无机--氮元素

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1、氮元素关于氮元素相对原子量为14.006747。元素名来源于希腊文，原意是“硝石”。1772年由瑞典药剂师舍勒和英国化学家卢瑟福同时发现，后由法国科学家拉瓦锡确定是一种元素。氮[1]在地壳中的含量为0.0046%，自然界绝大部分的氮是以单质分子氮气的形式存在于大气中，氮气占空气体积的78%。氮的最重要的矿物是硝酸盐。氮有两种天然同位素：氮14和氮15，其中氮14的丰度为99.625%。元素类型：非金属元素　　元素原子量：１４．０１　　质子数：７　　中子数：７　　原子序数：７　　所属周期：２　　所属族数：ＶＡ　　电子层分布：L２－K５　　氮气为无色、无味的气体，熔点-209.86°C，沸点-1

2、95.8°C，气体密度1.25046克/升，临界温度-146.95°C，临界压力33.54大气压。下面让我们来讲一下单的结构特征一.原子结构二、成键特征1.形成离子键(N3-)2.形成共价键(1)三个共价单键(NH3NF3NCl3)(2)一个共价双键和一个共价单键(Cl-N=O角形)(3)一个共价三键(:N≡N::C≡N:-)(4)+5氧化态(NO3-HNO3NF4+FNO2)3.形成配位键{[Cu(NH3)4)]2+、[Os(NH3)5(N2)]2+}1、分子结构氮分子的分子轨道式为：[KK(σ2s)2(σ*2s)2(π2py)2(π2pz)2(σ2px)2]，由于氮原子的2s和2p轨道能

3、量比较接近，在形成分子时，2s和2p轨道相互作用，影响了轨道的能量，因此强成键的(σ2s)2，(π2py)2和(π2pz)2构成了N2分子中的三重键，弱成键(σ2px)2和弱反键(σ*2s)2近似抵消，它们相当于孤电子对,(σ2p)2是N2分子中填有电子的最高能级，它的电子云大部分集中在分子的两端。由于N2分子具有3个强的成键轨道，所以它具有很大的稳定性，将它分解为原子需要吸收941.69kJ·mol-1的能量。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的。氮分子的键能N≡N941.7kJ.mol-1N=N418.4kJ.mol-1N－N154.8kJ.mol-1523.3kJ.mol-1263.6

4、kJ.mol-1所以氮分子是已知的双原子分子中最稳定的化学性质（1）与氢气化合在高温高压并有催化剂存在的条件下，氮气可以和氢气反应生成氨：N2+3H2=2NH3（2）与氧气化合氮气在放电条件下也可以直接和氧气合成一氧化氮：放电N2+O2------2NO4.制备(1)空气分馏(2)实验室NH4NO2(aq)=N2↑+2H2ONH4Cl(饱和)+NaNO2(饱和)=NaCl+2H2O+N2↑(NH4)2Cr2O7(s)=N2↑+Cr2O3+4H2O8NH3+3Br2(aq)=N2↑+NH4Br2NH3+CuO(s)=N2↑+3H2O↑+3Cu氮化物一、类型1、盐型：Li3N、M3N2(M=Mg

5、、Ca、Sr、Ba)2、共价型：(CN)2、P3N5、As4N4、S2N2、S4N43、金属型：MN、M2N、M4N(M=Ti、V、Cr、Fe、Th、U等4、金刚型：HN(M=B、Al、Ga、In、Tl)1-4氮的氢化物一、氨及铵盐NH3、N2H4、N2H2、N4H4、NH2OH、HN3、NH4N3、N2H5N3像水一样，纯液氨也是电的不良导体，但却有微弱的电离作用：NH3(l)+NH3(l)NH4++NH2-酸碱体系NH4NO3+KNH2KNO3+2NH3酸碱盐溶剂1、液氨1）自偶电离液氨2）碱金属的液氨溶液金属溶于液氨溶液发生如下反应：Na=Na++e-Na++xNH3Na(NH3)x+

6、e-+yNH3e(NH3)y-特点：a.深蓝色的溶液；b.强导电性；c.还原性；d.蒸干即得原金属；e.放置缓慢分解，放出氢气，蓝色慢慢褪去。1）加合反应：又叫做氨合反应如Ag(NH3)2+，Cu(NH3)42+，Cr(NH3)63+，Pt(NH3)42+等。2、氨的化学性质Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+(Cu2+、Co2+、Co3+、Ni2+…)BF3+NH3=F3B←NH3酸碱加合物H2O+NH3NH4++OH-HCl(g)+NH3(g)NH4Cl(s)2）取代反应从两方面来考虑:一方面把NH3看作是一种三元酸，其中的氢依次被取代，生成氨基、亚氨基和氮化物。例如：623K2Na+

7、2NH3====2NaNH2+H2↑NH4Cl+3Cl2==4HCl+NCl33）氧化反应NH3分子和NH4+离子中的N的氧化数为-3，因此它们在一定条件下只能有失去电子的倾向而显还原性。氨在空气中不能燃烧，却能在纯氧中以黄色火焰燃烧：4NH3+3O2==6H2O+2N2△Hθ=-1267.75kJ·mol-1Pt4NH3+5O2===4NO+6H2O△Hθ=-903.74kJ·mol-12NH3+3Cl2(