当前位置：文档之家 › 第十四章氮族元素

第十四章氮族元素

  • 格式：ppt
  • 大小：2.81 MB
  • 文档页数：94

下载文档原格式

  / 94

合集下载

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
14第十四章 氮族元素1

14第十四章 氮族元素1


e- + yNH3
e(NH3)y2017/4/13
14
（4）化学性质 A.加合反应
如:NH3 + H2O
加H+ 加OH-
NH3· H2 O
生成铵盐 NH4+
NH4+ + OH-
即强碱置换弱碱，释放NH3 用于实验室制NH3， Ag+ + 2NH3 =[Ag(NH3)2]+ Cu2+ + 4NH3 =[Cu(NH3)4]2+ CaCl2 + 8NH3 = CaCl2· 8NH3
[Ru（NH3 ）3(N2)]2+ [(NH3)3Ru-N2-Ru(NH3)3]4+
Ru2+ 的d电子反馈到N2的π* 空轨道，形成d →π*反馈π键，
2017/4/13 使N-N键级降低，N2分子被“活化”——“固氮工程”。 12
2-4 氮的氢化物 一、、氨 （1）氨的制备 工业合成: N2 + 3H2 实验室制备: 2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O 2NH3
对应氧化态的元素要强得多。
NaBiO3、PbO2能把Mn2+、氧化为MnO4-,Tl2O3能把HCl氧化成 Cl2,Hg2+能把Sn2+氧化成Sn4+。 2017/4/13 3
氮族元素的基本性质
性质 原子序数 原子量 共价半径/pm 3离子 M 3+ 半径 M 5+ /pm M 第一电子亲和 势(KJ/mol) 第一电离势 (KJ/mol) 电负性 N 7 14.01 55 171 16 13 -7 1402 3.04 P 15 30.9 7 110 212 44 35 71.7 1011 .8 2.19 As 33 74.92 121 222 58 46 77 859.7 2.18 Sb 51 Bi 83 208.98
第14章 氮族元素

第14章 氮族元素


神奇的一氧化氮 —— “两面人”
我们知道汽车尾气中的 NO 会造成大气的公害。大气中的 氧可将NO 氧化为 NO2，但在低浓度条件下的氧化速率极慢。 这使得某些大都市上空的 “光化学烟雾” 长期弥漫，NO 是造 成光化学烟雾的祸首。 “ 天不转地在转 ” ，这个祸首当今竟成 了 “明星”。科学家发现NO可以令血管放松和扩阔，帮助血液 流通；美国 Pfizer 药厂利用这个发现，生产出 Viagra 。 NO 气 体还具有治疗哮喘和关节炎，抵御肿瘤，杀死感性细菌、真 菌和寄生虫的能力。三位美国药理学家由于发现NO的药理作 用而获得1998年诺贝尔医学奖。
28
水解：
δ-
. .
NF3 NCl3 sp3杂化，三角锥形
N F F F
NCl3 + 3H2O = NH3+ 3HClO Cl 原因有二：
·· N
δ+
Cl
Cl
NCl3: NH3 + 3Cl2 = NCl3 + 3HCl 在90℃，爆炸分解： NCl3 = 1/2N2 + 3/2Cl2
△rHmӨ = －295.5 kJ·mol-1
第14章 氮族元素
§1 §2 §3 §4 氮族元素的通性 氮和氮的化合物 磷及其化合物 砷、锑、铋
§1
N +5 | －3
氮族元素的通性
P +5 +3 －3 As +5 +3 －3 Sb Bi +5 (+5) +3 +3 (－3)
§2
氮和氮的化合物
一、 氮族元素概述
ⅤA N P As Sb Bi ns2np3
8
♦ 取代反应：
2NH3 + 2Na = 2NaNH2 (白色) + H2 HgCl2 + 2NH3 = Hg(NH2)Cl↓+ NH4Cl
无机化学[第十四章氮族元素]课程预习

无机化学[第十四章氮族元素]课程预习

第十四章氮族元素知识点归纳一、氮的单质单质氮在常况下是一种无色无味的气体，在标准状况下密度为1．25g／dm3。

工业上生产氮一般是由分馏液态空气在15．2MPa压力下装入钢瓶备用,或做成液氮存在于液瓶中,实验室中制备少量氮气。

N2分子是已知的双原子分子中最稳定的.在高温高压并有催化剂存在的条件下，氮气可以和氢气反应生成氨：二、氦的成键特征N原子价最子层结构为2s2p3,即有3个成单电子和一个孤电子对，在形成化合物时，其成键特征如下:（1）形成离子键N原子有较高的电负性，它同电负性较低的金属形成一些二元氮化物即能够获得部分负电荷而形成N3-离子。

