氮族元素ppt课件.ppt

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1、第16章氮磷砷本章要求1、根据原子结构的特点理解氮、磷、砷元素的主要氧化态及成键特征。2、掌握氮的单质、氢化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构，性质和用途。3、掌握磷的单质、卤化物、氧化物、含氧酸及盐的结构，性质和用途。4、了解砷的重要化合物的性质和应用。16-1、元素的基本性质电负性、第一电离势逐渐变小P到As原子半径增加不多-----位于第4周期的As，由于次外层为18电子结构，d电子屏蔽效应小，导致有效电荷Z*增大，4s轨道能量减少。价电子层构型和氧化态ns2np3半充满，稳定电子构型氧化态N[He]2s22p3-3-2,-1,0,+1,+

2、2,+3,+4,+5P[Ne]3s23p3-3,0,+3,+5As[Ar]4s24p3-3,0,+3,+51.有获得3个电子形成M3-的趋势实际只有半径小，电负性大的N、P可形成极少数氧化数为-Ⅲ的具有离子键特征的固态化合物，但遇水强烈水解，溶液中无N3-，P3-离子。如Li3N,Mg3N,Ca3P2离子化合物As不可形成As3-2.没有M5+的离子化合物，M3+的离子化合物只有半径大的元素中才能形成，As3+简单离子只在强酸中存在3.N、P、As主要形成氧化态+Ⅲ、+Ⅳ的共价化合物ns2np3形成共价化合物是它们的主要成键特征N与同族其他元素性质的差

3、异：1.N-N单键键能反常地比P-P单键小。2.N=N和N≡N的键能又比其他元素的大。3.N的最大配位数为4，而P、As可达到5或6。4.N有形成氢键的倾向，但氢键强度要比O和F的弱。第二周期N原子没有d轨道P、As原子有（n-1）d空轨道N、P、As的元素电势图p517自然界氮的存在形态空气中N2的体积含量为78%化合态的氮存在于有机体中,是组成动植物体的蛋白质和核酸的重要元素.结构式:NNN2:[KK(2s)2(*2s)2(2P)4(2P)2]由于N2分子中存在叁键N≡N，所以N2分子具有很大的稳定性，将它分解为原子需要吸收946kJ•m

4、ol-1的能量。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的。16-2-1.氮16-2氮和氮的化合物与CO为等电子体NH4Cl饱和+NaNO2NH4NO2+NaClΔN2↑＋2H2ONH4NO2氮的制备实验室制法工业制法：分馏空气。N2↑＋Cr2O3+4H2O(NH4)2Cr2O7△△2NH3+3CuO3Cu+N2↑＋3H2O8NH3+3Br2（aq）N2↑＋6NH4Br△含少量NH3、NO、O2和H2O等杂质3N2↑＋2Na（l）2NaN3△极纯的N2(火山爆发）（除N2中的NH3）物理性质无色、无味的气体,难溶于水,熔点:63K,沸点:77K,较低,临界温

5、度126K，因此难液化,只有在加压和极低温度下才能得到液氮，作致冷剂,呈惰性.性质化学性质加热加压催化剂N2+3H22NH3N2+O22NO放电6Li+N22Li3N(常温)3Ca+N22Ca3N2(炽热，MgSrBa相似)3B+N22BN(白热，大分子化合物)化性不活泼，常温不反应，高温下活泼性增强。锂与空气常温下反应,保存应注意加热时与活泼金属Li，Ca，Mg等反应，生成离子型化合物。非金属反应金属反应氮气用途合成氨制硝酸充填灯泡焊接金属的保护气保存粮食N2+3H22NH3高温高压催化剂化学模拟生物固氮固氮：把空气中的N2转化为可利用的含氮化合物的

6、过程。生物固氮：依靠某些微生物（如豆科植物的根瘤菌），通过生物催化剂－固氮酶的作用，在常温常压，温和条件下将空气中的氮气转变为氨。人工固氮：用化学方法，将空气中的氮转变为氮的化合物。化学模拟生物固氮：利用化学方法模拟固氮酶的作用，在温和条件下，将氮转变为氨。豆科植物的根瘤固氮原理：使N2活化，削弱N原子间的牢固三重健，使它容易发生化学反应。固氮酶中含有过渡金属与氮分子形成的配合物，此配合物使N2活化，易于被还原。实验证明，氮分子与过渡金属形成的化学键，不仅有经典的σ配位键，还有π反馈键，导致氮分子的三键被削弱，氮分子被活化。一、氨16-2-2氮的氢化物

7、制备实验室：2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O(NH4)2SO4+CaO=CaSO4+2NH3↑+H2O氮化物水解：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑*N2＋H2773K,30～70MPaFe触媒NH3工业制法哈伯法(NH4)2SO4＋2NaOH2NH3↑＋Na2SO4＋2H2OΔ氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一哈伯获得1918年诺贝尔化学奖结构特点：一个σ孤电子对，强极性，易形成氢键，最低氧化数（-3）。同族氢化物中NH3具有最高的溶沸点、凝固点、熔解热、蒸发热.介电常数大，溶解度大。Sp3不等

8、性杂化，三角锥形1、物理性质常温下，无色、有刺激性气味的气体，易液化（致冷剂），易缔合，(分子