氰
此条目的主題是化学式为(CN)2的物质。关于CN-（氰根）离子，請見「氰化物」。| 氰 | |
|---|---|
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| IUPAC命名法 Ethanedinitrile 乙二腈 | |
| 别名 | 氰气 二氮化二碳(Dicarbon Dinitride) |
| 识别 | |
| CAS号 | 460-19-5 
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| PubChem | 9999 |
| ChemSpider | 9605 |
| SMILES |
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| Beilstein | 1732464 |
| Gmelin | 1090 |
| UN编号 | 1026 |
| EINECS | 207-306-5 |
| ChEBI | 29308 |
| RTECS | GT1925000 |
| MeSH | cyanogen |
| 性质 | |
| 化学式 | C2N2 |
| 摩尔质量 | 52.04 g·mol⁻¹ |
| 密度 | 0.95 g/cm3, −21 °C |
| 熔点 | −28 °C |
| 沸点 | −21 °C |
| 溶解性（水） | 450 ml/100 ml (20 °C) |
| 热力学 | |
| ΔfHm⦵298K | 309.07 kJ mol−1 |
| ΔcHm⦵ | −1.0978~1.0942 MJ mol−1 |
| S⦵298K | 241.57 J K−1 mol−1 |
| 危险性 | |
| 警示术语 | R：R12, R23, R50/53 |
| 安全术语 | S：S1/2, S16, S33, S45, S63 |
| MSDS | inchem.org |
| 欧盟编号 | 608-011-00-8 |
| 欧盟分类 |  F+  T+  N
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| NFPA 704 |
 4
4
2
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| 爆炸極限 | 6.6–42.6% |
| 相关物质 | |
| 相关腈 | |
| 相关化学品 | 二溴基氰乙酰胺 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
氰（英語：cyanogen）也称氰气，旧译作𩇛，化学式为(CN)2，是碳和氮的化合物（N≡C‒C≡N）。可用于有机合成，也用作消毒、杀虫的熏蒸剂。
氰在标准状况下是无色气体，带苦杏仁气味。燃烧时呈桃红色火焰，边缘侧带蓝色。氰溶于水、乙醇、乙醚。
氰的化学性质与卤素很相似，是拟卤素（或类卤素）的一种。氰气会被还原为毒性极强的氰化物。氰加熱時与氢气反应生成氰化氢。与氢氧化钾反应生成氰化钾和氰酸钾。氰加热至400°C以上聚合成不溶性的白色固体(CN)x。
- H2NC(O)C(O)NH2 → N≡C‒C≡N + 2 H2O
制备
[编辑]- N2+2C -高温→ (CN)2
方法二：氰可由加热氰化汞制得：
- 2 Hg(CN)2 → (CN)2 + Hg2(CN)2
方法三：二价铜盐，如硫酸铜与氰化物反应产生不稳定的氰化铜，很快分解生成氰和氰化亚铜：[1]
- 2 CuSO4 + 4 KCN → (CN)2 + 2 CuCN + 2 K2SO4
方法四：電解融熔狀態的氰鹽：
- 2KCN → 2K + (CN)2
工业制备：工业上氰由氰化氢氧化得到，氧化剂和介质为氯气与活性二氧化硅催化剂或二氧化氮与铜盐。氮气与乙炔放电条件下也会产生氰。[2]
反应
[编辑]氰的歧化反应：
- (CN)2 + 2OH− → CN− + OCN− + H2O
氰在氧气中燃烧可产生4525°C以上的高温，仅次于二氰乙炔。[3]
历史
[编辑]氰在 1815 年由约瑟夫·路易·盖-吕萨克合成，并命名了它且说明了氰的实验式。盖-吕萨克发明了 "cyanogène" 这个字，由希腊语 κυανός (kyanos，蓝色) 和 γεννάω (gennao，我创造)，因为氰化物就是瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒从普鲁士蓝中分离出来的。[4]到1850年代，摄影师们使用氰肥皂清除手中的银污渍。[5]它在19世纪后期随着化肥工业的发展而变得重要，并且仍然是许多化肥生产中的重要中间体。氰在硝化纤维的生产中也用作稳定剂。
在1910年，哈雷彗星的光谱分析发现了彗星尾巴中含有氰，这导致公众担心地球通过尾巴时会被氰毒化。由于尾巴的极度扩散特性，当行星穿过它时，它没有任何作用。[6][7]
星际空间
[编辑]氰预测大量存在于星际物质中，但因为没有偶极矩而无法用射电天文学直接观测。[8][9]不过，其质子化衍生物NCCNH+
与不稳定的异构体异氰（−
C≡N+
–C≡N）皆已在星际物质中发现。[8][9][10]
氰基自由基二聚还有可能产生更不稳定的异构体C=N–N=C，它已于1992年在12 K的固态氩基质隔离条件下合成。[11]截至2022年[update]，星际空间尚未发现C=N–N=C。[12]
参见
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ T. K. Brotherton, J. W. Lynn. The Synthesis And Chemistry Of Cyanogen. Chemical Reviews. 1959, 59 (5): 841 – 883. doi:10.1021/cr50029a003.
