天津大学无机化学课件第十二章氮族碳族和硼族1

1、2021-11-27无机化学第一节氮族元素第一节氮族元素第十二章第十二章 氮族、碳族和硼族元素氮族、碳族和硼族元素第一节第一节氮族元素氮族元素2021-11-27无机化学12-1-1氮族元素概述氮族元素概述12-1-1 氮族元素概述氮族元素概述0aaa a a he 氦氦2 b 硼硼 c 碳碳 n 氮氮 o 氧氧 f 氟氟 ne 氖氖3 al 铝铝 si 硅硅 p 磷磷 s 硫硫 cl 氯氯 ar 氩氩4 ga 镓镓 ge 锗锗 as 砷砷 se 硒硒 br 溴溴 kr 氪氪5 in 铟铟 sn 锡锡 sb 锑锑 te 碲碲 i 碘碘 xe 氙氙6 tl 铊铊 pb 铅铅 bi 铋铋 po a

2、t 砹砹rn 氡氡此族元素称为氮族元素此族元素称为氮族元素12-1 氮族元素氮族元素2021-11-27无机化学a氮氮(n)磷磷(p) 砷砷(as) 锑锑(sb) 铋铋(bi)原子序数原子序数715335183价层电子构型价层电子构型 2s22p33s23p34s24p35s25p36s26p3主要氧化数主要氧化数-3、0 +1、+2 +3 、+4-3 、0 +3、+5-3 、0 +3、+5(-3) 、0 +3、+5(-3) 、0 +3、+5原子半径原子半径/pm70110121141155离子离子 半径半径 r(m3-)/pm171212222245213r(m3+)/pm164458761

3、03r(m5+)/pm1338466076i1/(kjmol-1) 14021012947834703电负性电负性( )3.02.12.01.91.9 p 主要以单质形式存在于大气中主要以单质形式存在于大气中 是动、植物不可缺少的元素是动、植物不可缺少的元素主要矿石为硫化物矿，主要矿石为硫化物矿， 如雄黄如雄黄(as4s4)、雌黄、雌黄(as2s3) 辉锑矿辉锑矿(sb2s3)、辉铋矿、辉铋矿(bi2s3) 主要用于制造合金主要用于制造合金熔点熔点(271)、沸点、沸点(1740)相差较大相差较大 可做原子能反应堆中的可做原子能反应堆中的 冷却剂冷却剂以化合状态存在于自然界，以化合状态存在于自

4、然界， 最重要的矿石是磷灰石。最重要的矿石是磷灰石。 是动植物不可缺少的元素。是动植物不可缺少的元素。 有多种同素异形体有多种同素异形体 主要有白磷主要有白磷(或黄磷或黄磷)、红磷和黑磷、红磷和黑磷2021-11-27无机化学a氮氮(n)磷磷(p) 砷砷(as) 锑锑(sb) 铋铋(bi)原子序数原子序数715335183价层电子构型价层电子构型 2s22p33s23p34s24p35s25p36s26p3主要氧化数主要氧化数-3、0 +1、+2 +3 、+4-3 、0 +3、+5-3 、0 +3、+5(-3) 、0 +3、+5(-3) 、0 +3、+5原子半径原子半径/pm701101211

5、41155离子离子 半径半径 r(m3-)/pm171212222245213r(m3+)/pm16445876103r(m5+)/pm1338466076i1/(kjmol-1) 14021012947834703电负性电负性( )3.02.12.01.91.9 p 具有多种氧化数具有多种氧化数+5 存在存在 含氧酸及其盐含氧酸及其盐 mbiombio3 3 +3 m m3+3+盐盐 不存在不存在 少量存在少量存在存在存在 氧化数为氧化数为+3物质的稳定性物质的稳定性增加增加 氧化数为氧化数为+5物质的稳定性物质的稳定性降低降低 2021-11-27无机化学a氮氮(n)磷磷(p) 砷砷(as

6、) 锑锑(sb) 铋铋(bi)原子序数原子序数715335183价层电子构型价层电子构型 2s22p33s23p34s24p35s25p36s26p3主要氧化数主要氧化数-3、0 +1、+2 +3 、+4-3 、0 +3、+5-3 、0 +3、+5(-3) 、0 +3、+5(-3) 、0 +3、+5原子半径原子半径/pm70110121141155离子离子 半径半径 r(m3-)/pm171212222245213r(m3+)/pm16445876103r(m5+)/pm1338466076i1/(kjmol-1) 14021012947834703电负性电负性( )3.02.12.01.91

