无机化学第15章-氮族元素.pptx

1 第十五章 氮族元素 Nitrogen Family Elements ⅤA ⅥA ⅦA 0族 2He 氮 7N 8O 9F 10Ne 磷 15P 16S 17Cl 18Ar 砷 33As 34Se 35Br 36Kr 锑 52Sb 52Te 53I 54Xe 铋 83Bi 84Po 85At 86Rn 2 学习要求 1.熟悉氮元素在本族元素中的特殊性。 ２、掌握氮、磷以及它们的氢化物，含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途。 ３、熟悉本族元素不同氧化态间的转化关系， ４、掌握砷、锑、铋单质及其化合物的性质递变规律。 ５、从结构特点上分析理解本族元素的通性和特性。 3 第一节 通性 第二节 氮及其化合物 第三节 磷及其化合物 第四节 砷 锑 铋 本章讲解内容 4 第一节 通性 Ordinary Character 一、原子价层电子结构特点 N P As Sb Bi     nS2 np3 第二周期N原 子没有d轨道 P、As、Sb、Bi 原子有（n-1）d 空轨道 5 二、氧化态及成键特征 N -3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5 P -3，+1，+3，+5 As -3，+3，+5 Sb +3，+5 Bi +3，+5 非金属 半金属 金属 低价化合物趋于稳定 氧化态 6 成键特征 离子键 共价键 配位键     nS2 np3 N P As Sb Bi 只有N和P可以与 活泼金属形成-3 氧化物的离子化 合物，它们只能 存在于干态,水溶 液中强烈水解 Li3N Mg2N3 Ca3N2 Na3P Ca3P2 Sb2(SO4)3 Bi(NO3)3 N3- + H2O ==NH3 + OH- Ca3P2 + 6H2O==3Ca(OH)2 +2 PH3 Bi3+和Sb3+离子只存 在于强酸溶液中， 水溶液中强烈水解 为SbO+和BiO+，或 碱式盐或氢氧化物 Sb3+ + H2O ==SbO+ + 2H+ SbO+ +2 H2O==Sb(OH)3 + H+ 7 共价键 配位键 单键 重键 NH3 PH3 N2H4 NCl3 PCl5 SbCl5 NN NN=N-H O=P(OH)3 [Pt(NH3)2(N2H4)2]2+、[Cu(NH3)4]2+ N原子可以进行SP3、SP2 、SP等多种杂化态，因而表现为最多的氧化态，半径大的其他元素主要以SP3杂化， 8 三、元素性质变化规律 N P As Sb Bi 电负性、第一电离势逐渐变小 nS电子对的活泼性降低 As、Sb、Bi的性质较为类似，与N、P的差别较大 砷族：+3氧化数化合物的稳定性增强 砷族：+5氧化数的氧化性增强 随着原子半径 的增大，nS和 (n-1)d电子的能 量差增大,所以 S价电子的成 键能力由上往 下减弱,表现为 高价态物质趋 于不稳定,低价 态趋于稳定,这 现象称为 6s惰 性电子对现象 砷族元素 9 第二节 氮及其化合物 Nitrogen and compounds of nitrogen 2-1、氮单质 自然界氮的存在形态 空气中N2的 体积含量为 78% 化合态氮普遍 存在于有机体 中，是组成动 植物体的蛋白 质和核酸的重 要元素 氮在地壳中的质量 百分含量是0. 46% 10 氮气的性质和用途 物理性质 单质氮在常况下是一种无色无臭的气体，在标准情况下的气体密度是1.25g·dm-1,熔点63K,沸点75K，临界温度为126K，它是个难于液化的气体。在水中的溶解度很小，在283K时，一体积水约可溶解0.02体积的N2。 化学性质 N2: [KK(2s)2 (*2s)2 ( 2P)4 ( 2P)2] 结构式:N N 由于N2分子中存在叁键N≡N，所以N2分子具有很大的稳定性，将它分解为原子需要吸收946 kJ•mol-1的能量。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的。 液态氮是一种常 用的低温冷却 剂 N2的反应主要是高温反应 11 主要反应 加热加压催化剂 N2+3H2===========2NH3 放电 N2+O2====2NO 6Li+N2==2Li3N (常温