氮族元素之家課件

氮族元素之家LOREMIPSUMDOLOR

氮族元素（Nitrogengroup）是元素周期表ⅤA族的所有元素，包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、銻（Sb）、鉍（Bi）和Uup共計(jì)六種，這一族元素在化合物中可以呈現(xiàn)-3，+1,+2,+3,+4,+5等多種化合價(jià)，他們的原子最外層都有5個(gè)電子。氮磷砷分組氮族家庭成員：

氮：氮元素的存在：

單質(zhì)：氮?dú)猓即髿怏w積的78%，總質(zhì)量的75%化合物：無(wú)機(jī)物（硝酸鹽、銨鹽、氮的氧化物）有機(jī)物（蛋白質(zhì)、核酸）物理性質(zhì)：

標(biāo)況下，密度=1.25g/L（比空氣略小，但相近，只能用排水法收集）沸點(diǎn)：-195.8℃無(wú)色液體（液氮）難液化熔點(diǎn)：-209.86℃雪狀固體難溶于水（1：0.02）氮分子的結(jié)構(gòu)：

分子式：N2電子式：結(jié)構(gòu)式：

化學(xué)性質(zhì)：

與H2反應(yīng)：

與O2反應(yīng)：

與金屬反應(yīng)：用途

1、利亞N2的穩(wěn)定性（化學(xué)性質(zhì)不活潑）：代替稀有氣體作焊接金屬時(shí)的保護(hù)氣，充填燈泡，防止鎢絲氧化，減慢鎢絲的揮發(fā)，充氮包裝，食品保鮮。2、利用液氮的低溫：深度冷凍物質(zhì)，提供超導(dǎo)材料的工作環(huán)境保存待移植的活性器官冷凍麻醉開(kāi)刀。3、利用一定條件下的反應(yīng)：合成氨、制硝酸、氮肥、炸藥、塑料、藥品、染料等氮的氫化物

銨的制備：

氨氣性質(zhì)：

物理性質(zhì)：

無(wú)色、刺激性氣味、氣體比空氣輕，標(biāo)況下，密度=0.771g/L易液化，成無(wú)色液體，放出大量的熱（常溫冷卻到-33.5℃、常溫加壓到700-800kPa,液氨氣化時(shí)要吸收大量熱，能使周?chē)鷾囟葎〗怠评鋭?金屬鈉的液氨溶液放置時(shí),緩慢地釋放出H2,藍(lán)色消褪,蒸發(fā)褪色后的溶液得白色固體NaNH2.金屬-液氨溶液(含氨合電子)具有強(qiáng)還原性,使某些離子、配離子中的金屬還原為低價(jià)態(tài):氨參與的主要化學(xué)反應(yīng)

配位反應(yīng):NH3

是Lewis堿

F3B+:NH3=F3B:NH3

NH3+HCl→NH4Cl

氧化還原反應(yīng)：NH3

具有還原性在高溫下,NH3

能將某些氧化物、氯化物還原:取代反應(yīng)：NH3中的3個(gè)H可被某些原子或原子團(tuán)取代,生成-NH2(氨基化物)、=NH(亞胺化物)和≡N(氮化物).

2NH3+3CuO=N2+3Cu+3H2O6CuCl2+2NH3=6CuCl+N2+6HCl許多重金屬的氨基化物、亞胺化物和氮化物易爆炸,如Ag(NH3)2+

溶液放置會(huì)轉(zhuǎn)化為爆炸性的Ag2NH和Ag3N.

反應(yīng)(1),(2)和(3)稱(chēng)為氨解反應(yīng)，氨解反應(yīng)和水解反應(yīng)類(lèi)似,屬于取代反應(yīng)

銨鹽銨鹽一般為無(wú)色晶體,絕大多數(shù)易溶于水.銨鹽在晶型、顏色、溶解度等方面都與相應(yīng)的鉀鹽和銣鹽類(lèi)似.

離子

NH4+

K+

Rb+

r/pm

143

133

148分類(lèi)：a.揮發(fā)性非氧化性酸銨鹽:NH3

和相應(yīng)的酸b.非揮發(fā)性,非氧化性酸銨鹽:NH3

和相應(yīng)的酸或酸式鹽.c.氧化性酸銨鹽:分解產(chǎn)生的氨被氧化成N2或N2O.氨的主要用途

氨是其它含氮化合物的生產(chǎn)原料,例如制造硝酸及其鹽.氨鹽都可以作為化肥.氨是有機(jī)合成工業(yè)的重要原料,例如用于尿素、染料的生產(chǎn).聯(lián)氨/肼N2H4

N2H4可視為NH3分子中的一個(gè)H原子被-NH2取代后的衍生物.

N采取sp3

雜化,每個(gè)N上有一個(gè)孤電子對(duì),具有配位能力.

每個(gè)N原子的氧化態(tài)為-2.這種結(jié)構(gòu)使聯(lián)氨顯出弱堿性、配位性、較高活性和氧化還原性.