7、.9 p 金属性增加，非金属性降低金属性增加，非金属性降低典型非金属典型非金属 准金属准金属 金属金属 2021-11-27无机化学12-1-2 氮气氮气12-1-2 12-1-2 氮气氮气性质性质双原子分子双原子分子具有特殊的稳定性。在常温下化具有特殊的稳定性。在常温下化 学性质很不活泼，表现出高的化学性质很不活泼，表现出高的化 学惰性，常用作保护气体学惰性，常用作保护气体2021-11-27无机化学12-1-2 12-1-2 氮气氮气等电子体等电子体n2 co 分子结构分子结构 :nn: :c o:等电子体等电子体具有相同原子数和电子数目具有相同原子数和电子数目 的分子的分子（或离子）或离

8、子） 等电子体具有相似的结构和类似的性质等电子体具有相似的结构和类似的性质均含有均含有1414个电子个电子, , 为等电子体为等电子体2021-11-27无机化学12-1-2 12-1-2 氮气氮气等电子体等电子体n2 co 分子结构分子结构 :nn: :c o:熔点熔点/ -195.8 -191.5 沸点沸点/ / -210 -109 溶解度溶解度/(mll-1h2o) 23.3 35.2 vaphm/(kjmol-1) 6.233 6.750 fushm/(kjmol-1) 0.7204 0.83522021-11-27无机化学氮化物的类型氮化物的类型氧化数氧化数氮化物氮化物3mg3n2(

9、离子型离子型)、nh3(共价型共价型)2nh2nh2（联氨，肼联氨，肼） 1nh2oh（羟氨羟氨）1/3hn3 (叠氮酸叠氮酸)0n2+1n2o(笑气，麻醉剂笑气，麻醉剂)+2no +3n2o3 、亚硝酸盐亚硝酸盐+4no2(棕色棕色)、 n2o4 (无色无色)+5n2o5 、hno3、硝酸盐硝酸盐氮的氧化物氮的氧化物 均有毒均有毒2021-11-27无机化学12-1-3 氨及铵盐氨及铵盐12-1-3 12-1-3 氨及铵盐氨及铵盐氨的制取氨的制取工业上：工业上：合成合成n2 + 3h2 2nh3高温、高压高温、高压催化剂催化剂目前研究：目前研究：等离子技术合成氨等离子技术合成氨n2 n2 2

10、n(a) h2 h2 2h(a)微波等微波等 离子体离子体解离解离、吸附吸附解离解离、吸附吸附nh3 表面反应表面反应*实验室：实验室：铵盐与碱反应铵盐与碱反应2nh2nh4 4cl+cacl+ca(ohoh)2 cacl cacl2 2+2nh+2nh3 3 +2h+2h2 2o o 2021-11-27无机化学氨的物理性质氨的物理性质 无色、有刺激性臭味的气体无色、有刺激性臭味的气体 常温加压易被液化常温加压易被液化,有较大的蒸发潜热有较大的蒸发潜热 液氨为良好溶剂，有微弱解离液氨为良好溶剂，有微弱解离 2nh3(l) nh4 + nh2k (nh3,l)=10-30(-50) +- 易溶

11、于水易溶于水, 水溶液叫氨水水溶液叫氨水, 呈弱碱性呈弱碱性 nh3+h2o nh3h2o nh4 + h2o kb=1.810-5+2021-11-27无机化学氨的化学性质氨的化学性质 -3h h h氨的化学性质氨的化学性质 n h h h nh3 + h+ nh4 4nh3 + cu2+ cu(nh3)42+ 8nh3 + cacl2 cacl28nh3 + 氧氧 4nh4nh3 3 +3o+3o2 2 2n2n2 2 + 6h+ 6h2 2o o 4nh 4nh3 3 +5o+5o2 2 4no4no +6h+6h2 2o o 氧化物氧化物 2nh2nh3 3+3cuo+3cuo 3cu

12、+n3cu+n2 2 +3h+3h2 2o o 与与cl2、br2 2nh2nh3 3 +3cl+3cl2 2 n n2 2 +6hcl+6hcl400800氨基化物氨基化物(- -nh2) 2na+2nh2na+2nh3 32nanh2nanh2 2+h+h2 2 亚氨基化物亚氨基化物(= =nh) caca(nhnh2 2) )2 2canh+nhcanh+nh3 3 氮化物氮化物(n) 2al+2nh2al+2nh3 32aln+3h2aln+3h2 2取代反应取代反应(1)以氨基取代其它化合物中的原子或原子团以氨基取代其它化合物中的原子或原子团 cocl2+4nh3 co(nh2)2+

