15章氮族(新版)

第十五章氮族元素总体目标：1.掌握氮和磷单质、氢化物、卤化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途2.了解砷、锑、铋单质及其化合物的性质递变规律各节目标：第一节氮的单质掌握N2的结构；氮与非金属、金属的反应；氮气的实验室制法和工业制法第二节氮的成键特征通过氮的价层电子结构，了解它的成键特征第三节氮的氢氧化物1.掌握NH3的工业制法和实验室制法以及它的结构2.了解NH3的物理性质；掌握它的配位反应、取代反应、氨解反应和氧化反应以及用途；铵盐的水解性和热稳定性。

3.了解联氨、羟胺、叠氨酸的结构和性质第四节氮的氧化物—氧化图2.掌握氮的氧化物〔N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5〕的结构和重要性质2及其盐的制备、结构、性质3及其盐的结构和性质；硝酸盐热分解的一般规律；王水的成分和性质第五节磷单质1.掌握磷原子的价电子层结构；磷的成键特征2.掌握磷的工业制法、同素异形体、化学性质及用途第六节磷的化合物4O6、P4O10和H3PO4的结构、制备、性质和用途；磷酸盐的溶解性3.了解次磷酸、亚磷酸、焦磷酸、偏磷酸化学式的书写、命名和主要性质；卤化磷、硫化磷的重要性质第七节砷、锑、铋了解砷、锑、铋单质及其化合物的性质递变规律习题一选择题1. 氮气制备的方法是〔〕A. 将硝酸氨NH4NO3加热B. 将亚硝酸氨NH4NO2加热C. 将氯气与氨气混合D. B和C2. 以下化合物中与水反应放出HCl的是〔〕A. CCl4B. NCl3C. POCl3D. Cl2O73. NO2溶解在NaOH溶液中可得到〔〕A. NaNO2和H2OB. NaNO2、O2和H2OC. NaNO3、N2O5和H2OD. NaNO3、NaNO2和H2O4. 硝酸盐加热分解可以得到单质的是〔〕A. AgNO3B. Pb〔NO3〕2C. Zn〔NO3〕2D. NaNO35. 以下分子中具有顺磁性的是〔〕A. N2OB. NOC. NO2D. N2O3π离域键的是〔〕(吉林大学《无机化学例题与习题》) 6. 以下分子中，不存在43NA. HNO3B. HNO2C. N2OD. -37. 分子中含d—p反馈π键的是〔〕(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. HNO3B. HNO2C. H3PO2D. NH38. 以下物质中酸性最强的是〔〕A. N2H4B. NH2OHC. NH3D. HN39. 以下酸中为一元酸的是〔〕(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. H4P2O7B. H3PO2C. H3PO3D. H3PO410. 以下各物质按酸性排列顺序正确的选项是〔〕(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. HNO2>H3PO4>H4P2O7B. H4P2O7>H3PO4>HNO2C. H4P2O7>HNO2>H3PO4D. H3PO4>H4P2O7>HNO211. 以下物质中，不溶于氢氧化钠溶液的是〔〕(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. Sb(OH)3B. Sb(OH)5C. H3AsO4D. Bi(OH)312. 加热分解可以得到金属单质的是〔〕(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. Hg(NO3)2B. Cu(NO3)2C. KNO3D. Mg(NO3)213. NH4NO3受热分解产物为〔〕A. NH3+HNO2B. N2+H2OC. NO+H2OD. N2O+H2O14. 以下物质中受热可得到NO2的是〔〕A. NaNO3B. LiNO3C. KNO3D. NH4NO315. 以下氢化物中，热稳定性最差的是〔〕A. NH3B. PH3C. AsH3D. SbH316. 遇水后能放出气体并有沉淀生成的是〔〕(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. Bi(NO3)2B. Mg3N2C. (NH4)2SO4D. NCl317. 以下物质均有较强的氧化性，其中强氧化性与惰性电子对有关的是〔〕A. K2Cr2O7B. NaBiO3C. (NH4)2S2O8D. H5IO618. 以下化合物中，最易发生爆炸反应的是〔〕A. Pb(NO3)2B. Pb(N3)2C. PbCO3D. K2CrO419. 欲制备NO气体，最好的实验方法是〔〕A. 向酸化的NaNO2溶液中滴加KI溶液B. 向酸化的KI溶液中滴加NaNO2溶液C. Zn粒与2mol·dm-3HNO3反应D. 向双氧水中滴加NaNO2溶液20. N2和C2H2分子中都含有 键，但的化学性质不活泼。

