二酸化窒素のソースを表示

{{Chembox
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|   Name = 二酸化窒素
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|   ImageName = Nitrogen dioxide
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|   ImageName1 = Nitrogen dioxide
|   ImageFile2 = Diossido di azoto.jpg
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|   ImageName2 = Nitrogen dioxide in a test tube
| Section1 = {{Chembox Identifiers
|   CASNo = 10102-44-0
|    CASNo_Ref = {{cascite}}
|   PubChem = 3032552
 |  ChEBI = 33101
|   EINECS = 233-272-6
|   UNNumber = 1067
|   RTECS = QW9800000
  }}
| Section2 = {{Chembox Properties
|N=1|O=2
|   Appearance = 褐色気体
|   Density = 1449 kg/m<sup>3</sup> (液体、20 ℃)<br />3.4 kg/m<sup>3</sup> (気体、22 ℃)
|   MeltingPtC = -11.2
|   BoilingPtC = 21.1
|   RefractIndex = 1.449 (20 ℃)
|   Solubility = 分解
  }}
| Section3 = {{Chembox Structure
|   MolShape = [[折れ線形]], ''C''<sub>2v</sub>
|   Dipole = 
  }}
| Section7 = {{Chembox Hazards
|   ExternalMSDS = [https://www.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=ja&p_card_id=0930&p_version=2 ICSC 0930]
|   EUIndex = 007-002-00-0
|   EU分類 = {{Hazchem T+}}猛毒<br/>{{Hazchem C}}腐食性
|   主な危険性=
|   RPhrases = {{R26}}, {{R34}}
|   SPhrases = {{S1/2}}, {{S9}}, {{S26}}, {{S28}},{{S36/37/39}}, {{S45}}
|   NFPA-H = 3
|   NFPA-F = 0
|   NFPA-R = 0
|   NFPA-O = OX
|   FlashPt = 不燃性
|   PEL = 
  }}
| Section8 = {{Chembox Related
|   OtherFunctn = [[亜酸化窒素]]<br/>[[一酸化窒素]]<br/>[[三酸化二窒素]]<br/>[[四酸化二窒素]]<br/>[[五酸化二窒素]]
|    Function = [[窒素]]の[[酸化物]]
|   OtherCpds =
  }}
}}
[[Image:Diossido di azoto.jpg|150px|thumb|試験管から発生する二酸化窒素]]
'''二酸化窒素'''（にさんかちっそ、{{lang-en-short|nitrogen dioxide}}）は、NO<sub>2</sub> という[[化学式]]で表される[[窒素酸化物]]で、常温・常圧では赤褐色の[[気体]]または[[液体]]である。[[窒素]]の[[酸化数]]は+4。窒素と[[酸素]]の[[混合気体]]に[[放電|電気火花を飛ばす]]と生成する。[[環境汚染]]の大きな要因となっている化合物である。[[赤煙硝酸]]の赤色は二酸化窒素の色に由来している。大気中の濃度は、約0.027 ppm。二酸化窒素は[[常磁性]]の、C<sub>2v</sub>[[分子対称性|対称性]]を持つ曲がった分子である。二酸化窒素のルイス構造は安定している。

==性質 ==
二酸化窒素は{{convert|21.2|C|K}} 以上で刺激性な不快臭を有する赤褐色の気体であり、{{convert|21.2|C|K}} 以下では黄褐色の液体となり、{{convert|-11.2|C|K}} 以下で無色の四酸化二窒素（{{chem|N|2|O|4}}）へと変化する<ref name=PGCH>{{PGCH|0454}}</ref>。

窒素原子と酸素原子との間の[[結合長]]は119.7&nbsp;[[ピコメートル|pm]]である。この結合長は1と2の間の[[結合次数]]に一致する。

窒素が1つの不対電子を持つため、[[オゾン]]（O<sub>3</sub>）とは異なり二酸化窒素窒素の[[基底状態|基底]][[電子状態]]は[[二重項状態]]である<ref>{{Greenwood&Earnshaw2nd|page=455}}</ref>。不対電子は[[亜硝酸塩|亜硝酸イオン]]と比べて{{仮リンク|α効果|en|Alpha effect}}を低下させ、酸素の孤立電子対との弱い結合性相互作用を作る。{{chem|NO|2}}中の孤立電子はこの化合物が[[ラジカル (化学)|ラジカル]]であることも意味する。そのため、二酸化窒素の化学式は <sup>•</sup>{{chem|NO|2}}と書かれることが多い。

赤褐色は青色光（400 -500 nm）の優先吸収の結果であるが、吸収は（短波長側では）可視光領域中に、（長波長側では）赤外へと拡がっている。およそ400 nmより短い波長の光の吸収は光分解をもたらす（NO + O〔原子状酸素〕が形成される）。大気中では、形成されたO原子のO<sub>2</sub>への付加によりオゾンが生成する。

二酸化窒素は[[不対電子]]を持つ[[ラジカル (化学)|ラジカル]]であり、常磁性分子である。電子遷移のエネルギーが低いため、可視領域に吸収を持ち着色して見える。二酸化窒素は直線状分子ではなく、結合長や[[結合角]]は対応するアニオンおよびカチオンの中間の値を取る<ref>Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. {{ISBN2|0-12-352651-5}}.</ref>。