13、2nh4cl 取代反应取代反应(2)2021-11-27无机化学铵铵 盐盐 晶型、颜色、溶解度等方面与钾盐类晶型、颜色、溶解度等方面与钾盐类似似, 常把铵盐与碱金属盐列在一起常把铵盐与碱金属盐列在一起 一般为无色晶体，易溶于水一般为无色晶体，易溶于水因为因为 nh4 k+ r/pm 143 133 接近接近 nh4 (aq) k+(aq) r/pm 537 530 更接近更接近2021-11-27无机化学铵铵 盐盐 在晶型、颜色、溶解度等方面与钾盐在晶型、颜色、溶解度等方面与钾盐类似，类似，常把铵盐与碱金属盐列在一起常把铵盐与碱金属盐列在一起 一般为无色晶体，易溶于水一般为无色晶体，易溶于水组

14、成铵盐的酸组成铵盐的酸一般分解产物一般分解产物挥发性酸挥发性酸氨氨+ +相应酸相应酸非挥发性酸非挥发性酸氨氨+ +不挥发性酸不挥发性酸氧化性酸氧化性酸氮或氮氧化物氮或氮氧化物 固态铵盐加热易分解固态铵盐加热易分解 产物与酸根、温度有关产物与酸根、温度有关2021-11-27无机化学铵铵 盐盐 在晶型、颜色、溶解度等方面与钾盐在晶型、颜色、溶解度等方面与钾盐类似，类似，常把铵盐与碱金属盐列在一起常把铵盐与碱金属盐列在一起 一般为无色晶体，易溶于水一般为无色晶体，易溶于水组成铵盐的酸组成铵盐的酸一般分解产物一般分解产物挥发性酸挥发性酸氨氨+ +相应酸相应酸非挥发性酸非挥发性酸氨氨+ +不挥发性酸不

15、挥发性酸氧化性酸氧化性酸氮或氮氧化物氮或氮氧化物 固态铵盐加热易分解固态铵盐加热易分解 产物与酸根、温度有关产物与酸根、温度有关nh4 hco3 nh3 + h2co3 co2 + h2o nh4 cl nh3 + hcl 例例常温常温 (nh4)2so4 nh3 + nh4hso4 (nh4)3po4 3nh3 + h3po4 例例 (nh4)2cr2o7 n2 + cr2o3+4h2o nh4no3 n2o + 2h2o 2nh4no3 2n2 + o2 + 4h2o 例例 210 300 演示 2021-11-27无机化学铵铵 盐盐 在晶型、颜色、溶解度等与钾盐类似在晶型、颜色、溶解度等

16、与钾盐类似 常把铵盐与碱金属盐列在一起常把铵盐与碱金属盐列在一起 一般为无色晶体，易溶于水一般为无色晶体，易溶于水 固态铵盐加热易分解固态铵盐加热易分解 产物与酸根、温度有关产物与酸根、温度有关 鉴定鉴定加入强碱并加热加入强碱并加热nh4 + oh- - nh3 + h2o 2021-11-27无机化学12-1-4 12-1-4 氮的氧化物氮的氧化物、含氧酸及其含氧酸及其盐盐 12-1-4 12-1-4 氮的氧化物氮的氧化物、含氧酸及其盐含氧酸及其盐 2021-11-27无机化学氮的氧化物氮的氧化物名称名称化学化学 式式 状态状态 ( (颜色颜色) )化学性质化学性质熔点熔点 沸点沸点 氧化二

17、氮氧化二氮 n2o 气气( (无无) )稳定稳定-90.8 -88.5一氧化氮一氧化氮 no 气气( (无无) ) 固固、液液( (蓝蓝) )反应性能反应性能 适中适中-163.6-151.8三氧化三氧化 二氮二氮n2o3液液( (蓝蓝) )室温下分解室温下分解 为为no2和和no-102 -3.5 (分解分解)二氧化氮二氧化氮 no2气气( (红棕红棕) )强氧化性强氧化性-11.2 21.2四氧化四氧化 二氮二氮n2o4气气( (无无) )强烈分解为强烈分解为no2-9221.3五氧化五氧化 二氮二氮n2o5固固( (无无) )不稳定不稳定30 47 (分解分解)2021-11-27无机化