- ^ A. A. Breneman. Showing the Progress and Development of Processes for the manufacture of Cyanogen and its Derivates (in: THE FIXATION OF ATMOSPHERIC NITROGEN. Journal of the American Chemical Society. 1959, 11 (1): 2–28. doi:10.1021/ja02126a001.
- ^ Thomas, N.; Gaydon, A. G.; Brewer, L., Cyanogen Flames and the Dissociation Energy of N2, The Journal of Chemical Physics, March 1952, 20 (3): 369–374
- ^ Gay-Lussac, J. L. Recherches sur l'acide prussique. Annales de Chimie. 1815, 95: 136–231 [2020-09-13]. （原始内容存档于2021-03-15）. Gay-Lussac names cyanogen on p. 163.
- ^ Crookes, William (编). Photographic News: A Weekly Record of the Process of the Photography: 11. 1859.
- ^ Comet's Poisonous Tail （页面存档备份，存于互联网档案馆）.
- ^ Halley's Comet 100 years ago （页面存档备份，存于互联网档案馆）.
- ^ 8.0 8.1 Agúndez, M.; Marcelino, N.; Cernicharo, J. Discovery of Interstellar Isocyanogen (CNCN): Further Evidence that Dicyanopolyynes Are Abundant in Space. The Astrophysical Journal Letters. 2018, 861 (2): L22. Bibcode:2018ApJ...861L..22A. PMC 6120679
. PMID 30186588. arXiv:1806.10328 . doi:10.3847/2041-8213/aad089 .
- ^ 9.0 9.1 Vastel, C.; Loison, J. C.; Wakelam, V.; Lefloch, B. Isocyanogen formation in the cold interstellar medium. Astronomy & Astrophysics. May 2019, 625: A91. arXiv:1904.07570 . doi:10.1051/0004-6361/201935010 .
- ^ Bickelhaupt, F. Matthias; Nibbering, Nico M. M.; Van Wezenbeek, Egbert M.; Baerends, Evert Jan. Central Bond in the Three CN.cntdot.dimers NC-CN, CN-CN and CN-NC: Electron Pair Bonding and Pauli Repulsion Effects. The Journal of Physical Chemistry. 1992, 96 (12): 4864–4873. doi:10.1021/j100191a027.
- ^ Maier, Günther; Reisenauer, Hans Peter; Eckwert, Jürgen; Sierakowski, Claudia; Stumpf, Thomas. Matrix Isolation of Diisocyanogen CNNC. Angewandte Chemie International Edition. September 1992, 31 (9): 1218–1220. doi:10.1002/anie.199212181.
- ^ Kumar, Sanchit; Dhilip Kumar, T. J. Electronic structure calculations and quantum dynamics of rotational deexcitation of CNNC by He. Physical Chemistry Chemical Physics. 2022, 24 (5): 2785–2793. doi:10.1039/D1CP04273D.
