氮族元素N.ppt

1、氮族元素,ns2np3 a氧化态为3 、+5 b可以为金属、非金属,一、通性,分子轨道理论为 KK (2s)2(2s*)2(2p)4(2p)2,二、氮气,制备方法 NaClO + 2NH3 N2H4 + NaCl +H2O 4NH3 + (CH3)2CO + Cl2 +2NH4Cl +H2O,三、氮的氢化物,肼 N2H4,HN3：一个34和一个22 中心N 原子sp杂化 N3-：和CO2互为等电子体，234,氢叠氮酸 HN3,碱性溶剂液氨 2NH3 NH4+ +NH2- pKs=27,1、物质在液氨中的溶解度 离子型化合物（如由CO32- , SO42- ，PO43-形成的盐）在液氨中的溶解度

2、比在水中要小得多； 另一方面，NH3比水的碱性强，可与一些金属离子如Ni2+, Ag+ ，Cu2+配位，从而增加了这些离子化合物在液氨中的溶解度。,2、金属液氨溶液 液氨可溶解碱金属、碱土金属等活泼金属。 活泼金属的液氨溶液有着许多引人注目的特征：颜色、导电性、磁性和还原性。,碱金属液氨溶液的颜色和溶解金属的种类无关，只和溶解金属的物质的量有关其稀溶液（0.5molL-1)为青铜色 碱金属液氨溶液是极好的电导体浓溶液的电导接近于纯金属 碱金属液氨溶液具有顺磁性 碱金属液氨溶液具有极强的还原性,金属液氨溶液中，存在下列平衡：,在金属液氨中，金属原子基本上离解为Mam+和eam-,由于eam-有极

3、高的迁移率，故溶液的导电性主要由eam-承担； 这些未成对eam-使得溶液具有顺磁性； 金属稀溶液的蓝色是由于eam-吸收光子激发到较高的能级引起的。 溶液的强还原性也是由于eam-所引起的， eam-可以参加不同类型的还原反应，还可以制备一些非正常氧化态的金属配合物和其他的化合物。 Pt(en)2I2 + 2K Pt(en)2 + 2KI（液氨中）,氨合反应：溶剂氨分子和酸直接配位反应； 取代反应： COCl2 + 4NH3 = CO(NH2)2 + 2NH4Cl HgCl2 + NH3 = HgNH2Cl + HCl 2Na + 2NH3 = 2NaNH2+ H2 酸碱反应：NH4+和NH

4、2-反应生成氨；,3、氨的化学性质,氧化反应 H/ kJmol1 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O 1267.8 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 903.7 3CuO+ 2NH3= 3Cu + N2 + 3H2O,NO2 sp2杂化,键角134o120o 故可能为34 而留一个单电子,四、氮的氧化物,HNO2中强酸 Ka =5.1104 HNO2 = HNO3 +2NO + H2O NO + NO2 + 2OH = 2NO2 + H2O 2NO2 + 2I + 4H+ = 2NO + I2 + 2H2O 2MnO4 +5NO2 +6H+ = 2Mn2+ + 5NO3

5、+3H2O,亚硝酸及其盐,五、氮的含氧酸,(实) NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3 (工) 4NH3 +5O2 = 4NO + 6H2O 2NO+ O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 +NO,硝酸及其盐,1、HNO3与金属的反应 (1)Fe、Cr、Al 浓HNO3中钝化 (2)Sn、As、Mo、W 生成含水化合物 SnO2xH2O H3AsO4,(3)M + HNO3(1216mol/l) NO2为主 M + HNO3( 68 mol/l) NO为主 M + HNO3( 2 mol/l) N2O为主 活泼M + HNO3(2mol/l) NH4+

6、为主 活泼M + HNO3 （极稀） H2,2、混合酸 (1)王水(见后) (2)浓HNO3+H2SO4 硝化剂 3、热分解硝酸盐 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2 (MgCu) 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2 特别：Fe(NO3)2 Fe2O3,HNO3有强氧化性 + HCl后，可氧化Au、 Pt why王水有强氧化性? (1)NOCl HNO3 + 3HCl = NOCl + 2Cl+ 2H2O,王水,(2)Cl的配位作用 Au3+ + 3e = Au 1.42V AuCl4 + 3e = Au + 4Cl

7、 0.994V,王水和Au 、Pt反应 Au + HNO3 +4HCl = HAuCl4 +NO +2H2O 3Pt + 4HNO3 +18HCl = 3H2PtCl6 +4NO +8H2O,磷的成键性质,白磷的结构,红磷的结构,黑磷的结构,六、单质磷,结构,2P + 3X2 = 2PX3 P4 + 3NaOH + 3H2O = PH3 + 3NaH2PO2 (类比3S + 6OH = 2S2 + SO32 + 3H2O X2 +2OH = X + OX + H2O),化学性质,解毒 11P + 15CuSO4 + 24H2O = 5Cu3P + 6H3PO4 + 15H2SO4,PH3(膦

8、) P2H4(双膦) 鬼火是什么？ PH3 、P2H4燃烧,七、磷的氢化物,七、 磷的氧化物 、含氧酸及其盐,氧化物,1、干燥剂 P4O10为最强的干燥剂 P4O10 + 2H2O =4HPO3（冷水） P4O10 + 6H2O = 4H3PO4（热水）,2P4O6 亚磷酸酐,1、次磷酸( H3PO2)及其盐,磷的含氧酸,2、亚磷酸 (H3PO3)及其盐,3、磷酸 H3PO4,特性：脱水缩合后形成 焦磷酸、聚磷酸、(聚)偏磷酸。,性质：三元中强酸,4、焦磷酸 H4P2O7,5、聚磷酸,聚磷酸(n个磷酸脱n-1个H2O) n=3 三(聚)磷酸,6、(聚)偏磷酸,(聚)偏磷酸 (n个H3PO4脱n

9、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。,磷酸盐小结,PO43的鉴定 (1)PO43 + 3NH4+ + 12MoO42 + 24H+ = (NH4)3PO4 12MoO3 6H2O + 6H2O 还可写为(NH4)3PMo12O40 6H2O,(2) Mg2+ + NH4+ + PO43 NH4MgPO4 3Ag+ + PO43 Ag3PO4(黄),八、 磷的卤化物,PX3PX5 结构： 三角锥 三角双锥,杂化类型：不等性sp3sp3d,PCl5离子晶体,而PBr5晶

10、体中有PBr4+和Br-离子， 前者分子构型为三角双锥。,PCl5固体中含有PCl4+和PCl6-离子,AsH3SbH3BiH3,自燃：,化学性质：,缺氧分解：,1、砷、锑、铋的氢化物,九、砷分族,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,M(V)的氧化物和氢氧化物,三元中强酸 一元弱酸,3、砷、锑、铋盐的水解,为什么它们的矿以硫化物居多？而不是氧化物？,软硬酸碱规则：硬亲硬，软亲软，软硬交界就不管 砷分族较软，故和S易形成矿物质,5、砷、锑、铋的硫化物,均不溶于水和稀酸,但As2S3、As2S5不溶,性