（2）形成共价键N电子同电负性较高的非金属形成化合物时它总是以不同的共价键同其他原子相结合，这些共价键一般有以下几种:三、氮的氢化物1．氨（1）氨的制备氨是氮的最重要化合物之一，在工业上氨的制备是用氮气和氢气在高温高压和催化剂存在下合成的：（2）氨分子的结构在NH3中，氨采取不等性sp3杂化，有一对孤电子对，分子呈三角锥形结构，键角为107。

18’。

这种结构使得NH3分子有较强的极性。

(3)氨的物理性质和化学性质NH3具有相对高的凝固点、溶解热、蒸发热、溶解度和介电常数，氨极易溶于水。

在水中的溶解度比任何气体都大，237K时1 dm3的水能溶解1200dm3的氨。

氨的主要化学性质有:①还原性KH3和NH4+离子中N的氧化价为+3，因此它们在一定条件下只能有失去电子的倾向而显还原性。

常温下，氨在水溶液中能被Cl2，H2O2，KMnO4等氧化。

例如：③加合反应氨中氮原子上的孤电子对能与其他离子或分子形成配位键,结果形成了各种形式的氨合物，氨能与许多金属离子形成氨配合物如［Ag(NH3)2］+。

④弱碱性氨极易溶于水,它在水中主要是形成水合分子，同时在水中只有一部分水合氨分子发生电离作用。

NH3·H2O的K b=1．8×10—5，可与酸发生中和反应.(4）铵盐氨和酸作用可得到相应的铵盐,铵盐一般是无色晶体，易溶于水，而且是强电解质。

氮族元素PPT教学课件

氮族元素PPT教学课件


（二）土壤要求与施肥
• 多年生花卉：在分株栽植时施基肥。
• 一、二年生花卉：主要在圃地培育时施肥， 移至花坛仅供短期观赏，不再施肥。
（三）修剪与整理
• 1．剪除残花、果实及枯枝黄叶 • 2．保持花坛图案：毛毡花坛需要经常修剪，
才能保持清晰的图案与适宜的高度。 • 3．秋冬季清理：宿根花卉、地被植物在秋
二、岩生花卉的应用
• 1．含义：在园林中结合土丘、山石、溪涧 等造景变化，点缀以各种岩生花卉。
• 2．应用：应用的岩生花卉主要是由露地花 卉中选取的，有些是岩生野花。岩生花卉 能耐干旱瘠薄，适于栽植于岩缝石隙及山 石嶙峋LINXUN之处。
三、草坪及地被植物的应用
• 草坪及地被植物常占据园林中很大面积。 它把树木花草、道路、建筑、山丘和水面 等各个风景要素，更好的联系与统一起来。
免空气侵人枝茎导管内而防碍吸水。 • B 花枝的切口切成斜面。 • 十字剪切或多开裂缝（枝粗或吸水弱木本花卉） • 近切口附近，切去部分皮层
（5）采后处理：
• 采收：菊花花开6－7成时采收，多头型菊花侧枝 上有3朵花透色时采收。切枝长度80－120厘米。
• 分级：去除下部1/4—1/3部分的叶片，分级
2．NO 无色有毒的气体，难溶于水，主要表现 还原性。
2NO+O2=2NO2（红棕色）（NO检验方法） 故：NO与 O2不能共存，收集NO只能用排水法 不能用排空气法。
3．NO2 红棕色，有刺激性，有毒的气体，溶于 水，跟水反应。
（l） NO2不能用排水法收集，只能用排空气法。 （2） NO2具有氧化性，可使KI淀粉试纸变蓝， 鉴别NO2和溴蒸气不能用淀粉KI试纸。可用加水 振荡法或加AgNO3溶液法。 （3）氮的氧化物都是大气污染物，其中NO2是 造成光化学污染的主要因素。
chapter 14 第14章 氮族