18、学12-1-4 12-1-4 氮的氧化物氮的氧化物、含氧酸及其盐含氧酸及其盐 亚硝酸及其盐亚硝酸及其盐 亚硝酸是弱酸亚硝酸是弱酸亚硝酸不稳定，仅存在于冷、稀溶亚硝酸不稳定，仅存在于冷、稀溶 液中，未制得游离酸液中，未制得游离酸hno2 h+ + no2 ka =7.210-4蓝色蓝色 红棕色红棕色此反应可用于此反应可用于no2 的鉴定的鉴定hno2 n2o3+h2o no +no2 +h2o-2021-11-27无机化学12-1-4 12-1-4 氮的氧化物氮的氧化物、含氧酸及其盐含氧酸及其盐 亚硝酸及其盐亚硝酸及其盐 亚硝酸是弱酸亚硝酸是弱酸亚硝酸不稳定，仅存在于冷、稀溶亚硝酸不稳定，仅存在

19、于冷、稀溶 液中，未制得游离酸液中，未制得游离酸亚硝酸盐一般易溶于水亚硝酸盐一般易溶于水, agno2难溶难溶 氧化还原性氧化还原性 no3 no2 no氧化剂氧化剂 还原剂还原剂-5no5no2 2 +2mno+2mno4 4 +6h+6h+ + 5no5no3 3 +2mn+2mn2+2+3h+3h2 2o o-no2 +fe2+ + 2h+ + no + fe3+ h2o o 2no2 +2i- - + 4h+ + 2 2no + i2+2h2o o -2021-11-27无机化学12-1-4 12-1-4 氮的氧化物氮的氧化物、含氧酸及其盐含氧酸及其盐 亚硝酸及其盐亚硝酸及其盐 亚硝酸

20、是弱酸亚硝酸是弱酸亚硝酸不稳定，仅存在于冷、稀溶亚硝酸不稳定，仅存在于冷、稀溶 液中，未制得游离酸液中，未制得游离酸亚硝酸盐一般易溶于水亚硝酸盐一般易溶于水, agno2难溶难溶 氧化还原性氧化还原性 亚硝酸盐热稳定性高亚硝酸盐热稳定性高 特别是碱金属和碱土金属的亚硝酸盐特别是碱金属和碱土金属的亚硝酸盐 亚硝酸盐均具有毒性亚硝酸盐均具有毒性 2021-11-27无机化学硝酸及其盐硝酸及其盐1. 硝酸硝酸氨催化氧化法氨催化氧化法 制取制取 2no + o2 2no23no2 + h2o 2hno3+ no2. 硝酸盐硝酸盐硝酸与相应的金属硝酸与相应的金属 和金属氧化物作用和金属氧化物作用 4nh

21、3 + 5o2 4no + 6h2o pt-rb8002021-11-27无机化学硝酸及其盐硝酸及其盐1. hno3 结构结构 2sn2psp2杂化杂化o2pooh1s2p2p 键键 43h o o n o2021-11-27无机化学硝酸及其盐硝酸及其盐2. no3 结构结构 2sn2psp2杂化杂化2poo2p 键键 642po外来电子外来电子 o o n o- -2021-11-27无机化学硝酸及其盐硝酸及其盐硝酸性质硝酸性质 市售硝酸：市售硝酸：15 moll-1 65% 68%hno3，密度密度1.4 gcm-3 发烟硝酸发烟硝酸：溶有溶有10% 15%no2的浓硝酸的浓硝酸 颜色从颜

22、色从黄色黄色棕色棕色4hno3 4no2 + o2 + 2h2o热或光热或光无色液体，为挥发性强酸无色液体，为挥发性强酸 与水可以任何比例互溶与水可以任何比例互溶 受热或光照分解受热或光照分解 2021-11-27无机化学硝酸及其盐硝酸及其盐硝酸性质硝酸性质 活泼金属活泼金属 不活泼金属不活泼金属 非金属非金属浓硝酸浓硝酸no2no2no稀硝酸稀硝酸n2o no 极稀硝酸极稀硝酸 nh4no3- 强氧化性强氧化性 硝酸浓度硝酸浓度 还原产物还原产物 有关有关 金属的活泼性金属的活泼性与金属反应比较复杂与金属反应比较复杂生成可溶性盐生成可溶性盐生成难溶氧化生成难溶氧化物或其水合物物或其水合物 不

