《氮族元素化学竞赛》PPT课件.ppt

14.1.5 砷、锑、铋的 化合物,14.1.4 磷的化合物,14.1.3 氮的化合物,14.1.2 氮族元素的单质,14.1.1 氮族元素概述,氮族元素,14.1.1 氮族元素概述,氮族(VA)：N，P，As，Sb， Bi,价电子构型：ns2np3,氮气是无色、无臭、无味的气体。沸点为 -195.8C。微溶于水。常温下化学性质极不活泼，加热时与活泼金属Li，Ca，Mg等反应，生成离子型化合物。,14.1.2 氮族元素的单质,磷的同素异形体,P4化学性质活泼，空气中自燃，溶于非极性溶剂。,较稳定，400以上燃烧，不溶于有机溶剂。,磷的燃烧,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,14.1.3 氮的化合物,结构：,N：sp3杂化，三角锥形,1.氮的氢化物,氨 (NH3),工业：,制备：,实验室：,性质：, 易溶于水，易形成一元弱碱, 强还原性,点燃, 取代反应,催化, 加合反应,铵盐一般为无色晶体，绝大多数易溶于水,铵盐,石蕊试纸法 (红蓝),的结构：,N：sp3杂化， 正四面体,的鉴定：,挥发性非氧化性酸铵盐,非挥发性，非氧化性酸铵盐, 热稳定性差,氧化性酸铵盐,催化剂,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。,二氧化氮(NO2),N：价电子2s22p3 sp2杂化后, 有毒，有特殊臭味的红棕色气体, 溶于水, 用碱液吸收,结构：,：,性质：,3.氮的含氧酸及其盐,N：sp2杂化后：,亚硝酸（HNO2）,制备：,结构：,亚硝酸 (HNO2),NO+NO2,性质：, 弱酸,(蓝色), 不稳定,亚硝酸盐,制备：碱吸收法,性质： 绝大部分无色, 易溶于水, (AgNO2 浅黄色不溶)极毒是致癌物。, 金属活泼性差,对应亚硝酸盐稳定性差,主,AgNO2NaNO2, 氧化还原性,硝酸 (HNO3),物理性质 ： 纯硝酸：无色液体，密度为1.53gcm-3 浓硝酸：含HNO3 69%，密度 1.4gcm-3 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,HNO3的化学性质, 强氧化性,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,规律：HNO3越稀，金属越活泼， HNO3 被还原的氧化值越低。,活泼金属：, 与有机化合物发生硝化反应,多为黄色, 热稳定性差，保存在棕色瓶中,冷的浓硝酸使Fe, Al, Cr钝化 王水：（氧化配位溶解）,硝酸盐,的结构：,N：sp2杂化后,4个p轨道,性质： 易溶于水； 水溶液在酸性条件下才有氧化性， 固体在高温时有氧化性； 热稳定性差。,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 MNO2MNO3,14.1.4 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,2.磷的氧化物,O2(足),性质：,P4O6白色易挥发的蜡状晶体，易溶于有机溶剂。 P4O10白色雪花状晶体，强吸水性。,歧化,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,=1.010-2,亚磷酸 (H3PO3)及其盐,性质：二元中强酸：,结构：,强还原性：,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,焦磷酸 H4P2O7,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,(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,酸性变化一般规律,缩合度增加，酸性增强。,同一元素不同氧化态，高价偏酸，但磷酸的含氧酸例外。,磷酸盐,聚磷酸盐具有配位性：,或六偏磷酸钠(格氏盐),硬水软化,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,PCl5离子晶体,PCl5固体中含有PCl4+和PCl6-离子 PCl4+：P：sp3杂化 四面体,PCl6-：P：sp3d2杂化 八面体,同样：PBr5晶体中有PBr4+和Br-离子， 分子构型为三角双锥。,重要性质：水解,(制备H3PO3或HBr),14.1.5 砷、锑、铋的 化合物,AsH3 SbH3 BiH3,自燃：,化学性质：,缺氧分解：,1.砷、锑、铋的氢化物,AsH3 的性质应用：,马氏试砷法： 试样、锌和盐酸混合，产生气体导入热玻璃管。,砷镜,古氏试砷法：,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：,M(V)的氧化物和氢氧化物,三元中强酸 一元弱酸,小结：,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,M(V)的氧化性(由As到Bi氧化性增强),(鉴定Mn2+),H3AsO4在强酸性的溶液中才有明显氧化性。,=0.5748V,I2+2e- 2I-,=0.5345V,小结：,As() Sb() Bi() As() Sb() Bi(),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,4.砷、锑、铋的盐,盐类水解,氧化性(弱),(鉴定Sb3+),(鉴定Bi3+),