chapter 14 第14章 氮族


N2 3 H2
高温高压 催化剂 放电
2 NH 3
N2 O2
2 NO
（2）人工模拟固氮
N2 可与 d 区过渡金属生成配合物。 d 电子反馈
到 N2 的π* 空轨道，形成 d－π* 反馈π键，
使 N2 的键级减小， N2 被活化。——“固氮
工程”
● 1965年
[Ru(NH 3 ) 5 (H 2 O)]2 N 2 [Ru(NH 3 ) 5 (N 2 )]2 H 2 O
1)、弱碱性
N2H4 中每一个 N 有一孤电子对， 可以接受两个质子而显碱性，是二元弱
碱，碱性稍弱于氨。
N 2 H 4 H 2O N 2 H 5 OH 2 N2H5 H 2O N 2 H 6 OH K1 ( 298K ) 3.0 106 15 K ( 298 K ) 7 . 0 10 2
参加反应的氧化剂不同，N2H4的氧化
产物除了N2，还可以是HN3。
N 2 H 4 HNO 2 HN 3 2H 2O
2. 叠氮酸 ( HN3 )
HN3 为无色有刺激性的液体， 沸点310 K，凝固点193K。

HN3 为弱酸，Ka=1.8×10-5
4 3
N3-为拟卤离子，如AgN3难溶于水。
铵盐一般是无色晶体，易溶于水。 rNH 148 pm 接近于 rK 133 pm 和
4
rRb 148 pm ，故许多同类铵盐与钾盐 或铷盐类质同晶，并有相似的溶解度。
1.易水解 由强酸组成的氨盐其水溶液显酸性：
NH 4 H 2 O NH 3 H 2 O H
● 还原反应：
4NH3 + 3O2
14氮族元素

14氮族元素


2、PH3 P2H4（不稳定） Ca3P2+H2O→PH3+Ca（OH）2 P4（g）+H2→4PH3 3、含氧酸 ① H3PO2 一元酸 ② H3PO3 二元酸 P4O6+H2O→H3PO3 P+Br2+H2O→H3PO3+ HBr PCl3+H2O→H3PO3 + HCl
H3PO4 2H3PO4﹣H2O→H4P2O7 焦磷酸 3H3PO4 ﹣2H2O→H5P3H10 三磷酸 4H3PO4﹣4H2O→（HPO3）4 四偏磷酸 注：磷酸正盐，常难溶；二氢盐，常可溶。 检验：H3PO4+Ag+→Ag3PO4↓（黄） H4P2O7+Ag+→Ag4P2O7↓（白） 4、磷卤化物：PCl3、PCl5、 POCl3 易水解，注意NCl3的水解，NF3 呢？
3.氧化物及其水合物酸碱性
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿碱 Bi2O3 ∣As2O3（砒霜） Sb2O3 ∣两性偏酸 中、碱性 碱性 ↓ As2O5 Sb2O5 （Bi2O5） 酸
均难溶于水： Sb(OH)3 Bi(OH)3 (碱性) H3AsO3 ↓HCl↓OH﹣ ↓HCl ↓OH﹣ ↓HNO3 AsCl3 AsO33﹣ SbCl3 Sb(OH)4﹣ Bi(NO3)3
AsH3(剧毒) SbH3 (BiH3)
Na3As+3H2O→AsH3+3NaOH As2O3+6Zn+6H2SO4→2AsH3+6ZnSO4+3H2O 2AsH3+12AgNO3+3H2O→12Ag↓+As2O3+12HNO3 （古氏试砷法，可检出0.005mgAs2O3） 2AsH3→2As（砷镜）+3H2（绝O2 加热）——马氏 试砷法 SbH3（锑镜）类似 但：2As+5NaClO+3H2O→2H3AsO4+5NaCl Sb则不溶解
氮族元素介绍

氮族元素介绍


3.易形成共价化合物
N、P半径较小，可形成少数氧化数为-3的 固态离子化合物。Li3N ; Ca3P2 ; Mg3N2等，但 遇水强烈水解，溶液中无N3-，P3-离子。
电负性较小的Sb、Bi能形成部分氧化数为 +3的离子化合物Sb2(SO4)3;Bi(NO3)3.但金属性 很弱，溶液中强烈水解，阳离子是SbO+，BiO+， 无游离的Sb3+，Bi3+。
As、Sb :
+Ⅲ
+Ⅴ
2018/11/16 3
2.电离能
元素(二） Li Be B C N O F
电离能(I1) 520 900 801 1086 1402 1314 1681
元素（三） Na
Mg
AL
Si
P
S
CL
电离能(I1) 496 738 578 787 1012 1000 1251
2018/11/16 4
N2O4
无色
升温 加压
2NO2
＞150℃
2NO+O2↑
2018/11/16 28
红棕色
化性: 易溶水、碱 3NO2+H2O=2HNO3+NO
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
强氧化性 弱还原性 2NO2+C=CO2+2NO C、P、S等在NO2中易起火燃烧。 MnO4-+5NO2+H2O=Mn2++2H++5NO3-
SbCI3+H2O→SbOCI↓+2HCI
2018/11/16 5
§14-2 氮和它的化合物
一、氮的成键特征和价键结构 二、氮元素的氧化态-吉布斯自由能图 三、氮在自然界的分布和单质氮 四、氮的氢化物 五、氮的含氧化物 六、氮的卤化物
14第十四章氮族元素