属离子配位，如：[Cu(NH3)4]2+、[(NH3)5 RuN2(NH3)5]4+。
二、氮在自然界中的分布和单质氮
N2主要存在于大气中，4×1015吨。智利硝 石NaNO3，N2，b.p.，75K；m.p.，63K。
分子轨道式：KK(σ2s)2(σ2s*)2(π2py)2(π2pz)2(σ2px)2
无机化学家制备成功了一些双氮配合物，但完 全不同于人们为生物分子建议的结构
[Ru(NH3)5(OH2)]2+ + N2(g) = [Ru(NH3)5(N2)]2+ + H2O
第十五章氮族元素
此配合物中N2以末端配位，和N2相比，此配合物 中N≡N变化是很小的，然而N2分子配位于还原性 更强的中心金属时N-N键被显著拉长。这是金属电 子密度反馈至N2的反键π轨道引起的。虽然至今尚 未发现还原N2的新催化剂，但希望很大。如： cis-[W(N2)2(P(CH3)2(C6H5))4] == N2 + NH4+ + W(Ⅵ)
NH2OH既可作氧化剂又能作还原剂，通常后一 类反应更容易，
2NH2OH + 2AgBr === 2Ag + N2 + 2HBr + 2H2O
用肼和羟胺作还原剂的优点：一方面有强还原性， 另一方面氧化产物脱离反应系统，不给反应溶液带 来杂质。(如催化剂制备)
第十五章氮族元素
叠氮酸HN3或叠氮离子N3-，其制备方式为： N2H4 + HNO2 === 2H2O + HN3
第十五章氮族元素
液态NH3作溶剂和H2O有很多相似之处，如： 2NH3 === NH4+ + NH2- K = [NH4+][NH2-]=1.9×10-23 2H2O === H3O+ + OH- K = [H3O+][OH-]=10-14

NH2OH可与醛、酮形成肟，是聚酰胺纤维和尼龙的中间体
（3） 叠氮酸 HN3
无色液体或气体
12
3
∶N－N＝N∶
1 sp2 杂化 2 sp杂化 π34
H
N2H4+HNO2=HN3+2H2O
NaOH Zn
撞击
NaN3 Zn(N3)2+H2↑
N2↑ +H2↑
AgN3、Cu(N3) 2 、Pb(N3)2 、Hg(N3) 2作为雷管引爆剂 NaN3、KNO3、SiO2为主要成分用于汽车安全气囊
熔点63K，沸点75K，1mL水仅溶0.023mL，标况下密度为1.25g/L
（2）N2分子中1个σ键和2个π键，无未成对电子，反磁性 （3） N2 不活泼，具有特殊的稳定性，常温下不与任何元
素化合，升高温度可促进反应活性
（4）与锂、钙、镁等活泼金属可生成离子型化合物 室温下仅有 6Li + N2 → 2Li3N
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NH2OH 白色固体
N2H4 无色液体
14
联氨 （NH2-NH2，肼）性质
无色发烟液体，熔点275K，沸点386.5K，极性溶剂，与水 互溶，可溶解多种盐，溶液导电性好
热稳定性差（N-N键能小），250 ℃分解为NH3、N2和H2 二元弱碱（碱性小于NH3）
N2H4 + H2O N2H5+ + OH- K1= 1.7×10-6 N2H5+ + H2O N2H6+ + OH- K2= 7.6×10-15 氧化还原性 酸性溶液中强氧化剂，碱性溶液中是强还原剂 配位性 如 Co(N2H4)6Cl2 、 Fe(N2H4)2Cl2
氮族元素
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应；而一氧化氮与氢气反应生成氨气，氮元素从+2价降低到-3价，发
生还原反应。
氮族元素的配位反应
01
02
03
配位键的形成
氮族元素可以与配位体形 成配位键，如氮元素与氢 离子形成配位键。
配位反应的规律
配位反应遵循电子配对原 则，即电子总数为偶数的 电子对。
配位反应的实例
硫酸铵与氢氧化钡反应生 成硫酸钡沉淀和氨气，其 中硫酸根离子中的硫与氢 离子形成配位键。
砷在历史上曾用于制造杀 虫剂、防腐剂和颜料等， 但现在已被禁止或限制使 用，因为其具有剧毒性和 致癌性。
无机化学教学15章氮族元 素ppt课件
02 氮族元素的物理性质
氮族元素的原子结构
氮族元素位于元素周期表第VA 族，包括氮（N）、磷（P）、
砷（As）、锑（Sb）和铋 （Bi）。
氮族元素的原子结构特点是价电 子数为5，最外层电子排布为 ns²np³。
总结
磷的含氧酸和含氧酸盐是无机化学中重要的化合物，它们在自然界 中广泛存在，并具有多种应用，如磷肥可用于农业生产。
砷的含氧酸和含氧酸盐
含氧酸
砷酸、亚砷酸、次砷酸等。
含氧酸盐
砷酸盐、亚砷酸盐、次砷酸盐等。
总结
砷的含氧酸和含氧酸盐在无机化学中具有一定的研究价值， 它们在自然界中广泛存在，并具有潜在的应用前景，如砷 化合物在药物和农药等领域的应用。
由于价电子数相同，氮族元素的 原子半径相近，具有相似的电子
结构和性质。
氮族元素的单质和化合物
氮族元素的单质包括氮气、磷 单质、砷单质等。
氮族元素的化合物种类繁多， 包括氧化物、氢化物、含氧酸 及其盐等。