13-氮族元素.ppt

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1、第十三章氮族元素§13-1氮族元素的通性§13-2氮和它的化合物§13-3磷和它的化合物§13-4As、Sb、Bi及其化合物§13-1氮族元素的通性一、价层电子结构和主要价态ns2np3主要氧化态：N：-3，-2，-1，NH3，N2H4，H2NOH，+1，+2，+3，+4，+5N2O，NO，N2O3，NO2，N2O5HNO2,N2O4，HNO3磷P主要价态和化合物-3，-2,+1，+3，+5PH3，P2H4,H3PO2，H3PO3H3PO4－－H4P2O7,(HPO3)nAsSbBi-3，+3，+5;+3，+5

2、;+3，+5AsH3As2O3，H3AsO3Bi2O3As2O5，H3AsO4NaBiO3二、氧化还原性最高价态的氧化性AHNO3＿＿0.94＿＿HNO2H3PO4＿＿﹣0.27＿＿H3PO3H3AsO4＿＿+0.56＿＿H3AsO3Sb2O5＿＿+0.58＿＿SbO+Bi2O5＿＿+1.6＿＿BiO+BNO3-＿＿0.1＿＿NO2-PO43-＿＿﹣1.12＿＿HPO32-+3价，中间价态的氧化性HNO2＿0.996＿NO＿1.59＿N2O︱＿＿＿＿＿1.29＿＿＿＿∣HAsO2＿＿+0.25＿＿AsS

3、bO+＿＿+0.15＿＿SbBiO+＿＿+0.32＿＿Bi其中非金属的中间价比最高价氧化性更强§13-2氮和它的化合物一、成键特征－N－sp3NH3—N＝sp2—N＝ON≡spN≡N－C≡N二、单质N21、分子结构分子轨道：1s21s*22s22s*2∏2Pyz42px2∏2Pyz*2Px*N≡N键级=3键能941.7kJ·mol﹣12p,N2:22p22pC2H2:1sp,氮比乙炔稳定的多C2H2活泼2、性质①非常稳定，与较活泼的金属才能燃烧结合,如Li3NMg3

4、N2②    N2+3H2→2NH3③生物固氮酶3、氮气实验室制备ⅰ）NH4NO2（aq）→N2+2H2O（加热）NH4Cl（aq）+NaNO2（aq）→NH4NO2ⅱ）（NH4）2Cr2O7（s）→N2+Cr2O3+4H2O（加热）ⅲ）NH3+Br2→NH4Br+N2ⅳ）NH3+CuO→Cu+N2（加热）它们的共同反应物均用氨为还原剂三、氨及铵盐（一）氨1、NH3N采用SP不等性杂化N与三个H原子分别形成σ键,在N上有一对孤对电子，键角106.63。分子结构2、性质氨高温可被CuO氧化，常温被Cl2，o2等氧

5、化，说明具有还原性。例如：其他性质请看书P101：3、氨的重要衍生物联氨N2H4：熔沸点略比H2O高，是一种还原剂.N2H4（l）+O2（g）→N2（g）+2H2O（l）△H=﹣621.74KJ·mol﹣1CO+0.5O2→CO2△H=﹣283KJ·mol﹣1H2+0.5O2→H2O（g）△H=﹣241.8kJ·mol﹣1N2H4（l）+2H2O2（l）→N2（g）+4H2O（g）△H=﹣642.2KJ·mol﹣1∴N2H4是一种高能燃料请看书103页N2H4的制备：用NH3氧化2NH3+ClO﹣→N2

6、H4+Cl﹣+H2O还原性：N2H4＋Ag＋→N2＋Ag↓N2H4+HNO2→HN3+2H2OHN3叠氮酸也是氮的氢化物，叠氮酸是一弱酸，但HN3酸性同HAcKa=1.8×10﹣5它的盐有AgN3（难溶），Pb（N3）等，受热或震动均易爆炸，常作为引爆剂HN3和N3－的分子结构分别存在1个34和2个34羟氨NH2OH：较强还原剂（不引起污染）NH2OH+AgBr→Ag+HBr+H2O+N2(或N2O)N2＋5H＋＋4e＝N2H5＋A＝-0.23VN2＋2H＋＋2H2O＋2e＝2NH2OHA＝-1.8

7、7VN2＋4H2O＋4e＝N2H4＋4OH－B＝-1.51VN2＋4H2O＋2e＝2NH2OH＋2OH－B＝-3.04V氮的氢化物性质归纳：碱性NH3>N2H4>NH2OH还原性NH2OH>N2H4>NH3NH2OH和N2H4从电极电位看：酸性时有氧化性，但当氧化剂时速率极慢，它们都是很好的还原剂，反应中不引起污染。(二)铵盐（酸性，热稳定性，还原性）1．酸性水解NH4++H2O→NH3+H3O+酸1碱2碱1酸22.热稳定性：受热分解(三种类型)挥发性酸的铵盐NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O

8、非挥发性酸的铵盐(NH4)2SO4==2NH3↑+H2SO4氧化性酸的铵盐NH4NO3==N2O↑+2H2OΔΔΔ3．鉴定:NH4+常用两种方法鉴定(1)气室法与碱共热放出NH3;晶体受热易分解使红色石蕊试纸变蓝；NH4Cl（加热）=NH3↑+HCl↑(NH4)2SO4(加热）=NH3↑+NH4HSO4(2)用奈斯勒试剂K2[HgI4]与NH4+反应生成红棕色沉淀NH4++2[HgI4