• / 65
  • 下载费用:10 金币  

第十四章 氮族元素.ppt

关 键 词:
第十四章 氮族元素.ppt
资源描述:
14.5 盐类的热分解,14.4 砷、锑、铋的 化合物,14.3 磷及其化合物,14.2 氮及其化合物,14.1 氮族元素概述,第十四章 氮族元素,教学目的与要求:,◆掌握氮和磷氢化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途; ◆掌握砷分族元素及其化合物性质的递变规律; ◆学会判断比较不同盐类受热分解的方式和难易性。,重点:,◆氮的氢化物、含氧酸及盐; ◆磷的含氧酸及盐,砷分族元素及其化合物性质递变规律; ◆含氧酸盐的热稳定性。,14.1 氮族元素概述,氮族(VA): N P As Sb Bi,价电子构型: ns2np3,共价半径: 依次↑,电负性、I1: 依次↓,金属性: 非 非 准 (准)金 金,惰性电子对效应:同族元素自上而下低氧化态(n-2) 化合物比高氧化态(n)化合物稳定性增加的现象。P788-799,例如,从N→Bi,+3化合物稳定性↑N、P不易形成N3+、P3+(易水解)而Sb、Bi→Sb3+、Bi3+(盐)+5 含氧阴离子稳定性从P →Bi↓,N、P能以NO3- ,PO43- 存在,而Bi(Ⅴ)的化合物为强氧化剂,成键情况:最高氧化态+5;np轨道半充满,电离势 较高,以形成共价化合物为特征,随半径增大,形 成离子键趋势有所增强。,配位数:N最大为4,其余最高为6 ?,氮,14.2 氮和它的化合物,14.2.1 氮的成键特征,电负性 x =3.04 仅次于O、F,与 x 较低的金属化合→离子型氮化物 与 x 较高的非金属化合→共价键 P643 14 -2,14.2.2 氮在自然界的存在分布和单质,1、存在与分布,地壳中氮的质量分数0.0046%,单质:N2,空气中体积比78%,总量约4×1015 T 化合物:智利硝石NaNO3,土壤中含硝酸盐,蛋白质的重要组成元素,自然界中的氮循环?参阅《化学与社会》,氮气,物理性质:无色、无臭、无味的气体。沸点为 -195.8°C。微溶于水。,2、 氮气,制取?P646,化学性质:稳定,常温下化学性质极不活泼,作保护气,加热时与活泼金属Li,Ca,Mg等反应,生成离子型化合物。,制取:,工业:分馏液态空气,实验室:,P647,关于固氮:,固氮——把空气中的氮转化为可利用的含氮化合物。,人工固氮——合成氨、氰氨法等;(高能固氮),生物固氮——根瘤菌和某些藻类植物在常温常压下高效率转化氮为氨。,模拟生物固氮——模拟固氮菌实现常温常压下固氮。,关于等电子体:,等电子体——分子(或离子)含有相同的电子数目。,化合物,异、同?,14.1.3 氮的化合物,结构:,N:不等性sp3杂化,三角锥形,1.氮的氢化物,氨 (NH3),结构特点:强极性、具孤电子对、易成氢键;呈最低氧化数(-3),制备,工业:,·制备:,实验室:,·性质:具有特殊刺激性臭味,一些物理性质反常;,① 易溶于水,易形成一元弱碱,放热、熵减过程,反应条件?,加合,② 气化热大,作致冷剂;电的不良导体,但可自电离,氨合电子,蓝色,可导电,④ 取代反应,催化,加合反应(NH3为Lewis碱),第一类:NH3分子中的氢可依次被取代;,第二类:以—NH2或亚氨基取代其它物质中的原子或原子团;,还原,⑤ 强还原性,铵盐,黄色火焰,合成硝酸,检查氯气管道,制氮气,①铵盐一般为无色晶体,绝大多数易溶于水,铵盐,气室法,石蕊试纸 (红→蓝),的结构:,N:sp3杂化, 正四面体,的鉴定:,热分解,挥发性非氧化性酸的铵盐→NH3+酸,非挥发性酸铵盐→NH3+酸或酸式盐,② 热稳定性差,?化肥失效、“气肥”、密封贮存,氧化物,氧化性酸铵盐→分解出的NH3被氧化,联氨?羟氨?,爆炸,制炸药,,,2.氮的氧化物,铂丝网,一氧化氮(NO),制备:,性质: 无色气体,水中溶解度较小。,N——O,N以sp杂化,奇电子分子(价电子=11),NO2,二氧化氮(NO2),N:价电子2s22p3sp2杂化后,① 有毒,有特殊臭味的红棕色气体,③ 溶于水,④ 用碱吸收,结构:,:,性质:,奇分子,含氧酸,3.