14第十四章氮族元素


2020/4/5
10
§14-3 磷及其化合物
3-1 磷原子的成键特征和价键结构（P670）
离子键：如Na3P 、Zn3P2，但水溶液中不存在P3-离子； 共价键：+3 → -3，P采取sp3杂化，形成3个共价单键;
+5， P采取sp3d杂化，如PCl5 ; d-pπ键，如H3PO4中。 配位键：P（Ⅲ） 有孤电子对，是配位体，如 PH3； P（Ⅴ）有空d轨道，为电子对接受体；
锅炉内加多聚偏磷酸钠(格氏盐)，不生水垢：
C3 a (+ s C P 3 O )1 5 -O 0 [C 3 O 1] a 3 0 + C P3 2 - O
O
O
O
O
PO PO PO PO
O
O
Ca
O
O
Ca
2020/4/5
18
T28． Na3PO4 、Na2HPO4和NaH2PO4溶液各与AgNO3反应，各 有什么现象？反应后溶液的酸碱性有什么变化？
4Zn +10HNO3（稀1:10）= 4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O （气室法检验NH4+）
2020/4/5
9
T13．分别写出NaNO3、Pb（NO3）2和AgNO3的热分解反应 式，用离子极化理论说明产物不同的原因。（p668-669） 离子极化能力：Ag＋>Pb2＋>Na+ 产物的稳定态： Ag 、PbO、 NaNO2
作业：1 3 6 7 8 9 10
2020/4/5
14
3-5 磷的含氧化物
T21．磷的氧化物写成P4O6和P4O10的原因是什么？（P679）
P4
O2不足 △
14 无机化学 第十四章 氮族元素

14 无机化学 第十四章 氮族元素


ns2 np3
1、最高氧化态为+5价。
其中，Bi(V)不稳定，是强氧化剂
2、基态原子都有半充满的p轨道，与同周期 前后的元素相比，有较大的电离能数据。
除氮外，其它元素的电负性都不太大。因此，本
族元素易和电负性较大的元素形成共价型的化合
物。如: NF3、PCl5、AsF5、SbF5 。
3、最低氧化态为-3价。


：
H
下列化合物热稳定性最高的是（
(A)NaN3 (B)AgN3 (C) Pb(N3)2
）。
(D)Ba(N3)2
用何种原理 来解释？
制备
NaN3+H2SO4===HN3+NaHSO4 N2H4+HNO2===2H2O+HN3
比较HN3、N2H4、 NH2OH的酸碱 性、还原性、 稳定性的大小？
根据HN3有弱酸性，可用强酸和对应的盐制备：
从而降低了弱酸与强酸之间 强度差异,称NH3为强、弱酸 的拉平溶剂。
Na+ +xNH3
e- + yNH3
e(NH3)y-
碱金属可以溶解在液氨中， 并呈现特征颜色
化 （1）还原性： 学 4NH3 + 3O2 (纯氧) === 2N2+6H2O 4NH3 + 5O2 === 4NO + 6H2O 性 2NH3 + 3CuO === 3Cu + N2 + 3H2O 质
由于NH4+与K+（或Rb+）的电荷相等，半径相近，因 此同类型的K+盐（或Rb+盐）与NH4+盐性质相似。
例如： KCl 、 NH4Cl 、 K2SO4 、 (NH4)2SO4 应该具有差不多 的晶格能。

第十四章氮族元素

第十四章氮族元素§本章摘要§1.氮和氮的化合物单质氮的氢化物氮的含氧化合物2.磷和磷的化合物单质磷的氢化物磷的含氧化合物磷的卤化物和硫化物3.砷、锑、铋单质砷锑铋的氢化物砷、锑、铋的氧化物及其水合物砷、锑、铋的三卤化物砷、锑、铋的硫化物3B: 杂化，与2也是一种拟卤离子。

