元素的基本性质.ppt

第16章 氮、磷、砷 16-1 元素的基本性质 16-2 氮和氮的化合物 16-3 磷及其化合物 16-4 砷 习题 16-2 氮和氮的化合物 16-2-1 氮 16-2-2 氮的氢化物 16-2-3 氮的含氧化合物 16-2-4 氮的其它化合物 16-3 磷及其化合物 16-3-1 单质磷 16-3-2 磷的氢化物、卤化物和硫化物 16-3-3 磷的含氧化合物 16-4 砷 16-4-1 单质 16-4-2 砷的化合物 元素的基本性质 　　在非金属化学中，氮族元性质的变化基本上是规律的，是由典型非金属氮到典型金属铋的一个完整过渡，因此往往被选为系统研究的对象。周期系第VA族元素，包括了氮(Nitrogen)、磷(Phosphorus)、砷(Arsenic)、锑(Stibium)和铋(Bismuth)。 　　一、元素的发现 　　氮由英-卢塞福、普利斯特里、瑞典-舍勒（用NaOH除空气中的CO2，P除O2）所发现。 元素的基本性质 元素的基本性质 　　第一个发现磷的是德国的波兰特，他听到－“尿里可制得黄金”这样一句传说。他就抱着发财的目地，用尿做了大量实验，1669年他在一次实验中用砂、木炭、石灰等和尿混合，加热蒸馏，虽没得到黄金却意外地得到一种美丽的物质，它色白质软，在黑暗的地方能发光，取名“冷光”，起初他极守密，不过此消息立刻传遍了德国。 　　砷是由中国的炼丹家葛洪发现的（317年），德国的A.Magnus在（1250年）也得到了砷。 　　锑是古代发现的。 　　铋是由法国的C.J.Geoffroy从铅中分离得到的。 元素的基本性质 二、氮族元素的基本性质 元素的基本性质 三、氮族元素的氧化态 元素的基本性质 　　四、氮族元素的特性 　　由于价电子层为ns2np3与氧族、卤素比较，它们若要获得三个电子而形成-Ⅲ价的离子是较困难的，只有电负性较大的N、P能形成极少数-Ⅲ价的离子型化合物，Li3N、Mg3N2、Na3P、Ca3P2等，由于N3-、P3-离子半径大容易变型，遇水强烈水解生成NH3和PH3如： Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+3NH3? Na3P+3H2O===3NaOH+3PH3? 　　本族元素形成正价的趋势较强，如NF3、PBr5、AsF5、SbCl5、BiCl3、SbCl3等，形成共价化合物是本族元素的特征。 元素的基本性质 　　从N到Bi,+V氧化态的稳定性递减,而+Ⅲ氧化态的稳定性递增。 　　+V氧化态的氮是较强的氧化剂。除氮外从磷到铋+V氧化态的氧化性(从+V还原到+Ⅲ)依次增强。 　　+V氧化态的磷儿乎不具有氧化性并且最稳定,而+V氧化态的铋是最强的氧化剂,它的+Ⅲ氧化态最稳定,几乎不显还原性。 氮 　　工业上生产氮一般是由分馏液态空气在15.2MPa (150atm)压力下装入钢瓶备用。或做成液氮存于液氮瓶中，实验室里备少量氮气。如: 氮 　　氮原子间能形成多重键，因而能生成本族其它元素所没有的化合物如叠氮化物(N3-)，偶氮化合物(—N＝N—)等。由于N2的键能很大(946kJ·mol-1)，加热到3273K时，只有0.1%离解。 　　N2在常温下就和锂直接反应生成Li3N，在高温时不但能和镁、钙、铝、硼、硅等化合生成氮化物，而且能与氧、氢直接化合。 　　因N的原子半径小、又没有d轨道可供成键，所以N在化合物中的配位数最多不超过4。 氮 　　把空气中的N2转化为可利用的含氮化合物的过程叫做固氮。雷雨闪电时生成NO，某些细菌特别是根瘤菌把游离态氮转变为化合态的氮都是自然界中的固氮。人工固氮既消耗能量，产量也很有限。 氮的氢化物 一、氨 氮的氢化物 氮的氢化物 　　氨的主要化学性质有： 　　1、还原性 　　常温下，氨在水溶液中能被Cl2、H2O2、KMnO4等氧化,例如： 3Cl2+2NH3===N2+6HCl 　　若Cl2过量则得NCl3。 3Cl2+NH3===NCl3+3HCl 　　2、取代反应 　　取代反应是氨分子中的氢被其它原子或基团所取代: HgCl2+2NH3===HgNH2Cl↓(白色)+NH4Cl 氮的氢化物 　　　　COCl2+4NH3===CO(NH2)2+2NH4Cl　　　　（光气)　　　　　(尿素)　　　　 　　这种反应与水解反应相类似，称为氨解反应。 　　3、易形成配合物 　　氨中氮原子上的孤电子对能与其它离子或分子形成共价配如[Ag(NH3)2]+和BF3·NH3都是氨配合物。 　　4、弱碱性 　　NH3·H2O的Kb=1.8?10-5，可与酸发生中和反应。 　　 　　 氮的氢化物 二、氨盐 氨盐一般是无色晶体，易溶于水。NH4+离子半径为143pm接近于和的半径，因此氨盐的性质类似于碱金属盐类，而且往往与钾盐、铷盐同晶，