Darstellung: Stickstoffmonoxid, $\text{N}\text{O}$, ist eine stark endotherme Verbindung und lässt sich daher nur bei sehr hohen Temperaturen im elektrischen Lichtbogen (5000 $\text{°C}$) aus den Elementen erzeugen:

Die Luftverbrennung war früher ein großtechnisches Verfahren zur Darstellung von Salpetersäure. Heute erfolgt die technische Erzeugung von $\text{N}\text{O}$ zur Salpetersäure-Gewinnung im Rahmen des Ostwald-Verfahrens durch katalytische Verbrennung von Ammoniak:

Im Labor lässt sich Stickstoffmonoxid durch Reduktion von verdünnter Salpetersäure mit Kupfer erhalten:

Die Bildung von $\text{N}\text{O}$ durch Reduktion von Nitrat mit Eisen(II)-Ionen in schwefelsaurer Lösung ist die Grundlage für den qualitativen Nachweis von Nitrat (Ringprobe):

Große Mengen $\text{N}\text{O}$ fallen infolge der hohen Temperaturen auch im Verbrennungsraum von Automotoren an. Aufgabe des geregelten Dreiwege-Katalysators ist es, das Gas z.B. durch Reaktion mit ebenfalls anfallendem Kohlenmonoxid, $\text{C}\text{O}$, weitgehend in Stickstoff, ${\text{N}}_2$, zu überführen:

Stickstoffoxid ist ein farbloses, paramagnetisches, giftiges Gas, das bei Berührung mit Luft sofort braune Dämpfe von $\text{N}{\text{O}}_2$ bildet:

$\text{N}\text{O}$ zählt, wie auch $\text{N}{\text{O}}_2$, zu den wenigen Hauptgruppen-Oxiden mit ungerader Elektronenzahl (Radikal). Entsprechend der MO-Theorie ergibt sich für das Stickstoffmonoxid eine Bindungsordnung von 2,5.

Abb.1

MO-Schema für das $\text{N}\text{O}$-Molekül

Durch die Abgabe des Elektrons aus dem antibindenden π-Molekülorbital entsteht das Nitrosylkation, $\text{N}{\text{O}}^{+}$, mit einer Dreifachbindung zwischen Stickstoff und Sauerstoff. Es ist damit isoelektronisch mit ${\text{N}}_2$ oder Kohlenmonoxid, $\text{C}\text{O}$.

Abb.2

Stickstoffmonoxids, $\text{N}\text{O}$

Abb.3

Nitrosylkations, $\text{N}{\text{O}}^{+}$

Verschiedene ionische Nitrosyl-Verbindungen, wie z.B. das Hydrogensulfat, $\left[\text{N}\text{O}\right]\left[\text{H}\text{S}{\text{O}}_4\right]$, oder das Perchlorat, $\left[\text{N}\text{O}\right]\left[\text{Cl}{\text{O}}_4\right]$, sind bekannt.

Das Dimerisierungsgleichgewicht zwischen $\text{N}\text{O}$ und ${\text{N}}_2{\text{O}}_2$ liegt trotz des Radikalcharakters von $\text{N}\text{O}$ bei Raumtemperatur ganz auf Seiten des $\text{N}\text{O}$:

Erst im flüssigen und festen Zustand ist Stickstoffmonoxid weitgehend zu diamagnetischem Distickstoffdioxid, ${\text{N}}_2{\text{O}}_2$, dimerisiert.

Durch starke Oxidationsmittel, z.B. Chromat oder Permanganat, wird $\text{N}\text{O}$ in saurer Lösung zu Salpetersäure oxidiert, von Reduktionsmitteln in Stickstoff oder Ammoniak überführt.