反应类似于卤除浅黄色的一般易溶。

盐，生成沉淀物。

但以氧化性为主，N 不等性杂化，大键中电亚硝酸的分子结构阳离子离子电场较弱一个电子形成第十四章氮族元素§本章摘要§1.氮和氮的化合物单质氮的氢化物氮的含氧化合物2.磷和磷的化合物单质磷的氢化物磷的含氧化合物磷的卤化物和硫化物3.砷、锑、铋单质砷锑铋的氢化物砷、锑、铋的氧化物及其水合物砷、锑、铋的三卤化物砷、锑、铋的硫化物: 由于动力学原因，这种歧化只有在碱中才能成为现实。

PH轨道相互成键，+2°氧化物的性质离子形成可溶性配合物所以分析中常用做为的掩蔽剂D)缩合性链聚多磷酸的通式B)、Array B) 歧化反应的鸡蛋清溶液，使蛋白溶按顺序X第十四章 氮族元素§本章摘要§ 1.氮和氮的化合物单质 氮的氢化物 氮的含氧化合物 2.磷和磷的化合物单质 磷的氢化物 磷的含氧化合物 磷的卤化物和硫化物3.砷、锑、铋单质 砷锑铋的氢化物 砷、锑、铋的氧化物及其水合物 砷、锑、铋的三卤化物 砷、锑、铋的硫化物可与F 2反应有五价化合物生成。

，在碱性介质中而在强酸中，即] =1时，可以氧化，在酸介质中却弱酸，碱性比，若用浓盐酸抑制水解，体系中会有存在，但用水解，溶液中也不会有。

则要在浓盐酸中通入只有在浓盐酸中才会有存在，通入H无.。

武汉大学版无机化学课后习题答案--14氮族元素

武汉大学版无机化学课后习题答案--14氮族元素第十四章 氮族元素1． 用MO 理论讨论N 2和NO 分子中的成键情况，并指出两者键级是多少？ 答：N 2 ：2222222*222pp p s s KK σππσσ 键级3 NO ：1*22222222*222pp p p s s KK πσππσσ 键级2.5。

2．解释下列问题：（1）虽然氮的电负性比磷高，但是磷的化学性质比氮活泼？（2）为什么Bi(V)的氧化能力比同族其他元素强?答：(1) 氮的电负性比P 高，但氮不如P 活泼，这是由俩者单质的结构不同决定的。

N 的半径很小，但N 原子间形成三重键，叁键的键能很高，难以断开，因而N 2很不活泼。

P 原子半径很大，而使P 原子间的p 轨道重叠很小，不能形成多重键。

P-P 单键键能很小，很容易断开。

特别白磷的P-P-P 键角小张力大，更活泼。

(2) Bi(v)的氧化能力比同族其他元素强的多，出现了充满4f、5d，而4f、5d对电子的屏蔽作用较小，而6s具有较大的穿透能力，所以6s电子能级显著降低，不易失去，有“惰性电子对效应”。

失去2 个6s电子的Bi(v 更倾向于得到2个电子形成更稳定的Bi3+。

3．试从分子结构上比较NH3、HN3、N2H4和NH2OH等的酸碱性。

答：NH3结构见书648HN3结构见书658N2H4结构见书655NH2OH结构见书658得出酸性HN3> NH2OH > N2H4> NH3碱性相反。

4．试比较下列化合物的性质：（1）NO-3和NO-2的氧化性；（2）NO2、NO和N2O在空气中和O2反应的情况；（3）N2H4和NH2OH的还原性。

答：(1) 氧化性NO2->NO3-;(2) NO2不与空气反应；NO与空气在常温下即可反应，产生红棕色烟雾。

N2O也不与空气反应。

(3)还原性：N2H4 >NH2OH5．硝酸铵可以有下列两种热分解方式：NH4NO3(s)=NH3(g)+HNO3(g)ΔHθ=171kJ·mol-1NH4NO3(s)= N2O(g)+2 H2O(g) ΔHθ=-23 kJ·mol-1根据热力学的观点，硝酸铵固体按照哪一种方式分解的可能性较大。

