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氮族元素 无机化学课件

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无机化学下册氮族省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

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b. 物理性质：
熔沸点较低 溶解度大
偶极矩较大，介电常数较大。 液氨是极性溶剂，它能够溶解碱金属形成蓝色溶液 17
Na
Na+ + e-
Na+ +xNH3
e- + yNH3 c. 化学性质：
Na(NH3)x+ e(NH3)y-
I. 还原性：
Cl2少许
N2+ NH4Cl
NH3
Cl2过量 CuO
NCl3+ HCl
原子半径/pm
70 110 121 141 155
r(M3-)/pm 171 212 222 245 213
离子 半径
r(M3+)/pm
16
44
58
76 103
r(M5+)/pm 13
38
46
60
76
I1/(kJ·mol-1) 电负性
1402 1012 944 832 703 3.04 2.19 2.18 2.05 2.02
sp2杂化 分子中有34
••
N • H
23
a. 构造： b. 弱碱性：
NH3 > 联氨 > 羟氨
联氨有两对孤电子对，所以体现出二元弱碱性，碱性
比氨弱：
N2H4＋H2O==N2H5+＋OH- K1＝8.5×10-7(298K) N2H5+＋H2O==N2H62+＋OH- K2＝8.9×10-16(298K)
ns2
np3
5
ⅤA
氮(N) 磷(P) 砷(As) 锑(Sb) 铋(Bi)
原子序数
7
15
33
51
83
价层电子构型 2s22p3 3s23p3 4s24p3 5s25p3 6s26p3

无机化学第20讲 氮族元素

无机化学第20讲 氮族元素

Ag 2NH3
Ag(NH )
3 2
Zn 4NH3
Co3 6NH3
2
BF3 NH3
Zn(NH ) Co(NH ) F3 BNH3
2 3 4 3 3 6
取代性：NH3中H原子可被其他原子或原子团取代 （氨解反应），如
4NH3 COCl 2 HgCl 2 2NH3 2Na 2NH3
17.3.2 氮的氧化物
N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等
一氧化氮NO：分子轨道式为
[kk( σ 2s ) (σ ) (σ 2p x ) (π 2p y ) (π 2p z ) (π
2 * 2s 2 2 2 2 * 2p y
) ]
1
NO 是单电子分子。一般含有单电子的分子是有颜 色的，而且不稳定，但 NO既是无色气体又较稳定， 因此，有人称之为“稳定的自由基”。
无机化学
17.2.3 砷、锑、铋
As
Sb
Bi
单质砷和锑各有灰、黄、黑三种同素异形体，而铋没有 结构呈正四面体的黄砷（As4）与黄锑（Sb4）不稳定，温度高 时分解为As2、Sb2 常温下灰砷和灰锑是稳定单质；常温常压下，单质砷、锑、铋 均为固体 砷是非金属，锑、铋是金属，但熔点较低且易挥发 一般金属熔化时导电性能降低，铋却相反，固体铋的导电性仅 为液体的48%左右。
氨的工业制备 N2 + 3H2
Fe 触煤 500℃ 300~700atm
2NH3
无机化学
铵盐
一般为无色晶体，绝大多数易 溶于水，易水解，受热易分解
H

