第16章氮族元素

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1、第十六章氮族元素NitrogenFamilyElementsⅤAⅥAⅦA0族2He氮7N8O9F10Ne磷15P16S17Cl18Ar砷33As34Se35Br36Kr锑52Sb52Te53I54Xe铋83Bi84Po85At86Rn学习要求1.熟悉氮元素在本族元素中的特殊性。２、掌握氮、磷以及它们的氢化物，含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途。３、熟悉本族元素不同氧化态间的转化关系，４、掌握砷、锑、铋单质及其化合物的性质递变规律。５、从结构特点上分析理解本族元素的通性和特性。第一节通性第二节氮及其化合物第三节磷及其化合物第四节砷锑铋第五节惰性电子对效应本章讲解内容元素的基本性质在

2、非金属化学中，氮族元性质的变化基本上是规律的，是由典型非金属氮到典型金属铋的一个完整过渡，因此往往被选为系统研究的对象。周期系第VA族元素，包括了氮(Nitrogen)、磷(Phosphorus)、砷(Arsenic)、锑(Stibium)和铋(Bismuth)。一、元素的发现氮由英-卢塞福、普利斯特里、瑞典-舍勒（用NaOH除空气中的CO2，P除O2）所发现。元素的基本性质元素的基本性质第一个发现磷的是德国的波兰特，他听到－“尿里可制得黄金”这样一句传说。他就抱着发财的目地，用尿做了大量实验，1669年他在一次实验中用砂、木炭、石灰等和尿混合，加热蒸馏，虽没得到黄金却意外地得到一

3、种美丽的物质，它色白质软，在黑暗的地方能发光，取名“冷光”，起初他极守密，不过此消息立刻传遍了德国。砷是由中国的炼丹家葛洪发现的（317年），德国的A.Magnus在（1250年）也得到了砷。锑是古代发现的。铋是由法国的C.J.Geoffroy从铅中分离得到的。第一节通性OrdinaryCharacter一、原子价层电子结构特点NPAsSbBinS2np3第二周期N原子没有d轨道P、As、Sb、Bi原子有（n-1）d空轨道二、氧化态及成键特征N-3,-2,-1,+1,+2,+3,+4,+5P-3，+1，+3，+5As-3，+3，+5Sb+3，+5Bi+3，+5非金属半金属

4、金属低价化合物趋于稳定氧化态成键特征离子键共价键配位键nS2np3NPAsSbBi只有N和P可以与活泼金属形成-3氧化物的离子化合物，它们只能存在于干态,水溶液中强烈水解Li3NMg2N3Ca3N2Na3PCa3P2Sb2(SO4)3Bi(NO3)3N3-+H2O==NH3+OH-Ca3P2+6H2O==3Ca(OH)2+2PH3Bi3+和Sb3+离子只存在于强酸溶液中，水溶液中强烈水解为SbO+和BiO+，或碱式盐或氢氧化物Sb3++H2O==SbO++2H+SbO++2H2O==Sb(OH)3+H+共价键配位键单键重键NH3PH3N2H4NCl3PCl5SbCl5N

5、NNN=N-HO=P(OH)3[Pt(NH3)2(N2H4)2]2+、[Cu(NH3)4]2+N原子可以进行SP3、SP2、SP等多种杂化态，因而表现为最多的氧化态，半径大的其他元素主要以SP3杂化，三、元素性质变化规律NPAsSbBi电负性、第一电离势逐渐变小nS电子对的活泼性降低As、Sb、Bi的性质较为类似，与N、P的差别较大砷族：+3氧化数化合物的稳定性增强砷族：+5氧化数的氧化性增强随着原子半径的增大，nS和(n-1)d电子的能量差增大,所以S价电子的成键能力由上往下减弱,表现为高价态物质趋于不稳定,低价态趋于稳定,这现象称为隋电子对现象砷族元素元素的基本性质二、氮族

6、元素的基本性质元素的基本性质三、氮族元素的氧化态电子构型氧化态N[He]2s22p3-3-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5P[Ne]3s23p3-3,0,+3,+5As[Ar]4s24p3-3,0,+3,+5Sb[Kr]5s25p3-3,0,+3,+5Bi[Xe]6s26p30,+3,+5元素的基本性质四、氮族元素的特性由于价电子层为ns2np3与氧族、卤素比较，它们若要获得三个电子而形成-Ⅲ价的离子是较困难的，只有电负性较大的N、P能形成极少数-Ⅲ价的离子型化合物，Li3N、Mg3N2、Na3P、Ca3P2等，由于N3-、P3-离子半径大容易变型，遇水强烈水解生成NH3

7、和PH3如：Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+3NH3Na3P+3H2O===3NaOH+3PH3本族元素形成正价的趋势较强，如NF3、PBr5、AsF5、SbCl5、BiCl3、SbCl3等，形成共价化合物是本族元素的特征。元素的基本性质从N到Bi,+V氧化态的稳定性递减,而+Ⅲ氧化态的稳定性递增。+V氧化态的氮是较强的氧化剂。除氮外从磷到铋+V氧化态的氧化性(从+V还原到+Ⅲ)依次增强。+V氧化态的磷儿乎不具有氧化性并且最稳定,而+V氧化态的铋是最强