氮的含氧酸及其盐,N:sp2杂化后:,亚硝酸(HNO2),制备:,结构:,性质,气态或室温下主要以反式平面结构形式存在,亚硝酸 (HNO2),NO+NO2,性质:,② 弱酸,(淡蓝色),① 不稳定,鉴定,亚硝酸盐?,END,结构:∠ONO=115.4° V 字形结构,有离域的 Π34 键,制备:Pb(粉) + NaNO3 = PbO + NaNO2 2 NaNO3 = 2 NaNO2 + O2,性质:① 绝大部分无色, 易溶于水, (AgNO2 浅黄色不溶); 极毒,是致癌物。,③ 金属活泼性差,对应亚硝酸盐稳定性差,AgNO2 NaNO2,② 氧化还原性,④配位性,黄色,鉴定K+,硝酸,硝酸 (HNO3),物理性质 : 纯硝酸:无色易挥发液体,密度为1.53 g·cm-3 浓硝酸:含HNO3 69%,密度 1.4g·cm-3,~15mol·L-1硝酸挥发而产生白烟,发烟硝酸——溶有过量NO2的浓硝酸产生红烟,且硝酸常带黄色或红棕色。,结构:,N:sp2杂化后,不稳定,受热或光照时分解。,?久置变黄?如何保存?,制取,制取:氨催化氧化法,电弧法,实验室法,359K分解,化性,HNO3的化学性质,① 强氧化性,金属,大部分金属可溶于硝酸,硝酸被还原的程度与金属的活泼性和硝酸的浓度有关。,铜与浓硝酸反应,Zn,4 HNO3(浓) + Cu = Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O 8 HNO3 (稀) + 3Cu = 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O 6 Hg + 8 HNO3 (稀) = 3 Hg2(NO3)2 + 2 NO↑ + 4 H2O,规律:HNO3越稀,金属越活泼, HNO3被还原的氧化值越低。,活泼金属:,其它,③ 与有机化合物发生硝化反应,多为黄色,② 热稳定性差,保存在棕色瓶中,冷的浓硝酸使Fe, Al, Cr,Co,Ni,Ti,V钝化 王水:(氧化配位溶解),盐,硝酸盐,的结构:,N:sp2杂化后,4个p轨道,性质,性质:① 易溶于水;② 水溶液在酸性条件下才有氧化性,固体在高温时有氧化性;③ 热稳定性差。制烟火、炸药。,对比,亚硝酸、硝酸及其盐的性质对比,● 酸性:,● 热稳定性:,● 氧化性:,活泼金属: MNO2MNO3,棕色环实验,棕色环,棕色溶液,磷,P4化学性质活泼,空气中自燃,溶于非极性溶剂。剧毒。,较稳定,400℃以上燃烧,不溶于有机溶剂。,磷的燃烧,,,14.3 磷和它的的化合物,14.3.1 磷的同素异形体,END,As,Sb,Bi,氮、磷为非金属,砷、锑为准金属,铋为金属。,白磷的结构,红磷的结构,黑磷的结构,思,思考题:,1、从结构上讨论为什么白磷有较高的化学活性? 2、实验室如何保存白磷、红磷? 3、什么是“磷光现象”?白磷中毒如何解毒? 4、以磷灰石为原料制取磷酸? 5、指出下列酸各为几元酸?6、如何区别7、比较 和 的酸性强弱?,磷化合物,14.3.2 磷的化合物,1.磷的氢化物 (膦 PH3),结构:与NH3相似,性质:无色气体,似大蒜臭味,剧毒强还原性:,制备:,次磷酸钾,对比,极性: 小 大,水中溶解度: 小 大,碱性:,水解性: 极易,配位性: >,还原性: >,PH3,NH3,衍生物:,联膦,联胺,氧化物,2.磷的氧化物,O2(足),P4O6白色易挥发的蜡状, 易溶于有机溶剂,吸潮 滑腻感、强毒性、水解,P4O10白色雪花状晶体, 强吸水性,作干燥剂。,性质,性质:,,歧化,作干燥剂,含氧酸,次磷酸( H3PO2)及其盐,性质:一元中强酸,3.磷的含氧酸及其盐,结构:,强还原剂,=1.0×10-2,亚,亚磷酸 (H3PO3)及其盐,性质:二元中强酸:,结构:,强还原性:,磷酸,磷酸 H3PO4,特性:脱水缩合后形成焦磷酸、聚磷酸、(聚)偏磷酸。,结构:,性质:三元中强酸,焦,,焦磷酸 H4P2O7,,,焦(重)——两分子酸缩合一分子水,聚,,,取代基的吸电子能力>H,使OH上O的电子密度↓,酸性↑,聚磷酸,聚磷酸(n个磷酸脱n-1个H2O) n=2 焦磷酸n=3 三(聚)磷酸,,偏,(聚)偏磷酸,(聚)偏磷酸 (n个H3PO4脱n个H2O) 偏磷酸:HPO3(n=1),四(聚)偏磷酸:(HPO3)4,,磷酸盐,磷酸盐,配位性,聚磷酸盐具有配位性:,或六偏磷酸钠(格氏盐),硬水软化 阻(去)垢剂,卤化物,4.