第十四章氮族元素


3Zn 8HNO3 (稀1: 2) 3Zn(NO3 )2 2NO 4H 2O
4Zn 10HNO3 (较稀,2mol·L-1)
4Zn(NO3 )2 N2O 5H2O 4Zn 10HNO3 (很稀,1:10)
4Zn(NO3 )2 NH4 NO3 3H2O
规律：HNO3越稀，金属越活泼， HNO3 被还原的氧化值越低。
冷的浓硝酸使Fe, Al, Cr钝化 王水：（氧化配位溶解）
Au HNO3 4HCl H[AuCl4 ] NO 2H2O 3Pt 4HNO3 18HCl 3H2[PtCl6 ] 4NO 8H2O
② 热稳定性差，保存在棕色瓶中
4HNO 3 4NO 2 O2 2H 2O
③ 与有机化合物发生硝化反应
K 223K
1.9 10 33
H2O H2O H3O OH
K
298
1.0 10 14
Na x NH 3 (l) Na e (NH 3 )x 氨合电子，蓝色，可导电
③ 加合反应（NH3为Lewis碱）
H NH3 NH4
Ag 2NH3 [Ag(NH3 )2 ]
④ 取代反应
例如，从N→Bi，+3化合物稳定性↑ N、P不易形成N3+、P3+（易水解） 而Sb、Bi→Sb3+、Bi3+（盐）
+5 含氧阴离子稳定性从P →Bi↓， N、P能以NO3- ,PO43- 存在
Sb
Sb
(OH
)
6
,
As
H
3As
O4
而Bi(Ⅴ)的化合物为强氧化剂
Bi 2O5 , NaBiO 3
成键情况：最高氧化态+5；np轨道半充满，电离势

无机化学(2)氮族元素ppt

本章要求： 1．掌握N2、NO、NO2的结构和实验室制法。 2．掌握NH3的结构、性质、制法和铵盐的性 质。了解氨的衍生物的性质。 3．掌握HNO2及其盐的性质；HNO3及其盐 的结构、性质；硝酸盐热分解的一般规律。 4. 掌握P4、P4O6、P4O10和H3PO4的结构、制 备、性质及用途。磷酸盐的溶解性。了解次磷酸、 亚磷酸、焦磷酸、偏磷酸结构式的书写、命名和 主要性质以及卤化磷的水解性。 5．了解砷、锑、铋及其氧化物（氢氧化物）、 硫化物、硫代酸盐的性质。了解本族元素从氮到 铋稳定氧化态的递变规律和惰性电子对效应。
与两个氧原子p轨道形成三个原子四个电子的Л 键Л 34。
原子六电子的离域Л 键Л 46。
在NO3-离子中，每个键角为120°，N-O键长为121pm
介于单键键长（143pm）和双键键长（119 pm）之间。
九、单质磷
主要有三种同素异形体:白磷（有叫黄磷）、红磷和黑磷。
白磷剧毒，误食0.1g就能致死，皮肤接触到单质磷 也会引起中毒！白磷不溶于水，易溶于CS2。 磷在低于673K的蒸汽中或在二硫化碳溶液中以四面 体状的P4分子存在。分子中P－P－P键角是60°，比纯p
N呈最低氧化数-3（还原反应） N连接有3个H（取代反应）
（1）加合反应 如:NH3 + H2O ==NH3.H2O ==NH4+ + OH加H+生成铵盐； 加OH- 释放NH3 ：实验室制NH3、鉴定
NH4+盐
Ag+ + 2NH3 ─→[Ag(NH3)2]+
Cu2+ + 4NH3 ─→[Cu(NH3)4]2+
八、硝酸及其盐 1、HNO3 制备：工业：氨氧化法 实验室：NaNO3 + H2SO4(浓） →NaHSO4 + HNO3 性质： ①纯HNO3为无色液体,具有挥发性，强酸性 ②受热或光照分解:4HNO3 4NO2↑+ O2↑+ 2H2O （NO2又可溶于HNO中 ，使之呈黄─→棕色） ③强氧化性: a. 非金属 + HNO3 → 非金属含氧酸 + NO↑(Cl2、O2除外) 如：3C + 4HNO3 ─→ 3CO2↑+ 4NO↑+ 2H2O 3P + 5HNO3 + 2H2O ─→ 3H3PO4 + 5NO↑ S + 2HNO3 ─→ H2SO4 + 2NO↑ 3I2 + 10HNO3 ─→ 6HIO3 + 10NO↑+ 2H2O

