Pentóxido de dinitrogênio
# Pentóxido de dinitrogênio

Pentóxido de dinitrogênio (fórmula N$_2$O$_5$) é um composto químico, sólido, branco, também conhecido por anidrido nítrico e citado como pentóxido de nitrogênio. O pentóxido de dinitrogênio encontra-se em estado sólido à temperatura ambiente (ao contrário dos outros óxidos de nitrogênio) e tem o ponto de fusão aos 30 °C.
N$_2$O$_5$ é um dos óxidos binários do nitrogênio, uma família de compostos que contém somente nitrogênio e oxigênio.
É estável num local sombrio e a temperaturas inferiores a 8 °C.
De todos os óxidos de nitrogênio é o que apresenta maior força de ionização, o que lhe confere grande capacidade de combustão. Este óxido tem um número de oxidação de +5.
É altamente reactivo, instável, e ao misturar-se com água produz ácido nítrico; é utilizado na preparação de explosivos. É um oxidante potencialmente perigoso que somente é usado como um reagente quando dissolvido em clorofórmio para nitrações mas tem largamente sido substituído pelo NO$_2$BF$_4$ (tetrafluoroborato de nitrônio).
N$_2$O$_5$ é um raro exemplo de um composto que adota duas estruturas dependendo das condições: mais comumente é um sal, mas sob outras condições é uma molécula apolar:
    N$_2$O$_5$ ⇌ [NO$_2$$^+$][NO$_3$$^−$]

## Síntese e propriedades

N$_2$O$_5$ foi primeiramente descrito por Deville em 1840, que o preparou por tratar AgNO$_3$ com Cl$_2$. Uma síntese laboratorial recomendada implica desidratação de ácido nítrico (HNO$_3$) com óxido de fósforo (V):
    P$_4$O$_{10}$ + 12 HNO$_3$ → 4 H$_3$PO$_4$ + 6 N$_2$O$_5$
No processo reverso, N$_2$O$_5$ reage com água (hidrolisando-se) para produzir ácido nítrico. Então, o pentóxido de nitrogênio é o anidrido do ácido nítrico:
    N$_2$O$_5$ + H$_2$O → 2 HNO$_3$
N$_2$O$_5$ existe como cristais incolores que sublimam levemente sob temperatura ambiente. O sal eventualmente decompõe-se à temperatura em NO$_2$ e O$_2$.

## Estrutura

N$_2$O$_5$ sólido é um sal, consistindo se ânions e cátions separados. O cátion é o íon nitrônio linear NO$_2$$^+$ e o ânion é o íon nitrato planar NO$_3$$^−$. Então, o sólido deveria ser chamado nitrato de nitrônio. Mas os nitrogênios centrais tem estado de oxidação +5.
A molécula intacta O$_2$N–O–NO$_2$ existe na fase gás (obtida por sublimação de N$_2$O$_5$) e quando o sólido é extraído em solventes apolares tais como CCl$_4$. Na fase gás, o ângulo O–N–O é 133° e o ângulo N–O–N é 114°. Quando N$_2$O$_5$ gasoso é resfriado rapidamente ("extinto"), pode-se obter a forma molecular metaestável, a qual exotermicamente converte-se à forma iônica acima de −70 °C.

## Reações e aplicações

Pentóxido de dinitrogênio, por exemplo como uma solução em clorofórmio, tem sido usado como um reagente para introduzir a funcionalidade NO$_2$. Esta reação de nitração é representada como segue:
    N$_2$O$_5$ + Ar–H → HNO$_3$ + Ar–NO$_2$
onde Ar representa uma estrutura areno.
N$_2$O$_5$ é de interesse para a preparação de explosivos.

## NO$_2$BF$_4$

A substituição da porção NO$_3$$^−$ de N$_2$O$_5$ com BF$_4$$^−$ resulta em NO$_2$BF$_4$ (CAS#13826-86-3). Este sal mantém a alta reatividade do NO$_2$$^+$, mas é termicamente estável, decompondo-se a aproximadamente 180°C (em NO$_2$F e BF$_3$). NO$_2$BF$_4$ tem sido usado para nitrar uma variedade de compostos orgânicos, especialmente arenos e heterocíclicos. De maneira interessante, a reatividade do NO$_2$$^+$ pode ser reforçada com ácidos fortes que geram o "super-eletrófilo" HNO$_2$$^{2+}$.

## Considerações de segurança

N$_2$O$_5$ é um oxidante enérgico que forma misturas explosivas com compostos orgãnicos e sais de amônio. A decomposição de pentóxido de dinitrogênio produz o gás altamente tóxico dióxido de nitrogênio.