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第十四章 氮族元素.ppt

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第十四章 氮族元素.ppt
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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
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