N
H
H H
NH 的鉴定
石蕊试纸 (红→蓝)
4

无机化学课件氮族元素

无机化学课件氮族元素

(iii) 王水的氧化性：浓HNO3：浓HCl为3：1 叫做 王水，它的氧化性比硝酸更强，可溶解金、铂等不活 泼金属（实际上是多种氧化剂+配位剂Clˉ在起作用）
D.硝化反应—— 与有机化合物发生反应，生成 硝基化合物(RNO2).
硝酸盐NO3ˉ: (i) 结构: 正三角形，sp2杂化，有个大π36键
盐溶液显酸性（水解） 与碱溶液的反应：
NH4+ + OH- == NH3 + H2O
(iii) NH4+ 的鉴别： A. 若NH4+量多，可用加强碱加热，用湿润的蓝 色石蕊试纸（变兰）检验气体；
B. 若NH4+量少，加Nessler试剂(K2[HgI4]的KOH 溶液)检验（通常为红棕色）
NH4+ + [HgI4]2- + OH-
白磷、红磷的物理性质
白磷
红磷
色、态
白色蜡状
红棕色粉末
溶解性 毒性
着火点
不溶于水，溶于CS2 剧毒
40℃ , 易自燃
不溶于水和CS2 无毒 240℃
保存 用途 分子结构
相互转化
密封，保存于冷水中
密封，防止吸湿
制高纯度磷酸
制安全火柴、火药
P4 正四面体 键角60°
结构复杂
白磷
隔绝空气加热到260℃ 红磷
氨气的化学性质：
可发生三类反应：
A. 加合反应：NH3作为一种典型的Lewis碱，可与许多 金属离子(如Ag+、Cu2+、Co3+、Ni2+)形成配合物；与某些盐 晶体加合(如8NH3+CaCl2 → CaCl2·8NH3 )
B. 取代反应：NH3中的氢可被活泼的金属取代生成氨 基化合物(－NH2)和氢气。

氮族元素PPT课件全文

氮族元素PPT课件全文
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
2024/8/19
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
2024/8/19

第15章-3 氮族元素.ppt

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性质
2 AsH3 + 3 O2 — 2 As2O3 + 3 H2O
2 AsH3 + 12 AgNO3 + 3 H2O —— As2O3 + 12 HNO3 + 12 Ag（黑）
这是古氏试砷法（Gutzeit）的基本反应。 该法可检出 0.005 mg 的 As
2.砷、锑、铋的氧化物及其水合物 +3 As2O3(白) Sb2O3(白) Bi2O3(黑)
3.砷、锑、铋的盐
• 阳离子盐: M3+ , M5+
As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, 铋主要形成Bi3+盐
• 含氧酸盐: MO33-, MO43-
AsO33-, AsO43-, SbO33-, SbO43-, NaBiO3(黄色)
• 离子多数无色, 易水解
3.砷、锑、铋的盐
• 氯化物、硝酸盐水解
A—Na2S、 (NH4)2S、强碱 B—浓HCl
4.砷、锑、铋的硫化物
碱性增强
+3 As2S3(黄) Sb2S3(橙红) Bi2S3(黑)
酸性
两性
碱性
与 Na溶OH于反A应，溶如于A、B 溶于B +5As两A2Ss性32+S偏65(O黄酸H)- →SbA2两sSO5(性3橙3- +红A)sS33- +/3//H///2/O/
无机化学多媒体电子教案
第十五章 氮族元素
15.8 砷、锑、铋 及其重要化合物
1. 砷、锑、铋的单质
N2
P As Sb Bi
熔点 －21砷0 蒸气44的S分b，子81B为7i 具6A3有s04，导与电27性1，其

无机化学教学15章氮族元素PPT课件

无机化学教学15章氮族元素PPT课件

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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。

工科大学化学----无机结构基础 《无机化学》第17章 《氮族元素》 课件

2013/12/23
第 17 章
氮族元素
Chapter 17 Nitrogen Family Elements
本章教学内容
17.1 氮族元素概述 17.2 氮族元素的单质 17.3 氮的化合物 17.4 磷的化合物 17.5 砷锑铋的化合物
17.1 氮族元素概述
氮族元素在周期表中的位置
氮族
~ 氮族元素的基本性质 ~
惰性气氛手套箱
1
2013/12/23
氮的结构
N 原子的价电子构型为 2s2 2p3，在 N2 形成时，两 个氮原子之间形成 1 个σ键和 2 个π键，所以结构式表示 为 :N N: 。
氮的性质
在一般情况下，N2 的化学 性质稳定，不易于与其他物质
N2 分子模型
发生反应，但常温下可与金属锂直接反应生成 Li3N，高 温时能和 Mg、Ca、Ba、Al、B、Si 等化合生成氮化物。
2P + 3X2 = 2PX3 PX3 + 3X2 = 2PX5 4P + 3S = P4S3 (P4S6, P4S10)
白磷和碱作用，发生歧化反应，生成膦和次磷酸盐。 P4 + 3NaOH + 3H2O = PH3 + 3NaH2PO4
白磷能将 Au、Ag、Cu 等从它的盐溶液中还原出来。 11P+ 15CuSO4 + 24H2O = 5Cu3P + 6H3PO4 + 15H2SO4 2P+ 5CuSO4 + 8H2O = 5Cu + 2H3PO4 + 5H2SO4
元素 氮 (N) 磷 (P) 砷 (As) 锑 (Sb) 铋 (Bi)
原子序数
7
15