磷的卤化物,PX3 PX5 结构: 三角锥 三角双锥,分子晶体,离子晶体,PCl3 PCl5,杂化类型: 不等性sp3 sp3d,水解,重要性质:水解,(制备H3PO3或HBr),,潮气中冒烟,区别,,卤氧化磷:作非水溶剂、配位剂、合成磷酸酯、制杀虫农药,区别,,使蛋白沉淀,的鉴定:,磷肥:过磷酸钙(普钙),重钙:,过磷酸钙,,14.4,14.4 砷、锑、铋的 化合物,As,Sb,Bi,As Sb Bi——砷分族,硫化物矿: 雌黄 雄黄 辉锑矿 辉铋矿,单质制备:硫化物 氧化物 M硫化物 M,,煅烧,,C,,Fe,与IIIA的Ga、In化合—— 半导体材料;,武德合金(Bi、Pb、Sn、Cd)熔点低,作保险丝; Pb-Bi合金增加硬度,作子弹、轴承。,氢化物,AsH3 SbH3 BiH3,自燃:,化学性质:无色气体,有恶臭;,缺氧分解:,1.砷、锑、铋的氢化物,结构 三角锥形,键角依次↓,应用,AsH3 的性质应用:,马氏试砷法: 试样、锌和盐酸或硫酸混合,产生气体导入热玻璃管。,砷镜,古氏试砷法:可检出0.005mgAs2O3,Sb类似,但砷镜可溶于NaClO,而Sb不溶。,氧化物,M(III)的氧化物和氢氧化物,2. 砷、锑、铋的氧化物及其水合物,两性,两性:,END,M(V)的氧化物和氢氧化物,三元中强酸 一元弱酸,,,小结,小结:,,氧化性↑还原性↓,,碱性↑,,,酸 性↑,氧还性,M(III)的还原性(由As到Bi还原性减弱),可用H2O2代替Cl2,3.砷、锑、铋的化合物的氧化还原性,铋(V),BiO3-(V)的氧化性(由As到Bi氧化性增强),(鉴定Mn2+),小结,小结:,As(Ⅲ) Sb(Ⅲ) Bi(Ⅲ) As(Ⅴ) Sb(Ⅴ) Bi(Ⅴ),,,,,碱性增强,还原性增强,酸性增强,氧化性增强,,,碱 性 增 强,酸 性 增 强,盐,4.砷、锑、铋的盐,盐类水解,氧化性(弱),(鉴定Sb3+),(鉴定Bi3+),阴离子盐,,阳离子盐,硫化物,5.砷、锑、铋的硫化物,酸化后,,,,颜色 黄 黄 橙红 橙红 (棕)黑,浓HCl 不溶 不溶 溶 溶 溶,NaOH 溶 易溶 溶 溶 不溶,溶 易溶 溶 易 溶 不溶,溶 不溶 溶 不溶 不溶,性质,均不溶于水和稀酸。,As2S3、As2S5不溶,性质:,氧化性酸(HNO3)溶解,(浓HCl)配位溶解,碱溶,NaOH,(M=As,Sb),Na2S,(M=As,Sb) Bi2S3不溶,碱溶,氧化碱溶,(M=As,Sb),盐热分解,14.5 盐类的热分解,14.5.1 无机含氧酸盐热分解的类型和规律,解释,14.5.2 无机含氧酸盐热分解的本质和某些规律的解释,1、含水盐的热分解,结晶水,配位水— 与M以配位键结合,,晶格水— 占据晶格位置,较弱,易失去,阴离子水—与阴离子通过氢键结合,较牢固,难失去。,,END,2、无水含氧酸盐的热分解,,①本质—M2+争夺含氧酸根中的O2-,②同种含氧酸盐的热分解温度: 过渡金属 <碱土金属 <碱金属,,外界正电场,增强,极化作用 过渡金属 >碱土金属 >碱金属,,的正电场↑,对 的反极化作用↑,则易分解。,(3),③为什么硫酸盐通常比碳酸盐稳定?,◆成酸元素的电场越强,则对 的极化作用强,含氧酸越稳定; ◆酸根离子结构对称性越好则盐越稳定。,相同时,,④为什么缩聚反应程度,影响因素:,◆酸根分解产物易挥发,则酸根难聚合成多酸; ◆多酸中氧桥键X-O-X的强度↑,则易聚合; ◆通常酸愈弱缩合性越强。,规律,3、含氧酸盐热稳定性的一般规律,①相同金属离子的含氧酸盐热稳定性正盐>酸式盐,②不同金属离子的同种含氧酸盐热稳定性碱金属>碱土金属>过渡金属 >铵盐,T分/℃ 1800 910 350 58,③相同金属离子不同酸根的含氧酸盐酸越稳定则盐越稳定,④同一成酸元素,高氧化态含氧酸>低氧化态~,END,
展开阅读全文
  微传网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:第十四章 氮族元素.ppt
链接地址:https://www.weizhuannet.com/p-10071148.html
微传网是一个办公文档、学习资料下载的在线文档分享平台!

网站资源均来自网络,如有侵权,请联系客服删除!

 网站客服QQ:80879498  会员QQ群:727456886

copyright@ 2018-2028 微传网络工作室版权所有

     经营许可证编号:冀ICP备18006529号-1 ,公安局备案号:13028102000124

收起
展开