23、不 反反 应应在冷在冷、浓浓hno3中中 钝化钝化sno2 wo3 sb2o3 xh2o ca(no3)2 agno3 cu(no3)2反应反应情况情况 贵金属贵金属al fe crsn w sbca ag cu金属金属3c+4hno3 3co2 +4no +2h2o 3p+5hno3 +2h2o 3h3po4+5no s + 2hno3 h2so4 + 2no 3i2+10hno3 6hio3+10no +2h2o cu+4hnocu+4hno3 3(浓浓) cu(nocu(no3 3) )2 2+2no+2no2 2 +2h+2h2 2o o 3cu+8hno3cu+8hno3 3(稀稀)

24、 3cu(no3cu(no3 3) )2 2+2no +2no +4h+4h2 2o o 4zn+10hno4zn+10hno3 3(稀稀)4zn(no4zn(no3 3) )2 2+2n+2n2 2o o +5h+5h2 2o o 4zn+10hno4zn+10hno3 3( (很稀很稀) ) 4zn(no 4zn(no3 3) )2 2+ + nhnh4 4nono3 3 +3h+3h2 2o o2021-11-27无机化学硝酸及其盐硝酸及其盐硝酸性质硝酸性质 活泼金属活泼金属 不活泼金属不活泼金属 非金属非金属浓硝酸浓硝酸no2no2no稀硝酸稀硝酸n2o no 极稀硝酸极稀硝酸 nh4

25、no3- 强氧化性强氧化性 硝酸浓度硝酸浓度 还原产物还原产物 有关有关 金属活泼性金属活泼性酸越稀酸越稀、金属越活泼金属越活泼,氮被还原程度越大氮被还原程度越大有人认为：有人认为： 1.1.存在平衡存在平衡no+2hno3 3no2 +h2o c c(hno(hno3 3) ) ,平衡向左移动平衡向左移动, ,氮被还原程度越大氮被还原程度越大 2.2.浓浓hno3可进一步氧化低氧化数还原产物可进一步氧化低氧化数还原产物2021-11-27无机化学硝酸及其盐硝酸及其盐硝酸性质硝酸性质 + hno3 + h2o no2h2so4无色液体，为挥发性强酸无色液体，为挥发性强酸 受热或光照分解受热或光

26、照分解 能发生硝化反应，生成硝基化合物能发生硝化反应，生成硝基化合物 强氧化性强氧化性 与水可以任何比例互溶与水可以任何比例互溶 2021-11-27无机化学大多数为无色、易溶于水的离子晶体大多数为无色、易溶于水的离子晶体 固体硝酸盐在高温时分解固体硝酸盐在高温时分解 产物随金属离子不同而不同产物随金属离子不同而不同 金属金属+no2+o2 比比cu差差 金属氧化物金属氧化物+no2+o2 在在mg-cu之间之间 亚硝酸盐亚硝酸盐+o2 比比mg活泼活泼 硝酸盐分解产物硝酸盐分解产物 金属活泼性金属活泼性 硝酸及其盐硝酸及其盐硝酸盐性质硝酸盐性质 2nano3 2nano2 + o2 2pb(

27、no3)2 2pbo + 4no2 + o2 2agno3 2ag + 2no2 + o2 2021-11-27无机化学硝酸及其盐硝酸及其盐硝酸盐性质硝酸盐性质 大多数为无色、易溶于水的离子晶体大多数为无色、易溶于水的离子晶体 固体硝酸盐在高温时分解固体硝酸盐在高温时分解 产物随金属离子不同而不同产物随金属离子不同而不同 固体硝酸盐在高温时是氧化剂固体硝酸盐在高温时是氧化剂 利用此性质可用来制造火药利用此性质可用来制造火药 2021-11-27无机化学no3 、no2 的鉴定的鉴定1. no3 棕色环实验棕色环实验3fe2+no3 +4h+ + 3fe3+no +2h2o fe(h2o)62+

28、no fe(no)(h2o)52+ +h2o (棕色棕色)-在硝酸盐溶液中加入少量硫酸亚铁晶在硝酸盐溶液中加入少量硫酸亚铁晶体，沿试管壁加入浓硫酸，在浓硫酸体，沿试管壁加入浓硫酸，在浓硫酸与溶液的与溶液的 界面上出现界面上出现“棕色环棕色环” 2021-11-27无机化学no3 、no2 的鉴定的鉴定1. no3 棕色环实验棕色环实验3fe2+no3 +4h+ + 3fe3+no +2h2o fe(h2o)62+no fe(no)(h2o)52+ +h2o (棕色棕色)-no2 的存在会干扰的存在会干扰no3 的鉴定的鉴定 可先加入可先加入nh4 cl,、加热除去加热除去 nh4 + no2