第15章-氮族元素ppt课件

NH 4Cl NaNO 2 NaCl 2H2O N2
杂质：NH3 ,NO ,O2 , H2O等
(NH4 )2 Cr2O7 (s) N2 (g) Cr2O3 4H2O
8NH3 3Br2(aq) N2(g) 6NH4Br 2NH3 2CuO(s) N2(g) 3H2O 3Cu
2Na 2NH3 350 C 2NaNH2 H2 2Mg 2NH3 Mg3N2 3H2
K3[Cr(CN)6 ] 3K 液氨 K6[Cr(CN)6 ] K2[M(CN)4 ] 2K 液氨 K4[M(CN)4] (M Ni, Pd, Pt)
4. 氨 参 与 的主要 化 学 反 应
a. 配 位 反 应 : NH3 是Lewis碱
F3B + :NH3 = F3B:NH3
NH3 + HCl → NH4Cl
Zn2 2NH2 Zn(NH2 )2 2NH2 Zn(NH2 )42
3. 形成氨合电子
活泼的碱金属或碱土金属液氨稀溶液呈蓝色, 浓溶液呈青铜色;溶液的导电能力强于任何电解质 溶液,类似金属,顺磁性,强还原性。
M1＋(x＋y)NH3 =M1(NH3)＋y ＋e(NH3)x－（蓝色） M2＋(2x＋y)NH3 =M2(NH3)2＋y ＋2e(NH3)x－（蓝色）
N2 具有很高的稳定性, 实验表明3000℃时 只有0.1%N2 解离.
N2 分子是已知的双原子分子中最稳定的.
15-1-2 N2的化学性质
一. 与活泼金属形成晶格能大的离子型化合物
室温下,N2 仅能与Li反应： 6Li + N2 = 2Li3N
( 有实际意义的反应温度为250℃)
ⅡA族金属都要在加热条件下才能形成氮化物:
第 15 章 氮族元素

无机化学-氮族元素


对比: 稀酸介质中, NO3-无此反应(不氧化I-), 说明 氧化性NO3- ＜ NO2-.
NO2- + Fe2+ + 2H+ = NO + Fe3+ + H2O HNO2还原性： 5NO2- + 2KMnO4 + 6H+ = 5NO3- + 2Mn2+ + 3H2O
•亚硝酸盐
制备：碱吸收法
NO2 NO NaOH 2NaNO2 H2O
挥发性非氧化性酸铵盐
NH4 Cl NH3 (g) HCl(g) (NH4 ) 2 CO 3 2 NH3 (g) CO 2 (g) H 2 O(g) NH4 HCO3 NH3 (g) CO 2 (g) H 2 O(g) 非挥发性，非氧化性酸铵盐
性质：① 绝大部分无色, 易溶于水, (AgNO2浅黄色不溶) 极毒是致癌物
② 氧化还原性 主
2 NO2 2 I - 4 H 2 NO I 2 2 H 2O NO2 Fe2 2 H NO Fe3 H 2O
5NO2 2MnO4 6H 5NO3 2Mn 2 3H2O
2NH4 Cl Ca(OH)2 CaCl 2 2H2 O 2NH3 (g)
工业：N50~500C 30MPaFe
目前研究: 等离子技术合成氨
N2+ 解离、吸附 2N(a) 表面反应 NH3 解离、吸附 + H2 等离子体 H2 2H(a) N2 微波
(NH4 ) 3 PO4 3NH3 (g) H 3 PO4 (NH4 ) 2 SO 4 NH3 (g) NH 4 HSO 4
氧化性酸铵盐

