联氨

联氨 图片来自化学自习课百科

联氨、联胺、二氮烷或肼（同音字=井, hydrazine）（分子式：N₂H₄、H₄N₂或H₂N-NH₂），是无色的剧毒化合物。致死量为小鼠口服LD50为59mg/kg，静脉注射LD50为57mg/kg。其一水合物N₂H₄•H₂O称作水合联氨或水合肼。

常态下呈无色油状液体。气味类似氨，溶于水、醇、氨等溶剂，常用于人造卫星 及火箭的燃料、锅炉的抗腐蚀剂、炸药与抗氧化剂等。

联氨有吸湿性，在空气中发烟。燃烧会呈紫色火焰。液体中分子以二聚体存在。有强还原性和腐蚀性，能侵蚀玻璃、橡胶、皮革、软木等。

目录

制取

可由次氯酸钠与氨反应制得。

NaClO + 2NH₃ → N₂H₄ + NaCl + H₂O

还可由氨、丙酮的混合物与氯气反应的产物水解制取，同时得到联氨和丙酮：

4NH₃ + (CH₃)₂CO +Cl₂ → (CH₃)₂C(N₂H₂) + 2NH₄Cl+H₂O

(CH₃)₂C(N₂H₂) + H₂O → (CH₃)₂CO + N₂H₄

特质

结构

联氨的结构是从一对氨分子里各取一个氢原子然后把他们结合起来，每一个H₂N-N次单元是个金字塔。H-N-H角为108°，N-N键距离1.45Å。按照联氨偶极矩为1.85D及N-H键矩为4.44(10^-30Cm)计算得到偏转角为0.5°，分子符合重叠构象，近似C_2v点群。也有认为分子符合偏转构象。旋扭难度是乙醇的两倍，结构特性像过氧化氢。

化学性质

联氨的碱性仅为氨的15分之一。

N₂H₄ + H⁺ → [N₂H₅]⁺
K = 8.5 x 10^-7

（氨之K值 = 1.78 x 10^-5）

成盐：

[N₂H₅]⁺ + H⁺ → [N₂H₆]²⁺
K = 8.4 x 10^-16

但需注意的是，[N₂H₆]²⁺完全水解，因此这个离子很难存在于水溶液中：

[N₂H₆]²⁺ + H₂O → N₂H₅⁺ + H₃O⁺

联氨可以和二氧化碳反应：

N₂H₄ + CO₂ → N₂H₃COOH

和NH₃类似，联氨可以以分子的形式和一些金属化合物形成配合物。

它可以在铜离子的催化下和过氧化氢反应：

N₂H₄ + 2 H₂O₂ → N₂ + 4 H₂O

用途

与四氧化二氮混合使用可当作火箭的燃料。但通常会作为姿态控制火箭的单组元推进剂，在离开喷口前经过催化剂产生自燃。

N₂O₄ + 2N₂H₄ → 3N₂ ↑ + 4H₂O

压水式核电机组启动时，会向一回路冷却剂中注入联氨以除去水中的氧。

N₂H₄+ O₂ → 2H₂O + N₂↑

在碱性环境下可作为还原剂使用。

N₂H₄ + 4OH^- → N₂↑ + 4H₂O + 4e^- (E^o = +1.16v)

有机化学中，联氨经常被作为还原试剂，以进行沃－凯氏还原反应。

绝大部分情况下，联氨可被水合联氨代替使用，以降低其危险性。

危险性

对人健康的危害

吸入本品蒸汽、刺激鼻和上呼吸道。此外，尚可出现头晕、恶心、呕吐、和中枢神经系统症状。液体或蒸汽对眼有刺激作用，可致眼的永久性损害。对皮肤有刺激性，可造成严重灼伤。可经皮肤吸收引起中毒，可致皮炎。口服引起头晕、恶心，以后出现暂时性中枢性呼吸抑制、心律紊乱，及中枢神经系统症状，如嗜睡、运动障碍、共济失调、麻木等，肝功能可出现异常。长期接触可出现神经衰弱综合征，肝大及肝功能异常。

化学活性

遇明火、高热可燃。具有强还原性。与氧化剂能发生强烈反应，引起燃烧或爆炸。遇氧化汞、金属钠、氯化亚锡、二硝基氯苯剧烈反应。

前苏联有次失败爆炸的火箭试射是将硝酸与联胺作为火箭发动机的燃料，好处是不用经过点火程序，两相混合即会自燃，简单易用失败率低，因此受到早期太空科技领域的欢迎。因为其自燃，高腐蚀，剧毒特性，只要发射失败就会严重污染发射场土地，即便成功发射也会污染大气。目前已逐渐被相对环保的火箭燃料（液态氢氧，煤油等）取代而淘汰，目前多用于地球轨道卫星与外太空探测器使用（免点火装置推进剂），因为外太空使用没有环保污染顾虑。

环境危害

对环境有危害，对水体可造成污染。