29、n2 +2h2o -+ 2. no2 no2 在醋酸溶液中与在醋酸溶液中与feso4反应生成反应生成 fe(no)(h2o)5so4 , 使溶液呈使溶液呈棕色棕色 -2021-11-27无机化学12-1-6磷的含氧酸及其盐磷的含氧酸及其盐磷的同素异形体磷的同素异形体12-1-6 磷的含氧酸及其盐磷的含氧酸及其盐 磷有多种同素异形体：磷有多种同素异形体： 白磷、白磷、红磷红磷、黑磷黑磷、紫磷紫磷链状结构链状结构, 较稳定，不溶于较稳定，不溶于cs2 双层结构，巨形分子，不活泼双层结构，巨形分子，不活泼白磷白磷 红磷红磷 黑磷黑磷 400 c 200 c1200mpa2021-11-27无机化学磷

30、的化合物的类型磷的化合物的类型氧化数氧化数化合物类型举例化合物类型举例3li3p, ca3p2 (离子型离子型) ph3 (膦膦, 共价型共价型)2ph2-ph2 (联膦联膦)0p4(p)1h3po2 (次磷酸次磷酸)3pcl3 、p4o6 h3po3 (亚磷酸亚磷酸)5pcl5、p4o10 h3po4、h4p2o7、h5p3o10 无色气体，极毒，自燃，无色气体，极毒，自燃， 强还原性，比强还原性，比nh3碱性弱碱性弱 2021-11-27无机化学12-1-6 磷的含氧酸及其盐磷的含氧酸及其盐 种类种类名称名称化学式化学式 磷的氧化数磷的氧化数 n元酸元酸(正正)磷酸磷酸h3po4+53焦磷

31、酸焦磷酸h4p2o7+54三聚磷酸三聚磷酸 h5p3o10+55偏磷酸偏磷酸hpo3+51亚磷酸亚磷酸h3po3+32次磷酸次磷酸h3po2+11 o p o oh oh ho p o oh o o ho p o p oh oh oh h ho p o oh h h p o oh o o o ho p o p o p oh oh oh oh 2021-11-27无机化学(正正)磷酸磷酸纯磷酸为无色晶体纯磷酸为无色晶体 , 熔点熔点42.35 c 是无氧化性、不挥发的三元中强酸是无氧化性、不挥发的三元中强酸 市售磷酸为粘稠状浓溶液市售磷酸为粘稠状浓溶液 含含h3po4 约约83%, 相当与相当与

32、14moll-1 密度密度1.6gcm-3h3po4 h+ + h2po4 ka a1 1 =7.110-3h2po4 h+ + hpo4 ka a2 2 =6.310-8hpo4 h+ + po4 ka a3 3 =4.810-13-2-3-2-2021-11-27无机化学(正正)磷酸磷酸纯磷酸为无色晶体纯磷酸为无色晶体 是无氧化性、不挥发的三元中强酸是无氧化性、不挥发的三元中强酸 受热时发生缩合作用，形成缩合酸受热时发生缩合作用，形成缩合酸 o o o o ho p oh+ho p oh ho p o p oh oh oh oh oh 焦磷酸焦磷酸-h2o o ho p oh oh o h

33、o p oh oh o ho p oh oh + o o o ho p o p o p oh 三聚磷酸三聚磷酸 oh oh oh -2h2o 2021-11-27无机化学(正正)磷酸磷酸纯磷酸为无色晶体纯磷酸为无色晶体 是无氧化性、不挥发的三元中强酸是无氧化性、不挥发的三元中强酸 受热时发生缩合作用，形成缩合酸受热时发生缩合作用，形成缩合酸 o ho p oh oh o ho p oh o h h o ho p oh o oh ho p oh o o ho p o o o p oh o p oh o ho p o o -4h2o四聚偏磷酸四聚偏磷酸一般缩合酸的酸性比正酸的酸性强一般缩合酸的酸性

34、比正酸的酸性强2021-11-27无机化学(正正)磷酸磷酸纯磷酸为无色晶体纯磷酸为无色晶体 是无氧化性、不挥发的三元中强酸是无氧化性、不挥发的三元中强酸 受热时发生缩合作用，形成缩合酸受热时发生缩合作用，形成缩合酸有强的配合能力有强的配合能力, 能与许多金属离子能与许多金属离子 形成配合物形成配合物 如如 h3po4 可与可与fe3+形成形成 无色无色h3fe(po4)2、 hfe(hpo4)2 以消除以消除fe3+干扰干扰2021-11-27无机化学磷酸盐磷酸盐溶解性溶解性 为什么均生成为什么均生成ag3po4 沉淀？沉淀？溶液的酸性如何变化溶液的酸性如何变化? ?ag+ + po4 ag3

