无机化学第三版课件第14章 氮族经典教程.ppt

Chapter 14 Nitrogen Group;§14－1 氮族的通性一、氮族元素的基本性质;;N2 P As Sb Bi;§14－2 氮及其化合物; 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;Li 在常温下与N2 反应：;3. N2 的制备;4.氮的成键特征;一、氨 ( NH3 ) 1. NH3 的制备;2. NH3 的结构;液氨：无机溶剂;3. NH3 的化学性质;● 取代反应：;● 还原反应：;二、铵盐;2.热稳定性差;● 氧化性酸构成的铵盐，受热分解放出的NH3 立即被氧化。;热稳定性 NH4F NH4Cl NH4Br NH4I， ;1. 联氨 ( 或肼，hydrazine ， N2H4 ); N2H4 是以NaClO 氧化 NH3 ( 在氨过量的条件下)，但仅能获得肼的稀溶液。; 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。; N2H4 在酸性条件下主要表现氧化性，在中性和碱性溶液中主要做还原剂。能将CuO、IO3- 、Cl2、Br2 还原，本身被氧化为N2 。;N2H4 在空气中可燃，并放出大量的热。; 参加反应的氧化剂不同，N2H4的氧化产物除了N2，还有NH4+和HN3。;2. 叠氮酸 ( HN3 );HN3 受到撞击立即爆炸分解：;3. 羟胺 ( NH2OH );NH2OH 易溶于水，其水溶液比较稳定，显弱碱性( 比N2H4还弱 )。;弱碱性： 碱性：NH3N2H4NH2OHHN3.; NH2OH 既有氧化性又有还原性， 但它主要用作还原剂。;2－3 氮的含氧化合物;2.NO NO微溶于水，但不与水反应，不助燃。; 在化学上具有奇数价电子的分子称为奇分子。奇分子都显顺磁性，通常都有颜色，而NO 或 N2O2 (NO的双聚体)都是无色的，只是当混有N2O3时才显蓝色。;NO的化学性质：;●配位性;NO2 是红棕色气体，易压缩成无色液体。NO2 是奇分子，呈顺磁性。 在低温时易聚合成二聚体N2O4 (无色)。;NO2 在150℃开始分解，600℃完全分解为 NO 和O2。;4.N2O5 硝酸的酸酐，强氧化剂。固态时为离子晶体[NO2+][NO3-] 6HNO3 + P2O5 == 3N2O5 + 2H3PO4 2NO2 + O3 == N2O5 + O2;二、HNO2 及其盐;☆ HNO2 淡蓝色， 是一种弱酸，但比HAc 略强。;2. 亚硝酸盐;☆ 既具有还原性(主要产物是 )， 又有氧化性(主要产物是 NO )。;☆ 是很好的配体。;1. HNO3 ;HNO3 的性质：;☆ 强氧化性;② 除Au、Pt 等金属外， HNO3 几乎可氧化 所有金属。金属越活泼，HNO3中N 被还 原的价态越低。很活泼的金属与极稀的 HNO3反应生成铵盐。;③ Fe、Al、Cr 等能溶于稀HNO3，但被 冷浓HNO3 钝化。“钝化”后的金属， 就不易再与稀酸作用。;浓硝酸与难溶性硫化物的作用(一般生成NO);王水 ( aqua regia );2. 硝酸盐 ;☆ 电位序在 Mg 和 Cu 之间的金属的硝酸盐受热分解为金属氧化物和O2 。;☆ 电位序在 Cu 之后的金属的硝酸盐 受热分解为金属单质和O2 。;☆ 阳离子有还原能力时（变价金属的低氧化态，NH4+），发生阴阳离子间的氧化还原反应;☆ 小结： 热稳定性 铵盐的热稳定性最差 金属离子的极化作用越强，盐越易分解，分解越彻底；金属越活泼，硝酸盐分解越不彻底。;一、氮化物; IIIA、IVA族的氮化物属于共价型氮化物，BN、AlN、Si3N4、Ge3N4 是固态的聚合物，其中BN、AlN 为巨型分子具有金刚石型结构，熔点很高( 2273 ~ 3273K )，它们一般是绝缘体或半导体。;　　过渡金属的氮化物如TiN、ZrN、Mn5N2、W2N3，氮原子填充在金属结构的间隙中合金的结构没有变，具有金属的外形，且更充实了，所以性质更稳定一般不易与水、酸起反应，不被空气中的氧所氧化，热稳定性高，能导电并具有高熔点，适合用于作高强度的材料。它们称为间充型氮化物。;二、氮的卤化物; NCl3 是由NH3和过量Cl2 反应制得，它是