{| class="wikitable" style="text-align:center;"
|-
! 化学式 !! O-N-O 結合角 (°) !! N-O 間距離 (Å)
|-
| style="text-align:left;" | [[ニトロニウムイオン|NO<sub>2</sub><sup>+</sup>]] || 180 || 1.154
|-
| style="text-align:left;" | NO<sub>2</sub> || 134 || 1.197
|-
| style="text-align:left;" | [[亜硝酸イオン|NO<sub>2</sub><sup>−</sup>]] || 115 || 1.236
|}

== 生成 ==
種々の物質の[[燃焼]]過程、[[硝酸]]等の物質の製造過程などでの副生成物として意図せず発生する。この燃焼では[[窒素酸化物]]の大部分が[[一酸化窒素]]として発生するが、大気中での[[光反応]]などにより[[酸化]]され生成する。その他、[[生命|生物活動]]に由来する自然発生があり、地球規模で考えるとこれが発生源の大部分となっている。都市地域の[[固定発生源]]や[[移動発生源]]などによる高密度の発生が知られており、これが[[大気汚染]]の原因のひとつとなっている。

大気汚染の原因物質である[[一酸化窒素]]の空気酸化により、二酸化窒素が生成する。

空気中で[[アンモニア]]を[[白金]][[触媒]]と共に850 ℃に加熱すると、空気酸化により二酸化窒素が生成する。
:<chem>4NH3 + 7O2 -> 4NO2 + 6H2O</chem>

[[濃硝酸]]に[[銅]]や[[銀]]などの金属を反応させることによっても生成する。
:<chem>2HNO3 + Ag -> AgNO3 + NO2 + H2O</chem>
銅に濃硝酸を反応させることによって生成する。

:<chem>Cu + 4HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2</chem>

== 反応 ==
二酸化窒素は二量体である[[四酸化二窒素]]と平衡状態にある。
:<chem>2NO2 <=> N2O4 </chem>, <math>\Delta H = -45.53 ~ \mathrm{kJ/mol}</math>

[[ルシャトリエの原理]]より、この平衡は高温になるにつれ二酸化窒素側に偏っていく。[[液体窒素]]などで急速に冷却すると固体の二酸化窒素が生成するが、この固体中にも[[四酸化二窒素]]は含まれている。

二酸化窒素は[[二酸化硫黄]]と反応し、[[一酸化窒素]]と[[三酸化硫黄]]を生成する。
: <chem>NO2 + SO2 -> NO + SO3</chem>

また[[水]]（冷水）と反応すると、[[硝酸]]や[[亜硝酸]]が生成する。この反応が[[酸性雨]]の原因となっている。
: <chem>2NO2 + H2O -> HNO3 + HNO2</chem>

== 汚染状況 ==
汚染状況について、[[1970年代]]頃までは経年的に著しい増加傾向にあったが、その後、種々の[[排出ガス規制]]の効果による減少と自動車保有台数の増加による増加が拮抗して、年平均値は長期的にほぼ横ばいの状況が続いている。[[環境基準]]の達成状況は、特に[[幹線道路]]の沿線で改善が進んでいない状況にある。日本では[[大気汚染防止法]]により特定物質に指定されている。

== 健康への影響 ==
人の健康影響については、主に[[呼吸器]]系統への影響が知られている。二酸化窒素は[[環境基準]]が定められており、「1日平均値が 0.04&ndash;0.06 [[ppm]] の範囲内またはそれ以下であること、またゾーン内にある地域については原則として現状程度の水準を維持しまたはこれを大きく上回らないこと」としている。

== 関連項目 ==
* [[オキシダント]]
* [[窒素酸化物]]
* [[一酸化二窒素]]
* [[一酸化窒素]]
* [[四酸化二窒素]]
* [[五酸化二窒素]]

== 参考文献 ==
{{脚注ヘルプ}}
<div class="references-small"><references/></div>

== 外部リンク ==
* [https://www.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=ja&p_card_id=0930&p_version=2 International Chemical Safety Card 0930]
* [https://web.archive.org/web/20040205090004/http://www.npi.gov.au/database/substance-info/profiles/67.html National Pollutant Inventory - Oxides of nitrogen fact sheet]
* [http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0454.html NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards]
*WHO-Europe reports: [http://www.euro.who.int/document/e79097.pdf Health Aspects of Air Pollution (2003)] (PDF)  and "[https://web.archive.org/web/20050909162153/http://www.euro.who.int/document/E82790.pdf Answer to follow-up questions from CAFE (2004)] (PDF)
* [http://www.greenfacts.org/air-pollution/nitrogen-dioxide-no2/index.htm Nitrogen Dioxide Air Pollution] &mdash;  A summary for non specialists  by [[GreenFacts]] of the above WHO reports.
* [https://web.archive.org/web/20080917165027/http://www.compchemwiki.org/index.php?title=Nitrogen_dioxide Computational Chemistry Wiki]

{{窒素の化合物}}{{大気汚染}}{{chem-stub}}
{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:にさんかちつそ}}
[[Category:酸化物]]
[[Category:無機窒素化合物]]
[[Category:大気汚染]]
[[Category:環境化学]]
[[Category:フリーラジカル]]