14第十四章氮族元素-PPT精品文档

液氨溶解活泼金属生成蓝色溶液： Na →Na+ + eNa+ + xNH3＝ Na(NH3)x+ e- + yNH3 ＝ (NH3)y- （蓝色） 该溶液能导电，较稳定，有强还原性，蒸干得到原来的碱金 属，放置产生氢气。金属液氨溶液的特性是含“氨合电子”。 T4、分别写出Mg3N2和 Li3N的水解反应式。（思考） 2-5 氮的含氧化物（P659） T5、写出NO的MO式，说明键级，比较NO与N2的稳定性。
11 3.04
34 2.19
47 2.18
2019/2/25
2
§14-2 氮和它的化合物 2-1 氮的成键特征（P641）
1. 离子键：如Mg 3N2，Li3N等。 2. 共价键： 三个共价单键，如NH3、NCl3， N以sp3杂化； 一个共价单键和一个共价双键，如Cl-N=O，N以sp2杂化；
实验室法： NH4Cl+NaNO2 = NaCl+N2↑+ 2H2O 除O2，使气体通过炽热的铜丝； 除NH3，使气体通过浓硫酸洗涤； 除H2O，使气体通过碱石灰干燥剂。 其它反应： (NH4)2Cr2O7(s) = N2↑+ Cr2O3 + 4H2O 8NH3 + 3Br2(aq) = N2↑+ 6NH4Br T2、写出NH4Cl、 (NH4)2SO4、 (NH4)3PO4 和NH4NO3热分解 反应式。（P654）
2019/2/25 4
T3、写出NH3、N2H4（l）、NH2OH（s）和HN3（s）的结构 式；指出N原子的杂化方式；比较碱性的大小，并说明碱 性大小原因。（P655－659）
1 2 3
∶N＝N≡N∶
N3-
H
顺式联氨（肼） N以sp3杂化 羟氨 N以sp3杂化

第14章 氮族元素

的电子云密度, 电子云密度越小，酸性越强。
1 氨
制 备
2NH
4
结构（略）
Cl Ca(OH)
Fe,Ru
2
CaCl
2
2H
2
O 2NH
3
(g)
2N2+3H2 == 2NH3
Haber F. 获1916年诺贝尔奖
性质
极易溶于水
液氨溶剂 碱金属液氨溶液 重要配位体
Ag

2NH3 = NH4+ + NH2——氨合电子生成
次磷酸
P4+Ba(OH) 2+H2O
△
H3PO3
亚磷酸 P4O6+6H2O(冷)=4H3PO3
△
PH3↑+Ba(H2PO2) 2 ↓H SO H3PO2+BaSO4 ↓
2 4

2 联氨(肼）、羟胺、氢叠氮酸
NH2OH
OH－
无色固体
－NH2
N2H4 无色液体
水溶液为碱性
NH3 + H2 O
>
N2H4 + H2 O
> NH2OH
+ H2 O
K≈10－9
K ≈10－5
K≈10－6
NH4++OH－
N2H5++OH－ +H2O
K≈10
－16
NH3OH++OH－
N2H62++OH－
二.氮气的性质

常温下不活泼,用做保护气.
为什么氮的金属性比磷和 硫都强,但常温下不如它 们活泼? N2分子中叁键键能 大,不易破坏
高温下可发生很多反应 N2+3H2=2NH3
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
-3、0、+1、+3、+5 -3、0、+3、+5 -3、0、+3、+5 0、+3、+5
氮族元素的主要性质
元素 性质
原子序数 价层结构 共价半径 / pm
M3离子半径 / pm M3+
M5+
I1 / kJ·mol-1 E1 / kJ·mol-1 电负性（xp）
N P As Sb Bi
7 2s22p3
P723-725： 5、6、12、13、17、19、20、22
氮族元素——ⅤA—— N、P、As、Sb、Bi 其中，As、Sb、Bi ——砷分族
§14-1 氮族元素的通性
氮族元素的价电子构型与氧化态
元素 价电子构型
N
2s22p3
P
3s23p3
As
4s24p3
Sb
5s25p3
Bi
6s26p3
氧化态 -3、-2、-1、0、+1、+2、+3、+4、+5
氮族元素的通性
(1) 价层结构( ns2np3 )与氧化态 P Bi 低氧化态趋于稳定( +5 +3 )。 N、P、As 表现为-3氧化数时，仅 Li3N、
Mg3N2等为离子化合物； Sb、Bi为+3氧化数时，仅 SbF3 、 BiF3等为
离子化合物。
(2) 氮族元素的成键特点 本族元素既不易得电子，也不易失电子，
第十四章 氮族元素
本章主要介绍氮、磷及其重要化合物 的基本性质、结构、制备和用途，并讨论 无机含氧酸盐的热分解类型和规律。
对砷分族仅14 Group ⅤA Elements— N 、P、As、Sb、Bi
一、教学要求 (本章要求熟悉下列内容)
1、氮在本族元素中的特殊性； 2、氮、磷的单质以及它们的氢化物、氧化物、含氧酸
(4) N与P、As的成键差别
(a) N以多重键为主，易形成含2p-2p键的分子，
且配位数最高为 4。如：N2、NO、NO2、CN-、 NO2-、NO3- 、 (NH4+)等。(为什么？)
(b) P、As以单键为主，高配位数、大分子较多。 如：P4、As4、PCl5 ；多聚磷酸盐(格氏盐)；
P、As的杂多酸等。
和含氧酸盐的结构、性质、制备和用途； 3、NBi 的氢化物、含氧酸的性质递变规律，各元素
主要氧化态间的转化关系； 4、As、Sb、Bi 的单质及其化合物的性质递变规律以及
惰性电子对效应初步； 5、NO2-、NO3-、PO43-及As、Sb、Bi 的鉴定； 6、无机含氧酸盐的热分解类型和规律。
二、教学时数 6学时 三、典型习题
•• NN ••
[KK (2s)2 (*2s)2 (2py)2 (2px)2 (2p)2 ]
键级：3 ； 键长：109.5pm；键能：941.69 kJ·mol-1
强成键的 (2p)2 、(2py)2 和 (2pz)2 构成了N2分子中的三重 键。弱成键 (2s)2 和弱反键 (*2s)2 近似抵消，它们相当于 孤电子对。(2p)2 是N2分子中填有电子的最高能级，电子 云集中分布在分子的两端。 N2分子的2p能级高于2p ， 已被光电子能谱证实。( 2p -15.57eV、2p -16.69eV )
(3) 氮在自然界的循环及固氮研究
①雷电
②豆科类根瘤菌
大 气 ③土壤固氮菌 （ N2、O2 ）
土壤中的NH4+、NO3-
植物吸收
回归
N2(g)，NH3、 NH4+ 、NO3-
氧化分解
植物蛋白质 动物吸收
动物蛋白质
人工固氮
N 2的稳定性：
N2
-
e-

