第十三章 P区元素（三）.pptVIP

第十三章 P区元素（3） 氮族元素概述 氮元素 磷元素 第一节 氮族元素概述 一、包括的元素 第二节 氮元素 一、氮的单质 二、氮的化合物 13－3 磷 一、磷的单质 二、磷的化合物 * * ※ ※ ※ s 区—ns1－2 p 区—ns2np1－6（He无p电子） d 区—(n－1)d1－10ns1－2 (Pd无 s 电子) f 区—(n－2)f1－14(n－1)d0－2ns2 结构分区 周期系第ⅤA族元素包括氮、磷、砷、锑、铋5种元素，称为氮族元素。氮和磷是非金属元素，砷和锑是准金属，铋是金属元素。 二、特征 氮族元素性质的变化是不规则的。 氮族元素的价层电子构型为ns2np3，电负性不是很大，所以形成氧化值为正的化合物的趋势比较明显。 氮族元素所形成的化合物主要是共价型的，而且原子愈小，形成共价键的趋势也愈大。 氮族元素的氢化物的稳定性从NH3到BiH3依次减弱，碱性依次减弱，酸性依次增强。 氮族元素氧化物的酸性随着原子序数的递增而递增。 氮族元素在形成化合物时，除N原子最大配位数一般为4外，其他元素的原子的最大配位数为6。 氮在地壳中的含量较少，主要以单质存在于大气中，约占空气体积的78％。 工业上以空气为主要原料大量生产氮气，实验室制备时可用NH4Cl与NaNO2浓的混合溶液加热。 氮气是无色、无臭、无味的气体，微溶于水。 氮气在常温下化学性质极不活泼，不与任何元素化合，升高温度能增进氮气的化学活性。 氮分子是双原子分子，两个氮原子以叁键结合。 N2和CO都含有14个电子，它们是等电子体，具有相似的结构和性质。 氨分子的构型为三角锥形，它是极性分子。 氨是具有特殊刺激气味的无色气体，在水中溶解度极大。 氨分子间可以形成氢键，因此其熔点、沸点高于同族元素磷的氢化物PH3。 氨容易被液化，液氨可用作制冷剂。 实验室用铵盐和强碱共热来制取氨，工业上采用合成的方法。 1. 氮的氢化物 A. 氨 氨的化学性质较活泼，能和许多物质发生反应。 a. 加合反应 b.取代反应 c. 氧化还原反应 B. 铵盐 氨与酸作用可以得到各种相应的铵盐。铵盐与碱金属，特别是钾盐非常相似，原因在于二者的离子半径相近。 铵盐一般为无色晶体，皆溶于水，但酒石酸氢铵与高氯酸铵等少数铵盐的溶解度较小。 铵盐在水中都有一定程度的水解。 用Nessler试剂（K2[HgI4]的KOH溶液）可以鉴定试液中的NH4+，生成沉淀的颜色从红棕到深褐色有所不同。 固体铵盐受热易分解，分解的情况因组成铵盐的酸的性质不同而不同。 酸易挥发且无氧化性 酸不挥发且无氧化性 酸有氧化性 2. 氮的氧化物 不稳定，易分解为NO2和O2 无 N2O5 ＋5 分解为NO2 无 N2O4 ＋4 强氧化性 综 NO2 ＋4 不稳定，易分解为N2O和NO 蓝 N2O3 ＋3 反应性能适中 无 NO ＋2 稳定 无 N2O ＋1 性质 颜色 化学式 氧化态 A. 一氧化氮 NO分子中的价电子数之和为11，为奇数，被称为奇电子分子，具有顺磁性。 通常奇电子分子是有颜色的，但气态NO是无色的，液态和固态NO中有双聚分子N2O2，它有时呈蓝色是由于含有微量的N2O3。 反应性能：氧化还原性 配位性 B. 二氧化氮和四氧化二氮 NO2是红棕色气体，具有特殊的臭味并有毒 T-11.2℃ 固态，完全以N2O4它 T 熔点 N2O4部分离解（0.01% NO2) 淡黄色 T=沸点（21.15oC） N2O4部分离解(0.1%),深棕红色 T140℃ N2O4完全离解 NO2与水反应生成硝酸和NO，与碱NaOH溶液反应生成硝酸盐和亚硝酸盐的混合物。 NO2是强氧化剂，氧化能力比硝酸强。 N O O ? 134o NO2的分子构型（V性） N N O O O O 134o N2O4的分子构型（平面形） 3. 氮的含氧酸及其盐 A. 亚硝酸及其盐 亚硝酸是一种弱酸，极不稳定，智能存在于很稀的冷溶液中，溶液浓缩或加热时，分解为水和三氧化二氮，后者又分解为一氧化二氮（棕色气体）和一氧化氮。 （淡蓝色） （棕色） 亚硝酸盐大多是无色的，除淡黄色的AgNO2外，一般都易溶于水。所有亚硝酸盐都是剧毒的，还是致癌物质。 亚硝酸盐在酸性介质中具有氧化性，还原产物为NO，这一反应在分析化学中用于测定NO2-的含量。 在与强氧化剂作用时，NO2-又表现出其还原性。 NO2-具有一定的配位能力，可与许多金属离子形成配合物。NO2-与Co3+生成六亚硝酸根合钴(Ⅲ)配离子[Co(NO2)6]3-，可用来鉴定K+。 B. 硝酸及其盐 硝酸的制备普遍采用氨催化氧化法。得到的稀硝酸用硝酸镁作脱水剂进行蒸馏可制得浓硝酸。 硝酸分子内的氮原子采用sp2杂