无机及分析化学B教学（丁明玉）化学N族.docxVIP

氮族·周期系VA族（氮族）元素包括氮N，磷P，砷As，锑Sb，铋Bi.·氮族元素的基本性质见书P221，表10-8（无反常）本族元素价电子构型为ns2np3,常见氧化态为-3，+3，+5.?特征氧化态：+3和+5。从上到下+3稳定性增加，+5稳定性减小。?铋主要表现+3氧化态，而NaBiO3是极强的氧化剂，可将二价锰氧化为高锰酸根。?惰性电子对效应：因为铋原子存在着充满的4f和5d轨道，f和d电子的屏蔽不完全，6s电子又具有较大的穿透效应，所以6s能级显著降低，6s电子不易参加成键而变得“惰性”了。在IIIA、IVA、VIA、VIIA和IIB族中也惰性电子对效应。?氮和磷的单质性质差别很大（熔沸点，活性），这种差异存在的原因：它们的分子结构不同，原子半径小的氮原子之间形成多重键，N≡N键键能很高（945kJ·mol-1），而磷原子半径较大，磷原子通过单键与其他三个磷原子相连。这种四面体结构键角很小，张力大，所以P-P键能很小。氮气: 双原子分子，无色、无臭、无味的气体。沸点为-195.8°C。微溶于水。常温下化学性质极不活泼，常作惰性气体使用。加热时与活泼金属 Li，Mg等反应，生成离子型化合物。氨(NH3)：sp3杂化，三角锥型氨的物理性质：氨是有强烈剌激气味的无色气体，沸点为-33.5?C，在常温下加压即可使其液化。液氨和水相似，也是一种良好的溶剂，有微弱的电离作用（自偶解离）：2NH3(l) NH4++ NH2-。离子型化合物在液氨中溶解度很小，但它却是有机化合物的较好溶剂。液氨还能溶解碱金属，形成深蓝色的金属液氨溶液，这种溶液导电性能很强。这是由于溶液中存在着金属离子和氨合电子的缘故：M + (x + y)NH3(l)M(NH3)x+ + e(NH3)y-氨合电子是一种强还原剂，广泛用于无机和有机制备中。氨的化学性质：易溶于水，易形成一元弱碱强还原性加合反应，孤对电子形成配位键取代反应NH4+的半径（143 pm）与K+半径（133 pm）相近，因此铵盐和钾盐在晶型、溶解度等方面都有相似之处。但是铵盐和钾盐在热稳定性上有很大的差异。铵盐一般为无色晶体，易溶于水，发生水解。向铵盐溶液中加入碱，并加热，就会释放出氨气。可使石蕊试纸变蓝，这是选择性很高的鉴定铵盐的方法。固态铵盐加热极易分解，分解产物因酸根性质不同而异。铵盐的热分解反应：非氧化性的酸组成的铵盐加热后，分解出氨：NH4HCO3 NH3(g) + CO2(g) + H2O氧化性酸组成的铵盐，分解出的氨进一步氧化：NH4NO2 N2(g) + 2H2O(NH4)2Cr2O7 N2(g) + Cr2O3 + 4H2O硝酸铵的热分解产物与反应温度有关：NH4NO3(s) N2O(g) + 2H2O(g)2NH4NO3(s) 2N2(g) + O2(g) + 4H2O(g)氮可形成多种氧化物：N2O，NO，N2O3，NO2（或N2O4）, N2O5。其中，氮的氧化数可以从+1到+5。将等摩尔的NO和NO2混合物溶解在冷水中可得到亚硝酸。将N2O5溶于水可得到硝酸。硝酸是强酸，又是强氧化剂。可以将许多非金属单质（碳、磷、硫、碘）氧化为相应的含氧酸：3C + 4HNO3==3CO2(g) + 2H2O + 4NO(g)3P + 5HNO3==3H3PO4 + 5 NO(g)S + 2HNO3==H2SO4 + 2NO(g)3I2+10HNO3==6HIO2+10NO↑+2H2O几乎所有金属（除少数不活泼金属金、铂、铱）都能与硝酸反应，生成相应的硝酸盐。铁、铝、铬等在冷浓硝酸中，因表面钝化而不与硝酸反应。硝酸被还原的程度主要取决于它的浓度和金属的活泼性。还原产物通常可能是N2O、NO、NO2、N2和NH4+等的混合物。反应方程式中只写出其中所占份量较多的一种而已。浓硝酸和浓盐酸的混合液（体积比1:3）称为王水，可溶解金和铂等不活泼金属。硝酸盐都易溶于水。硝酸盐水溶液没有氧化性。固体硝酸盐在高温下分解放出氧气而显氧化性。硝酸盐的分解产物因金属离子不同而不同。最活泼的金属离子（电位序在镁之前的金属）的硝酸盐受热分解为亚硝酸盐和氧气，中等活泼的金属（电位序在镁和铜之间）的硝酸盐，分解为相应的氧化物，不活泼金属（电位序在铜之后）的硝酸盐，则分解为金属单质，（3）亚硝酸及其盐是较强的氧化剂，较弱的还原剂。实际上，硝酸盐分解产物与金属离子极化力有关，极化力小的金属离子的亚硝酸盐可稳定存在，极化力较大的金属离子的亚硝酸盐受热时不稳定，变成氧化物；极化力更大的金属离子的氧化物也不稳定，分解为金属单质。酸盐热稳定性高。亚硝酸是弱酸，不稳定，仅存在于水溶液中。亚硝酸盐，特别是碱金属和碱土金属亚硝除