湘大杨立新课件氮族元素教学文稿.ppt

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1、湘大杨立新课件氮族元素2分子轨道式为[KK(σ2s)2(σ*2s)2(π2Py)2(π2Pz)2(σ2Px)2]键级为3，分解N2能量941.69kJ·mol-1对比氧分子的分子轨道：[KK(σ2s)2(σ*2s)2(π2Py)2(π2Pz)2(σ2Px)2(π*2Py)1(π*2Pz)1]氮原子的2s和2p轨道能量比较接近，形成分子时，2s和2p轨道相互作用使σ轨道能量比π和π高。2py2pz15－1－2N2的化学性质与非金属反应：B、Si与氢气反应：N2+3H22NH3高温高压催化剂与氧气反应：N2+O22NO放电与金属反应：6Li+N22Li3N（IA族）3Ca+N2＝Ca3N

2、2（IIA族）250℃△15－1－3N2的制备1工业制备液体空气分馏，出水和氧气150×105Pa左右压强下钢瓶运输和使用2实验室制备NH4Cl+NaNO2＝NaCl+2H2O+N2↑(NH4)2Cr2O7(s)N2↑+Cr2O3+4H2O8NH3+3Br2(aq)＝N2↑+6NH4Br2NH3+3CuON2↑+3H2O+3Cu加热加热15－2氮的成键特征离子键同电负性较小的金属Li，Ca，Mg等形成二元氮化物2共价键同非金属形成化合物时，总是以共价键同其它原子相结合。大键：杂化的2p轨道的电子对可以参与成大键参与形成大键的几个原子尽可能共平面电子不再限定于某个原子的轨道中运动

3、大键NO2分子的轨道杂化和成键示意图3配位键氮的化合物，作为电子对给予体向金属离子配位或N2分子的孤电子对也可以向金属离子配位。15－3氮的氢化物15－3－1氨1氨的制备工业制备：1/2N2+3/2H2=NH3300×105~700×105Pa，约400~450℃实验室制备:2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)CaCl2(s)+2NH3↑+2H2OMg3N2+6H2O＝3Mg(OH)2+2NH3↑3氨的物理性质气态：常温常压下是具有刺激性气味的无色气体溶液：在20℃时ldm3水可溶解700dm3氨液态：2NH3NH4++NH2-KӨ=1.910-33（－55℃)2氨分子的结构

4、不等性sp3杂化，有一对孤电子对，分子呈三角锥形结构，键角变小至10718’，偶极矩为1.66D4氨的化学性质[NH4+][OH-][NH3]KӨ==1.810-5原子晶体，熔点高，硬度大（2）取代反应2Na+2NH3＝2NaNH2+H23Mg+2NH3＝Mg3N2+3H2↑NH4C1+3C12＝4HCl+NCl3（1）配位反应Ag++2NH3=[Ag(NH3)2]+(Cu2+、Co2+、Co3+、Ni2+…)配位H3N：+BF3＝H3N→BF3Lewis碱NH3+H2ONH4++OH-（3）氨解反应4NH3+COCl2＝CO(NH2)2+2NH4Cl4NH3+SOCl2＝SO(

5、NH2)2+2NH4Cl2NH3+HgCl2＝Hg(NH2)Cl↓+NH4ClNH3以-NH2(氨基)取代其它化合物中的原子或原子团（4）氧化反应4NH3+3O26H2O+2N24NH3+5O24NO+6H2O2NH3+3Br2＝6HBr+N22NH3+3CuO＝N2+3Cu+3H2O2NH4NO32N2+O2+4H2O5铵盐NH4+：半径143pm，和Na+是等电子体，与钾或铷盐类质同晶。NH4NO3(s)＝N2O(g)+2H2O(g)铵被氧化，爆炸NH4++H2ONH3+H3O+弱碱NH4CO3NH3↑+CO2↑+H2O热稳定性差NH4C1NH3↑+HCl↑(NH4)2SO42N

6、H3↑+NHHSO4(NH4)3PO43NH3↑+H3PO4△△15－3－2联氨1联氨的结构顺式反式N原子采取sp3杂化，3个σ键，氧化数为-2，N－N键长为145pm，N－H键长为102pm，∠HNH为108，∠NNH为102，扭转角为90～95，偶极距μ=1.85D，顺式结构。2联氨的制备2NH3+C1O－＝N2H4+C1－+H2O(NH2)2CO+NaClO+2NaOH＝N2H4+NaCl+Na2CO3+H2O3联氨的化学性质N2H4＝N2+2H2;3N2H4＝N2+4NH3动力学上是稳定的，但在热力学上是不稳定。N2H4(aq)+H2O＝N2H5+(aq)+OH－KӨ＝

7、8.7×10-7N2H5+(aq)+H2O＝N2H62+(aq)+OH－KӨ＝1.9×10-14N2H4(aq)+2X2＝4HX+N2氧化还原性4AgBr+N2H4＝4Ag+N2+4HBr15－3－3羟氨NH2OH(aq)+H2O＝NH3OH++OH－KӨ=1.910-33酸性溶液NH3OH++2H++2e－＝NH4++H2OEӨ=1.35VN2+2H2O+2H++2e－＝2NH2OHEӨ=-1.87V碱性溶液NH2OH+2H2O+2e－＝NH3·H2O