N
+ 2
N2 + e- N-2
哈伯法合成氨：
ΔH
θ m
=
153kJgmol -1
ΔH
θ m
=
351kJgmol-1
3H2(g) N2(g) 噲 垐77垐3垐K3，.0F垐 3垐e触10媒7垐 P垐催a 化剂垎垐 2NH3(g) α(N2 ) 20%
从热力学角度看，这种条件并不是很有利，
问题：氮的主要成键特征是什么？
2-2 氮在自然界的分布和单质N2
(1) 存在和分布： 大气中：游离态 N2 (78%) 土壤中：NH4+、NO3-，智利硝石矿NaNO3 。 生物体：动、植物蛋白质的组成元素( -NH2)。
(2) N2 的结构、性质、制备和用途
•• ••
结构：
N2 的分子轨道式为：
即：酸性介质中，Bi3+稳定，BiO3- 是强氧化剂。 ——Bi3+ 的特殊稳定性表明6s2电子对 不易成键。 (c) 单质：除N2有特殊稳定性外，P Bi ——还原性减 弱。这点与其它主族的性质递变规律相反。
P4 在碱中不稳定，可歧化，其歧化反应方程式为： P4 + 3OH- + 3H2O 3H2PO2- + PH3
共价性是本族元素的主要特征。
(3) 氧化还原性规律(见P638-639元素电势图)
(a) N的+5价化合物氧化性强，性质特殊。 N的+3价化合物酸性介质中，有一定的氧化性； 碱性介质中，有一定的还原性。
(b) +5 PBi ——稳定性降低，氧化性增强； +3 PBi ——稳定性增强，还原性减弱。
问题：+5价N的化合物中，是否一定含有 键？为什么？
答：一定含有 键。因为N的价层无 2d 轨道，
若5个价电子全部形成单键，则配位数会超过4。
C、N、P单键与多重键的键能差别
单键 双键 叁键
CC
331
620
812
NN
163
409
945
PP
200
310
490
§14-2 氮及其化合物
2-1 氮的成键特征和价键结构(见P643表14-2)
性质：
N 2的稳定性：
N2
- e-

N
+ 2
N2 + e- N-2
ΔH
θ m
= 153kJgmol-1
ΔH
θ m
=
351kJgmol-1
由于N2分子中的三重键非常稳定，因此N2的 性质不活泼。N2是除稀有气体外最惰性的双原子 分子气体。N2仅在高温下才能与某些金属、非金 属直接化合。
问题： N2的性质不活泼，是否氮原子的性质也不活泼？
75 171 ~ 11 1402 -58 3.04
15 3s23p3
110 212 ~ 34 1011 74 2.19
33 4s24p3
122 222 69 47 944 77 2.18
51 5s25p3
143 245 92 62 831 101 2.05
83 6s26p3
152 ~ 108 74 703 100 2.02