结构式如图：
N₂O₄ 可以有两个二氧化氮分子化合而成。二氧化氮分子的中心原子N的2s电子中有一个被激发到Pz轨道，再采取sp2杂化，分别与两个氧原子（采取sp杂化）形成一个σ键；
氮的Pz轨道中的两个电子和两个氧原子的Pz轨道中的一个电子形成三原子四电子π键；每两个二氧化氮分子中的氮原子的未成键的sp2杂化轨道重叠，形成σ键，从而形成一个N₂O₄ 分子。每个N₂O₄ 分子中存在5个σ键，2个三原子四电子π键形成的1个六原子八电子的大π键，分子的形状与乙烯类似。
扩展资料：
二氧化氮分子的中心原子N的2s电子中有一个被激发到Pz轨道，再采取sp2杂化，分别与两个氧原子（采取sp杂化）形成一个σ键；氮的Pz轨道中的两个电子和两个氧原子的Pz轨道中的一个电子形成三原子四电子π键。
每两个二氧化氮分子中的氮原子的未成键的sp2杂化轨道重叠，形成σ键，从而形成一个N₂O₄分子。综上所述，每个N₂O₄分子中存在5个σ键，2个三原子四电子π键形成的1个六原子八电子的大π键，分子的形状与乙烯类似。
四氧化二氮等火箭助燃剂不完全燃烧产生的一氧化碳及剩余的燃料或氧化剂都是大气污染物。其中N₂O₄会部分分解为NO₂。NO₂等氮氧化物在紫外线的作用下能强烈地破坏臭氧层，破坏力不低于氟氯代烷。
参考资料来源：百度百科--四氧化二氮
NO₂和N₂O₄是共同存在的。因为两者能互相转化：2NO₂<==>̶N₂O₄这个反应是可逆反应，所以NO₂气体中一定有̶N₂O₄。
两者都是气体，区别是NO₂红棕色，而N₂O₄无色。
一、NO₂【二氧化氮（nitrogen dioxide）】
高温下棕红色有毒气体。在常温下(0～21.5℃)二氧化氮与四氧化二氮混合而共存。有毒。有刺激性。溶于浓硝酸中而生成发烟硝酸。能叠合成四氧化二氮。与水作用生成硝酸和一氧化氮。与碱作用生成硝酸盐。能与许多有机化合物起激烈反应。
1、物理性质
（1）外观与性状：黄褐色液体或棕红色气体，其固体呈无色，有刺激性气味。
（2）相对密度（水=1）：1.45
（3）相对蒸气密度（空气=1）：3.2
（4）饱和蒸气压（kPa）：101.32（22℃）
（5）临界温度（℃）：158
（6）临界压力（MPa）：10.13
2、化学性质
二氧化氮 (NO₂）在21.1℃温度时为棕红色刺鼻气体。常温下化学性质较稳定。
（1）自身的化合
二氧化氮加压时很容易聚合。通常情况下与其二聚体形式—二氧化氮和四氧化二氮
四氧化二氮 （无色抗磁性气体）混合存在，构成一种平衡态混合物：二氧化氮转化成四氧化二氮放热。升高温度，平衡向二氧化氮生成的方向移动；降低温度，平衡向四氧化二氮生成的方向移动。
（2）和水的反应
二氧化氮溶于水并与水反应生成硝酸或硝酸和一氧化氮。但二氧化氮溶于水后并不会完全反应所以会有少量二氧化氮分子存在，为黄色。由于硝酸同时会分解，所以可以看作可逆反应。因二氧化氮溶于水后还生成一氧化氮，所以不是硝酸的酸酐。
二氧化氮可以直接被过氧化钠吸收 ，生成硝酸钠：
（3）氧化性
二氧化氮中氮元素化合价为+4，有氧化性。
二氧化氮可以和氧气一样支持某些金属和非金属的燃烧：（现象：固体在红棕色气体中继续燃烧，发出耀眼的光芒，气体的红棕色逐渐褪去）
二、N₂O₄【四氧化二氮（dinitrogen tetroxide）】
共价化合物，无色气体或液体，强氧化剂，有毒，且有腐蚀性。其易分解为二氧化氮为红棕色的气体，具有神经麻醉的毒性。
1、物理性质
N₂O₄是由二氧化氮叠合而成。其固体和液体及气体均无色。随着温度升高，二氧化氮增多，颜色加深，由褐色到赤红色。在大气压下，N₂O₄的沸点为21.2℃，熔点-11.2℃。密(20℃)1.446g/cm3。由于N₂O₄的分子成对称结构，故较为稳定。溶于水、二硫化碳等。
但其与水只是有限的互溶。0℃时，有含量为47%和98%(质量)的两层液体，掺和的临界温度为67℃，此时不再分层，液体中N₂O₄的含量为89%(质量)。易与水反应生成等摩尔硝酸和亚硝酸混合物。当温度升高，亚硝酸分解为硝酸和氧化氮。
是强氧化剂。其与氨混合，在低温下发生爆炸。N₂O₄与许多有机溶剂如酯、醚、酮、腈形成分子加合物。液体N₂O₄腐蚀某些金属(碱金属、碱土金属、锌、镉和汞等)，生成金属盐，放出一氧化氮。
2、化学性质：
四氧化二氮与二氧化氮按下面的方程式相互转化：
N₂O₄==2NO₂（可逆）
当温度升高时，反应向生成二氧化氮的方向进行；所以实际上四氧化二氮成品都是与二氧化氮的平衡态混合物。四氧化二氮与水反应生成硝酸和亚硝酸：
N₂O₄+H₂O==HNO₂+HNO₃
扩展资料：
一、主要用途
1、NO₂的主要用途
二氧化氮在化学反应和火箭燃料中用作氧化剂，在亚硝基法生产硫酸中用作催化剂,在工业上可以用来制作硝酸。
2、N₂O₄的主要用途
四氧化二氮能与许多燃料自燃，是一种优良的氧化剂。但它的液态温度范围很窄，极易凝固和蒸发。常温下的四氧化二氮处于不断汽化的状态之中。悬浮于空气中的四氧化二氮减压立刻分解为二氧化氮气体。二氧化氮气体为棕红色，有神经麻醉性毒性。
用作制造硝酸、无水金属盐和硝基配位络合物的原料。在有机化学中用作氧化剂、硝化剂和丙烯酸酯聚合的抑制剂。在军事工业中，用作制取炸药。
从直接合成法生产浓硝酸的流程中取得气体NO₂，进行冷凝和蒸馏后制得液体N₂O₄。为最常用的可贮存氧化剂之一，常与肼类燃料组成双组元液体推进剂，用于发射通讯卫星、战略导弹等的运载火箭中。
参考资料来源：百度百科-NO2
参考资料来源：百度百科-N2O4
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