氮族元素知识点整理.docVIP

氮族元素，第V主族： 元素符号 核电荷数 电子层结构 原子半径pm 主要化合价 氮N 7 2 5 70 -3、+1、+2、+3、+4、+5 磷P 15 2 8 5 110 -3、+3、+5 砷As 33 2 8 18 5 121 -3、+3、+5 锑Sb 51 2 8 18 18 5 141 +3、+5 铋Bi 83 2 8 18 32 18 5 152 +3、+5 【最外层电子排布、元素化合价共同点】 ∵最外层电子都有5个，∴最高价+5，最低价-3 ∴最高价氧化物R2O5，气态氢化物RH3 【原子半径、金属性、非金属性的递变规律】 ∵原子半径随着电子层数的增加而增大，得电子能力减弱→非金属性减弱 失电子能力增强→金属性增强 氮、磷：较显著的非金属性 砷 ：较弱的金属性和非金属性 锑、铋：较显著的金属性 氮族元素的非金属性比同周期的氧族和卤族元素弱 氮气N2 氮元素的存在： 单 质：氮气，占大气体积的78%，总质量的75% 化合物：无机物（硝酸盐、铵盐、氮的氧化物） 有机物（蛋白质、核酸） 物理性质： 无色、无味、气体 标况下，密度=1.25g/L（比空气略小，但相近，只能用排水法收集） 沸点：-195.8℃ 无色液体（液氮） 难液化 熔点：-209.86℃ 雪状固体 难溶于水（1：0.02） 氮分子的结构： 分子式：N2 电子式： 结构式： 用元素符号和短线来表示分子中原子结合的式子 （一根短线表示一对共用电子，即共价键） 氮分子的结构很稳定，破坏分子中的共价键需要很大的能量 通常情况下，N2的化学性质很不活泼，很难跟其他物质发生化学反应 一定条件下（高温、放电），获得足够能量，能跟H2、O2、金属等反应 化学性质： 与H2反应： N2+ 3H2 2NH3 + Q （工业合成氨） 【注】反应要加热，不一定是吸热反应 与O2反应： (无色、有毒、不溶于水) 与金属反应： 高温时，N2能跟钾、钠、镁、钙、锶、钡等金属化合 -3 （式量100：CaCO3、KHCO3） 氮化镁、灰色 【镁在空气中燃烧】 （微量） （主要产物，因O2比N2活泼） 【氮化镁遇水】 （非氧化还原） 用途 利亚N2的稳定性（化学性质不活泼）： 代替稀有气体作焊接金属时的保护气 充填灯泡，防止钨丝氧化，减慢钨丝的挥发 充氮包装，食品保鲜 利用液氮的低温： 深度冷冻物质 提供超导材料的工作环境 保存待移植的活性器官 冷冻麻醉开刀 利用一定条件下的反应： 合成氨、制硝酸、氮肥、炸药、塑料、药品、染料等 氮的固定（固氮） 【定义】把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程 生物固氮 豆科植物根部的根瘤菌中存在固氮酶，能把空气中游离的氨变成氨（铵态氮肥） 大气固氮——“雷电发庄稼” 闪电时，大气中的氮转化为氮的氧化物，经降水生成极稀的硝酸（硝态氮肥） 工业固氮——“先合成氨，再生产各种化肥” N2 + 3H2 2NH3 氨NH3 一、氨分子的结构： 氮的气态氢化物 分子式：NH3 电子式： 结构式： 分子空间构型：三角锥形 氮原子位于锥顶，3个氢原子位于锥底，键角107°18′，极性分子 二、物理性质： 1、无色、刺激性气味、气体 2、比空气轻，标况下，密度=0.771g/L 3、极易溶于水（1:700），形成氨水 难溶 不易溶 能（可）溶 易溶 极易溶 H2、CO N2＜O2 CO2 1:1 Cl2 1:2 H2S 1:2.6 SO2 1:40 HCl 1:500 NH3 1:700 【喷泉实验】视频 现象：气体体积迅速减小，烧杯里的酚酞溶液由玻璃管喷入烧瓶，形成红色喷泉 结论：① 氨气极易溶于水