第十四章氮族元素PPT课件

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,.,2,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。,.,3,14.1氮族元素概述,氮族(VA)：NPAsSbBi,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,.,4,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。,而Bi()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,.,5,14.2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P64314-2,14.2.2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41015T化合物：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,.,6,物理性质：无色、无臭、无味的气体。沸点为-195.8C。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。,.,7,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？,.,8,14.1.3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,.,9,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；,易溶于水，易形成一元弱碱,放热、熵减过程，反应条件？,加合,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,.,10,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,.,11,强还原性,铵盐,黄色火焰,合成硝酸,检查氯气管道,制氮气,.,12,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,.,13,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,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？,.,14,2.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。,NO,N以sp杂化,奇电子分子（价电子=11）,NO2,.,15,二氧化氮(NO2),N：价电子2s22p3sp2杂化后,有毒，有特殊臭味的红棕色气体,溶于水,用碱吸收,结构：,：,性质：,奇分子,含氧酸,.,16,3.氮的含氧酸及其盐,N：sp2杂化后：,亚硝酸（HNO2）,制备：,结构：,性质,.,17,亚硝酸(HNO2),NO+NO2,性质：,弱酸,(淡蓝色),不稳定,鉴定,亚硝酸盐？,END,.,18,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,AgNO2MNO3,棕色环实验,棕色环,棕色溶液,磷,.,28,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,.,29,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,.,30,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,.,31,14.3.2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,.,32,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,.,33,2.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,.,34,性质：,歧化,作干燥剂,含氧酸,.,35,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,.,36,亚磷酸(H3PO3)及其盐,性质：二元中强酸：,结构：,强还原性：,磷酸,.,37,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,.,38,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,.,39,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,.,40,(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,.,41,磷酸盐,配位性,.,42,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,.,43,4.磷的卤化物,PX3PX5结构：三角锥三角双锥,分子晶体,离子晶体,PCl3PCl5,杂化类型：不等性sp3sp3d,水解,.,44,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,.,45,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,.,46,14.4砷、锑、铋的化合物,As,Sb,Bi,AsSbBi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,.,47,AsH3SbH3BiH3,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,.,48,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,.,49,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,.,50,两性：,END,.,51,M(V)的氧化物和氢氧化物,三元中强酸一元弱酸,小结,.,52,小结：,氧化性还原性,碱性,酸性,氧还性,.,53,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）,.,54,BiO3-(V)的氧化性(由As到Bi氧化性增强),(鉴定Mn2+),小结,.,55,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,盐,.,56,4.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,.,57,5.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,.,58,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,.,59,NaOH,(M=As，Sb),Na2S,(M=As，Sb)Bi2S3不溶,碱溶,氧化碱溶,(M=As，Sb),盐热分解,.,60,14.5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,.,61,14.5.2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,.,62,2、无水含氧酸盐的热分解,本质M2+争夺含氧酸根中的O2-,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）,.,63,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