无机化学教学课件-第十四章 氮族元素.ppt

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1、第十四章氮族元素氮N大气中的N2，动植物体内的含氮物质，智利硝石NaNO3。0.03%第18位磷P动植物体内的含磷物质，磷酸钙Ca3(PO4)2H2O，其它磷酸盐矿物。0.11%第12位砷As雄黄As4S4，雌黄As2S3，锑Sb以硫化物的形式存在辉锑矿Sb2S3，铋Bi辉铋矿Bi2S3。一单质N2是空气的重要成份之一，无色无臭无毒，溶解度小。N2分子中，两个N原子之间成三键，1个σ键，2个π键。N2是已知的最稳定的双原子分子之一。1氮气的化学性质常温下N2很稳定，表现出惰性；高温下活泼些。1°和非金属的反应§1氮和氮的化合物N2+3H22NH3需要催化剂，在一定T，

2、p下反应，高中阶段讨论过。2°和金属单质的反应类似石墨的结构N2+O2———2NO放电1200oC2B+N2———2BN(大分子)和Li反应，250℃时就很快了。6Li+N2———2Li3N高温下和Mg、Ca、Sr、Ba反应3Ca+N2———Ca3N2，(Sr：380℃，Ba：260℃)410oC2氮气的制备工业上分馏液态空气制N2。制取高纯N2，需将N2通过灼热铜网以除去O2，通过P2O5除去H2O，之后储入钢瓶。也可分解其它氧化性酸的铵盐制N2实验室中制N2，采用加热分解亚硝酸铵溶液的方法NH4NO2(aq)———2H2O+N2也有时用现生成的NH4NO2分解制N2

3、NH4Cl+NaNO2———NaCl+2H2O+N2(NH4)2Cr2O7(s)———Cr2O3+4H2O+N2储存N2的钢瓶黑瓶黄字，而O2是蓝瓶黑字。最危险的是H2瓶，深绿色瓶红字。二氮的氢化物1氨(NH3)1°NH3的分子结构2°液氨的性质－33.4oC液化，可作非水溶剂。自偶电离2H2O——H3O++OH－Kw=1.010－142NH3——NH4++NH2－K=1.910－33故液氨和H2O相似，很难电离，更难电离。Nsp3不等性杂化，三个N－Hσ键，一对孤对电子，三角锥形。和Na反应H2O和Na反应迅速，NH3和Na反应极慢，放置时反应如下：液态NH3能

4、溶解碱金属，稀溶液显蓝色。氨合电子的存在是金属液氨溶液显蓝色的原因，也是金属液氨溶液显强的还原性和导电性的依据。金属液氨溶液的导电性超过任何电解质溶液，类似金属。2Na+2NH3———2Na++2NH2－+H2↑H2逸出后，蒸干得白色固体NaNH2，即氨基钠。Na+nNH3——Na++e(NH3)n3°氨的化学性质A)络合反应氨分子中有一个孤电子对，属于路易斯碱，可与许多金属离子配位，形成络离子。氨与BF3反应：在BF3中，B：2s22px12py02pz0——sp2杂化，与3个F形成三个键。B中还有一个空的2pz轨道，所以BF3属于路易斯酸。NH3的孤电子对填到B的

5、2p空轨道中，形成配位键。AgCl+2NH3———Ag(NH3)2++Cl－NH3溶于水中形成水合氨分子NH3·H2O。NH3·H2O部分电离其中的NH4+就是NH3与H+配位得到的。上述这些反应归于氨分子中存在孤电子对，氨起路易斯碱的作用。B)还原性NH3中N（－3价），显最低价态，可以被氧化。NH3+H2O———NH3·H2O———NH4++OH－与氧气反应4NH3+3O2(纯)———2N2+6H2O4NH3+5O2———4NO↑+6H2O燃烧Pt氯和溴也能将NH3氧化NH3过量时，产物中会有NH4+。C)取代反应NH3中的H可被依次取代，生成H2N－(氨基)、(亚

6、氨基)和氮化物等衍生物。高温下，氨气可以还原CuO2NH3+3CuO———N2+3Cu+3H2O被HNO2氧化NH3+HNO2———N2+2H2O2NH3+3Cl2———N2+6HCl2NH3+3Br2———N2+6HBr2Na+2NH3——2NaNH2+H2↑NCl3受振动或受热90℃以上猛烈爆炸分解：2NCl3———N2+3Cl2而NF3却是相当稳定的无色液体。故使用剩余的银氨溶液不宜长期放置。NH4Cl+3Cl2———4HCl+NCl3(黄色油状液体)因为Cl半径大，作配体时空间效应不利，所以不稳定；而F半径小，空间效应有利，所以可稳定存在。为什么？？银氨溶液久置

7、时，会发生下列变化Ag(NH3)2+——AgNH2——Ag2NH——Ag3N生成一系列容易爆炸的物质AgNH2、Ag2NH、Ag3N。3Mg+2NH3(液)——Mg3N2+3H2制取氮化物△氨基，亚氨基，可取代其它化合物的原子或基团，发生氨解反应。氨解反应和水解类似。D)氨解反应HgCl2+2NH3——Hg(NH2)Cl↓+NH4Cl上述反应均涉及2NH3——NH4++NH2－，属氨解反应。光气(碳酰氯)尿素(碳酰氨)COCl2+4NH3———+2NH4ClNH2NH2O=C亚硫酰氯亚硫酰氨SOCl2+4NH3———+2NH4ClNH2N