无机化学教学课件 15章 氮族元素

NH4Cl + 3CuO ∆ 3Cu + N2 + 3H2O + 2HCl
2021/6/18
23
d．铵盐的热分解
(i) 酸是不挥发的
(NH4)2SO4 (NH4)3PO4
∆ NH3↑+ NH4HSO4 ∆ 3NH3↑+ H3PO4
(ii) 酸是挥发性的
NH4Cl
∆ NH3↑+ HCl↑
(iii) 酸根离子有强氧化性
15 — 1 — 2 N2的化学性质 Chemical Property of N2
许多氮化物的fHm ＞0（吸热），而rS＜0（因为N2为气体），所以 rGm 总是大于零，因此氮化物在热力学上不稳定，易分解。
在通常条件下，N2是化学惰性的，在一定条件下，N2与金属、非金属 反应
6Li + N2 → 2Li3N Mg、Ca、Sr、Ba在炽热温度与N2直接化合 N2 + O2 → 2NO N2 + 3H2 → 2NH3 （中温，高压，催化剂）
2.26
Sn
0
GaAs
1.42
InAs
0.36
5. 聚合能力：三族中不少元素具有较强的 成簇能力，例如由B原子构
成簇骨架的硼烷和由 B，C
原子构成簇骨架的硼碳烷.
2021/6/18
8
氮族元素通性
2021/6/18
9
15 — 1 氮的单质 Nitrogen Simple Substance
氮 (Nitrogen)：大气的主要成分，大规模制备是通过分馏液态空气实 现的. 但因需求量太大仍然促使人们谋求建立某种成本更低的制备工艺.最大 的用途是用于制造氮肥、其他含氮 化合物和作保护气体. 高纯 N2 要进一步 除水和氧. 液氮 ( b.p. -196 ℃ )是一种重要的致冷剂.
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3.5.4 磷的含氧酸及盐
+1
H3PO2
次
+3
H3PO3
亚
+5
H3PO4
正
P4+Ba(OH) 2+H2O △ PH3↑+Ba(H2PO2) 2
↓H2SO4 H3PO2+BaSO4 ↓
O || P HO | H H 一元酸
P4O6+6H2O(冷)=4H3PO3
△
4H3PO3=3H3PO4+PH3
N：sp2杂化
π3 4
NO3-的结构
N：sp2杂化
π4 6
非金属单质 + HNO3 == 相应的高价酸 + NO
5H3N 3O P 3H 3P4 O 5NO(g) 10H 3N 32I O 6H3 I1O0N 2O H 2O
活泼金属 Zn 4HNO3（浓）== Zn(NO3)2 2NO2+2H2 O
3.3 卤 化 物
.
NF3 NCl3 sp3杂化，角锥形
.
N
F FF
NCl3: NH3+3Cl2 == NCl3+3HCl
在90℃：爆炸分解：
NCl3 == ½N2+ 3/2Cl2 △rH= －295.5kJ·mol－1
3.4 氮的含氧化合物
3.4.1氮氧化物：N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4, N2O5, NO3
3.4.2Leabharlann 亚硝酸及其盐N2O3 H2O
2HNO2
(蓝色)
NO NO2 H2O
N：sp2杂化 HNO2的结构
亚硝酸及其盐既具有氧化性 又具有还原性，以氧化性为主。
2HNO2 + 2I－ + 2H+ == 2NO + I2+ 2H2O 5NO2 － + 2MnO4－+ 6H+ == 5NO3－ + 2Mn2+ + 3H2O
王水 HNO3有强氧化性 + HCl后氧化性更强，可氧化Au、 Pt
a. 王水有强氧化性?
Au + HNO3 +4HCl = HAuCl4 +NO +2H2O 3Pt + 4HNO3 +18HCl = 3H2PtCl6 +4NO +8H2O
(1) NOCl
HNO3 + 3HCl NOCl + Cl2 + 2H2O (2) Cl–的配位作用
第3章 氮族元素
3.1 氮族元素概述
氮半径小，易形成双键、三键
ⅤA
N P As Sb Bi ns2np3
氧化值
