一氧化氮是一種淡黃色或棕色氣體,無(wú)味、有毒性。它的化學(xué)式為NO,分子量為30.015g/mol等。它由兩個(gè)原子和一個(gè)氧離子結(jié)合而成,即一個(gè)二氧化氮分子是由三個(gè)粒子構(gòu)成的:一個(gè)亞根陰離子(NO?ˉ)和一個(gè)小量的陽(yáng)離子(H+)。
在高溫下,這些粒子可以通過(guò)反應(yīng)生成一種不穩(wěn)定的化合物——二氧化氮和水蒸氣。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為“脫氫”。在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量可以被用來(lái)加熱系統(tǒng)并產(chǎn)生更多的這種物質(zhì)。
一氧化氮是一種化學(xué)性質(zhì)非?;顫姷臍怏w,它具有的分子結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性。它的發(fā)現(xiàn)歷程可以追溯到16世紀(jì)中葉,當(dāng)時(shí)人們發(fā)現(xiàn)了和硝石這兩種物質(zhì)的存在。然而,直到200多年前才有人認(rèn)識(shí)到這種氣體實(shí)際上是存在的。
在次期間,德國(guó)科學(xué)家厄恩斯特·哈斯在一次實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的現(xiàn)象:當(dāng)他在一個(gè)充滿氧氣的玻璃管中進(jìn)行一些試驗(yàn)時(shí),突然產(chǎn)生了一些無(wú)色、迅速擴(kuò)散的煙霧。這種現(xiàn)象引起了他的注意,他后來(lái)了解到這是由氧氣與一種不常見(jiàn)氣體的混合物產(chǎn)生的結(jié)果——這就是我們現(xiàn)在所說(shuō)的NO(一氧化氮)。
在一戰(zhàn)時(shí)期的一項(xiàng)重要研究中,英國(guó)醫(yī)生約翰·霍爾曼通過(guò)觀察意大利士兵的癥狀推斷出了一氧化氮的作用。這些士兵暴露于芥子氣和其他毒劑后出現(xiàn)了嚴(yán)重的肺部損傷癥狀,但他們的血液中的血紅蛋白含量卻保持正常水平。這表明他們可能接觸到了某種能夠阻止O?結(jié)合的血紅素分解產(chǎn)物或中間代謝物的有毒化合物?;谶@個(gè)假設(shè)的研究終導(dǎo)致了性化氫的產(chǎn)生及其相關(guān)應(yīng)用的誕生。雖然這項(xiàng)研究并沒(méi)有直接證明一氧化氮作為信號(hào)分子的作用,但它為后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)提供了一個(gè)重要的起點(diǎn)。
氣體的構(gòu)成方式有兩種:
1.分子間通過(guò)范德華力(包括色散力和取向力)聚集在一起形成的氣體,如氦、氖和氪等。此時(shí)氣體分子的排列是無(wú)規(guī)則的,且不緊密結(jié)合,容易被其他粒子碰撞而失去一部分能量。這些特點(diǎn)使得這種類(lèi)型的氣體能被壓縮到非常小的空間中。
2.由原子或離子按照一定的比例組合而成的中性氣體,如氮、氧和氬等。這時(shí)每個(gè)粒子的電子都被剝奪為單質(zhì)的一部分并保持穩(wěn)定狀態(tài),因此它們之間不需要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)就能存在下來(lái)。由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)完整,這類(lèi)氣體不易與外界物質(zhì)相融合,因此也被稱(chēng)為惰性氣體。