N2H4的性質(zhì)

純凈的N2H4

室溫下為無(wú)色發(fā)煙液體,具有高度吸濕性;m.p.275K,b.p.387K;聯(lián)氨是良好的極溶劑,許多鹽能溶解在液態(tài)的聯(lián)氨中.N2H4是二元堿,堿性比氨弱熱穩(wěn)定性較差

N2H4(aq)+H2ON2H5+(aq)+OH-

K=8.7×10-7

N2H5+(aq)+H2ON2H62+(aq)+OH-

K=1.9×10-14

純的聯(lián)氨和其水溶液動(dòng)力學(xué)上是穩(wěn)定的,熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的:氧化還原性聯(lián)氨在酸性介質(zhì)具有較強(qiáng)的氧化性,但因動(dòng)力學(xué)原因,沒(méi)有實(shí)際意義;堿性介質(zhì)中具有較強(qiáng)的還原性,通常認(rèn)為聯(lián)氨是一個(gè)強(qiáng)還原劑.配位作用用一個(gè)N原子向過(guò)渡金屬配位形成單核配位化合物:[Pt(NH3)2(N2H4)2]Cl2,[Co(N2H4)

羥胺NH2OH

NH2OH可視為NH3中的一個(gè)H被-OH所取代后的衍生物.

羥胺分子中N原子采取sp3雜化成鍵,含有一對(duì)孤電子對(duì),氧化態(tài)為-1.主要性質(zhì):弱堿性、配位性、氧化還原性.弱堿性：堿性、配位能力

氮的含氧化合物氮的含氧化合物：

N2O,NO,N2O3,NO2,N2O4,N2O5(s)

一氧化氮NO

NO是一個(gè)奇電子分子,具有順磁性;其氧化態(tài)為+2,具有氧化還原性;N和O原子上具有孤對(duì)電子,具有一定的配位能力.NO是無(wú)色氣體,微溶于水。

NO是熱力學(xué)不穩(wěn)定的吸熱化合物NO的分解反應(yīng)在動(dòng)力學(xué)上是惰性的,常溫常壓NO是較穩(wěn)定的,高溫下分解成N2

和O2.NO的生理作用研究表明NO是生物系統(tǒng)中對(duì)神經(jīng)傳遞起關(guān)鍵作用、高活性的簡(jiǎn)單分子.二氧化氮NO2和四氧化二氮N2O4

N:價(jià)電子2s22p3,采取sp2雜化形成2個(gè)σ

鍵.剩余1個(gè)p軌道可以和2個(gè)O平行的p軌道形成離域π鍵.五氧化二氮N2O5

N2O5

是強(qiáng)氧化劑,在高于室溫時(shí)易發(fā)生爆炸性分解,生成NO2

和O2.N2O5

室溫下是白色固體,

硝酸和硝酸鹽氮的鹵化物氮和鹵素形成的二元化合物:NX3(X=F,Cl,Br,I),N2F2,N2F4等及其衍生物.常溫下,NF3不與水、稀酸或稀堿作用;通常在250~300℃時(shí)才表現(xiàn)出它的化學(xué)活性,是強(qiáng)氧化劑和氟化劑;但70℃時(shí)就能與AlCl3

迅速反應(yīng):NCl3

常溫下是淡黃色油狀液體,具有刺激性臭味;分子具有三角錐形結(jié)構(gòu);為低極性分子,在非極性溶劑中的溶解度比極性溶劑中大。

磷是一種化學(xué)元素，處于元素周期表的第三周期、第VA族。磷有白磷、紅磷、黑磷三種同素異構(gòu)體。磷存在與人體所有細(xì)胞中，是維持骨骼和牙齒的必要物質(zhì)，幾乎參與所有生理上的化學(xué)反應(yīng)。磷還是使心臟有規(guī)律地跳動(dòng)、維持腎臟正常機(jī)能和傳達(dá)神經(jīng)刺激的重要物質(zhì)。。化學(xué)性質(zhì)：

白磷在空氣中燃燒：白磷同潮濕空氣接觸時(shí)發(fā)生緩慢氧化作用,部分能量以光能形式放出,使白磷在暗處能發(fā)光.—磷光現(xiàn)象或稱(chēng)冷焰[綠光]在堿性介質(zhì)中歧化：磷化氫的性質(zhì)

PH3

是一種無(wú)色、大蒜氣味的劇毒氣體;純的PH3

在空氣中的自燃點(diǎn)約為150℃:PH3

在水中的溶解度遠(yuǎn)小于氨;其堿性比氨弱得多:Kb≈10-28,這是由于P的原子半徑較大,PH3與H+

的結(jié)合能力較NH3的弱得多,不易形成PH4+(鏻,phosphoniun)鹽:磷的氧化物P4O6的性質(zhì)P4O6白色易揮發(fā)的蠟狀晶體,強(qiáng)毒性,易溶于有機(jī)溶劑P4O10的結(jié)構(gòu)P4O6

分子中每個(gè)P上有一個(gè)孤電子對(duì),可向O原子空的P軌道配位,形成σ配鍵;還形成了d-pπ配鍵.即在P4O6分子中每個(gè)P上增加1個(gè)端基O,形成P4O10;P與端基O的化學(xué)鍵可視為雙鍵.P4O10

的性質(zhì)P4O10是白色雪花狀晶體,低于熔點(diǎn)溫度時(shí)升華.P4O10和H2O的親和力極強(qiáng),是最強(qiáng)的化學(xué)干燥劑.磷的含氧酸及其鹽磷的鹵化物和硫化物砷、銻、鉍

砷分族的次外層為(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10,它們的陽(yáng)離子為18e-或(18+2)e-結(jié)構(gòu),有較強(qiáng)的極化作用和變形性,都是親硫元素，自然界中常以硫化