35、po4 (黄色黄色 ) ag+ + hpo4 ag3po4 (黄色黄色 ) ag+ + h2po4 ag3po4 (黄色黄色 ) 3-2-磷酸二氢盐磷酸二氢盐(mh2po4)易溶于水易溶于水 磷酸氢盐磷酸氢盐(m2hpo4)、磷酸盐、磷酸盐(m3po4) 除除k+、na+、nh4 盐易溶外盐易溶外, 其它难溶其它难溶 +2021-11-27无机化学磷酸盐磷酸盐溶解性溶解性 水解性水解性 红红蓝绿蓝绿蓝紫蓝紫颜色颜色弱酸性弱酸性弱碱性弱碱性碱性碱性酸碱性酸碱性4591314 ph h2po4 hpo4 po4 水溶液水溶液为什么？为什么？试从解离、水解两方面解释试从解离、水解两方面解释-2-3-

36、2021-11-27无机化学磷酸盐磷酸盐溶解性溶解性 水解性水解性 po4 的鉴定的鉴定钼酸铵试剂钼酸铵试剂 3-po4 +12moo4 +24h+ +3nh4 (nh4)3po412moo36h2o +6h2o ( (黄色黄色) ) 3-2-+2021-11-27无机化学磷酸盐磷酸盐磷酸二氢钙是重要的磷肥磷酸二氢钙是重要的磷肥 普钙普钙(过磷酸钙过磷酸钙):用用硫酸硫酸处理磷酸钙矿粉处理磷酸钙矿粉 ca3(po4)2+2h2so4+4h2o 2(caso42h2o)+ca(h2po4)2重钙重钙(重过磷酸钙重过磷酸钙):用用磷酸磷酸处理磷酸钙矿粉处理磷酸钙矿粉 ca5f(po4)3+7h3p

37、o4+5h2o 5ca(h2po4)2h2o + hf重钙重钙的含磷量的含磷量普钙普钙的含磷量的含磷量混合物即普钙，可直接用作肥料混合物即普钙，可直接用作肥料2021-11-27无机化学磷的氯化物磷的氯化物 制取：过量磷在氯气中燃烧制取：过量磷在氯气中燃烧 pcl3 性质：性质：1.1.室温下是无色液体室温下是无色液体 2.2.在潮湿空气中强烈发烟在潮湿空气中强烈发烟 在水中强烈水解在水中强烈水解 pcl3 + 3h2o h3po3+ 3hcl 亚磷酸亚磷酸2021-11-27无机化学磷的氯化物磷的氯化物 制取：制取：1.1.磷与过量氯气反应磷与过量氯气反应 2.2.pcl3 与氯气直接反应与

38、氯气直接反应pcl5 性质：性质：1.1.白色晶体白色晶体 2.2.受热分解为受热分解为pcl3 和和cl2 3.3.易水解易水解水量不足水量不足 pcl5+h2o pocl3+2hcl过量水过量水 pocl3+3h2o h3po4+3hcl2021-11-27无机化学12-1-7砷、锑、铋及其重要化合物砷、锑、铋及其重要化合物砷、锑、铋砷、锑、铋 及其重要化合物及其重要化合物 12-1-712-1-72021-11-27无机化学合金合金 优点优点: :机械机械、物理和化学性能优于纯金属物理和化学性能优于纯金属 形成形成: :金属在熔化状态互相溶解或混合而成金属在熔化状态互相溶解或混合而成 定

39、义定义: :具有金属特性的多种金属元素混合物具有金属特性的多种金属元素混合物 种类种类: :繁多。举例如下繁多。举例如下 合金钢合金钢如不锈钢如不锈钢 低熔合金低熔合金如含铟低熔合金如含铟低熔合金 硬质合金硬质合金如如wc、tic、crn、feb 形状记忆合金形状记忆合金如如ni-ti合金合金 1.1.合金及金属化合物合金及金属化合物2021-11-27无机化学1.1.合金及金属化合物合金及金属化合物金属化合物金属化合物 形成形成：电负性、电子构型和原子半径相差电负性、电子构型和原子半径相差 较大的两种金属易形成金属化合物较大的两种金属易形成金属化合物 as、sb、bi可与许多金属形成金属化合