最大配 位数 M 2O3 MH3
NP
+5 +5 | +3 －3 －3
As Sb Bi
+5 +5 (+5) +3 +3 +3 －3 (－3)
4
6
6
66
酸性 酸性 两性 两性 碱性
氨 膦 胂 SbH3 BiH3 碱性减弱，稳定性下降
3Zn 8HNO3（稀1:2）== 3Zn(NO3)2+2NO+4H2O 4Zn+10HNO3(较稀2mol/L)== 4Zn(NO3)2+N2O+5H2O
4Zn+10HNO3(很稀1:10) == 4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
HNO3越稀，金属越活泼， HNO3 被还原的氧化值越低。
Au3+ + 3e = Au
1.42V
[AuCl4]– + 3e = Au +4Cl– 0.994V 试求 K稳 = ？ EoAuCl4–/Au=EoAu3+/Au – 0.05916/3 log K稳 K稳= 4×1021
3.5 磷的化合物
3.5.1 单质
∠P－P－P=60°
白磷（黄磷）： 具有张力
红磷：
黑磷：
石墨状的片状 结构，可导电。
P4 ＋ 6H2 == 4PH3 2P ＋ 3X2 == 2PX3 （PX3 ＋ X2 = PX5） P4＋3NaOH＋3H2O == PH3 ＋ 3NaH2PO2 11P ＋ 15CuSO4 ＋ 24H2O =冷= 5Cu3P ＋ 6H3PO4 ＋15H2SO4 P4 ＋ 10CuSO4 ＋ 16H2O == 10Cu ＋ 4H3PO4 ＋ 10H2SO4
3.2 氮的氢化物
－3 －2 －1 －1/3 NH3 N2H4 NH2OH HN3 氢化物的酸碱性取决于与氢直接相连的原子上 的电子云密度, 电子云密度越小，酸性越强。
3.2.1 氨
24 N C C l H a 2 ( C O 2 a H 2C 2 O H )2 l3 N (gH )
Fe,Ru
NO2－+Cl2+H2O == 2H++ 2Cl－+NO3－
[Co(NH3)5NO2]Cl2和[Co(NH3)ONO]Cl2 亚硝酸盐绝大部分无色, 易溶于水, (AgNO2浅黄色不溶)
金属活泼性差,对应亚硝酸盐稳定性差。
亚硝酸盐遇到仲胺可形成 亚硝酰，可引起消化系统癌症
3.4.2 硝酸及其盐
HNO3的结构
3.5.2 磷的卤化物
PX3分子晶体 PX5离子晶体
PCl5固体中含有[PCl4]+和[PCl6]－离子
Cl
P：sp3杂化
P
Cl
Cl Cl
Cl Cl Cl
P Cl Cl
Cl
－
P：sp3d2杂化
3.5.3 磷的氧化物 P4+3O2 == P4O6 +2O2 == P4O10
点击右图 观看动画
P4O10+6H2SO4 == 6SO3↑+4H3PO4 P4O10+12HNO3 == 6N2O5↑ +4H3PO4
NO：(σ2s)2 (σ*2s)2 (σ2px)2 (π2py)2 (π2pz)2 (π*2py)1 顺磁性
2NO ＋ 3I2 ＋ 4H2O == 2NO3－ ＋ 8H＋ ＋ 6I－
NO2 sp2杂化
π3 4
4NO2 ＋ H2S == 4NO ＋ SO3 ＋ H2O
10NO2 ＋ 2MnO4－ ＋ 2H2O == 2Mn2＋ ＋ 10NO3－ ＋ 4H＋
OH－
NH2OH 无色固体
－NH2
N2H4 无色液体
3.2.3 氢叠氮酸 HN3
无色液体或气体
12
3
∶N－N＝N∶
H
1 sp2 杂化 2 2 ,3 sp杂化 π3 4
N2H4+HNO2 == HN3+2H2O
撞击
NaOH
Zn
NaN3
Zn(N3)2+H2↑
N2↑ +H2↑
AgN3 Cu(N3) 2 Pb(N3)2 Hg(N3) 2
2N2+3H2 == NH3 Haber F. 获1916年诺贝尔奖
Ag2N3H [Ag(3)N 2]H
4N 3 H 3O 2(纯 ) 2N 26H 2O 4N 3 H 5O 2(空)气 P t 4N O 6H 2O
2N 3H 2N 催5 a 化7 C 0 2N2 aN H 2 H
3.2.2 联氨(肼）、羟胺