Nota che "-azino", che viene usato per quelli con tre legami, è assente perché l'unico membro della serie, N2, non è un idronitrogeno.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • A. Earnshaw, Norman Greenwood, Chemistry of the Elements, Reed Educational and Professional Publishing Ltd, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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