40、物可与许多金属形成金属化合物为合金的一种为合金的一种 种类种类：正常金属化合物正常金属化合物组成固定组成固定 电子化合物电子化合物组成可变组成可变 举例举例：gaas重要的半导体材料重要的半导体材料 伍德合金伍德合金(含一定比例含一定比例bi、sn、cd 、pb的合金的合金) 适用于制造子弹和轴承适用于制造子弹和轴承 2021-11-27无机化学2.2.砷砷、锑锑、铋的氧化物及其水合物铋的氧化物及其水合物+3 as2o3(白白)sb2o3(白白)bi2o3(黄黄)h3aso3 sb(oh)3bi(oh)3两性偏酸两性偏酸两性两性弱碱性弱碱性+5 as2o5(白白)sb2o5(淡红淡红)bi2o

41、5(红棕红棕)h3aso4 hsb(oh)6 极不稳定极不稳定中强酸中强酸两性偏酸两性偏酸弱酸性弱酸性 微溶于水，热水中溶解度稍大微溶于水，热水中溶解度稍大 溶于碱溶于碱 asas2 2o o3 3+6naoh +6naoh 22nana3 3asoaso3 3+3h+3h2 2o o 溶于浓酸溶于浓酸 asas2 2o o3 3+6hcl+6hcl2ascl2ascl3 3+3h+3h2 2o o 俗称砒霜，有剧毒俗称砒霜，有剧毒, ,微溶微溶 主要用于制造杀虫剂、主要用于制造杀虫剂、 除草剂、含砷药物除草剂、含砷药物2021-11-27无机化学2.2.砷砷、锑锑、铋的氧化物及其水合物铋的氧

42、化物及其水合物+3 as2o3(白白)sb2o3(白白)bi2o3(黄黄)h3aso3 sb(oh)3bi(oh)3两性偏酸两性偏酸两性两性弱碱性弱碱性+5 as2o5(白白)sb2o5(淡红淡红)bi2o5(红棕红棕)h3aso4 hsb(oh)6 极不稳定极不稳定中强酸中强酸两性偏酸两性偏酸弱酸性弱酸性酸性增强酸性增强碱性增强碱性增强难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水2021-11-27无机化学2.2.砷砷、锑锑、铋的氧化物及其水合物铋的氧化物及其水合物+3 as2o3(白白)sb2o3(白白)bi2o3(黑黑)h3aso3 sb(oh)3bi(oh)3两性偏酸两性偏酸两性两性弱碱性弱碱性+

43、5 as2o5(白白)sb2o5(淡红淡红)bi2o5(红棕红棕)h3aso4 hsb(oh)6 极不稳定极不稳定中强酸中强酸两性偏酸两性偏酸弱酸性弱酸性酸性增强酸性增强碱性增强碱性增强还原性减弱还原性减弱氧化性增强氧化性增强h3aso3在碱性介质中在碱性介质中还原性较强还原性较强 如如 aso3 +i2+2oh- - aso4 +2i- -+h2o bi(oh)3在碱性介质中被强氧化剂氧化在碱性介质中被强氧化剂氧化 如如 bi(oh)3+cl2+3naoh nabio3+2nacl+3h2o3-3-aso4 、sbo4 在强酸性介质中有氧化性在强酸性介质中有氧化性 如如 h3aso4+2i-

44、 -+2h+ + h3aso3+i2 2+h2o 铋酸盐在酸性介质中是强氧化剂铋酸盐在酸性介质中是强氧化剂 如如 5nabio3+2mn2+14h+ 5bi3+2mno4- -+ 5na+7h2o3-3-2021-11-27无机化学3.3.砷砷、锑锑、铋的盐铋的盐 阳离子盐阳离子盐: m3+ 、m5+ as3+、 as5+、sb3+、sb5+ 铋主要形成铋主要形成bi3+盐盐 离子多数无色，易水解离子多数无色，易水解 含氧酸盐含氧酸盐: mo3 、mo4 aso3 、aso4 、sbo3 、sbo4 nabio3(黄色黄色)3-3-3- 3-3-3-2021-11-27无机化学 氯化物、硝酸盐水解氯化物、硝酸盐水解配制以上盐溶液，应加入酸配制以上盐溶液，应加入酸, 抑制水解抑制水解3.3.砷砷、锑锑、铋的盐铋的盐 ascl3+ 3h2o h3aso3 + 3hcl sbcl3+h2o sbocl + 2hcl bicl3+ h2o biocl + 2hcl sb(no3)3+h2o sbono3 + 2hno3 bi(no3)3+ h2o biono3 + 2hno32