第十三章氮族元素

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1、第十三章　氮族元素Chapter13　TheNitrogenFamilyElementsNitrogen(N)Phosphorus(P)Arsenic(As)Antimony(Sb)Bismuth(Bi)Electronconfiguration:ns2np3§13-1　氮及其化合物NitrogenanditsCompounds一、Generalproperties　1．其电负性（electronegativity）仅次于氟（4.0）、氧（3.5）　2．N的三重键键能大于P、C的三重键键能：NN　945kJ·mol-1，PP　481kJ·mol-1，－CC－　8355kJ·mol

2、-1；而N的单键键能很弱：　200kJ·mol-1，　346kJ·mol-1　3．氮的氧化数为-3、-1、+1、+3、+5也有-2、+2、+4　4．氮为植物和动物机体蛋白质（proteins）的成份5．存在：智利硝石(Chilesaltpeter)：NaNO3印度硝石(Indiansaltpeter)：KNO3也存在于星云和太阳大气中，天王星，海王星二、SimpleSubstance　1．N2的MO表示式：，所以键级为3，显得格外稳定。N2(g)2N(g)DdHm=945kJ·mol-1K=10-120，当T=3000℃时，N2的离解度仅为0.1%，但植物根瘤上生活的一些固氮细菌

3、能够在常温常压下把空气中的N2变成氮化物。　2．许多氮化物的DfHm＞0（吸热），而DS＜0（因为N2为气体），所以DrGf总是大于零，因此氮化物在热力学上不稳定，易分解。　3．在通常条件下，N2是化学惰性的，在一定条件下，N2与金属、非金属反应6Li+N22Li3NMg、Ca、Sr、Ba在炽热温度与N2直接化合N2+O22NON2+3H22NH3（中温，高压，催化剂）　4．Preparation:(1)Industry：液态空气分馏(2)Laboratory：NH4Cl+NaNO2NaCl+NH4NO2NH4NO2N2+2H2O三、Compounds　1．[-3]O.S.NH3

4、及其氮化物（nitride）Na3NMg3N2AlNSi3N4P3N5S4N4Cl3N202basicamphotericacidic(1)hydrolysis：Li3N+3H3O3LiOH+NH3↑Cl3N+3H3O3HClO+NH3↑(2)reduction：2NH3+3CuON2↑+3Cu+3H2O8NH3+3Br2(aq)N2↑+6NH4Br(3)大分子晶体：AlN、Si3N4、BN、Ge3N4具有高熔点，高强度材料(4)liquidammonia:强的离子化溶剂a．氨的分子轨道式b．自偶电离2NH3acidbaseNH4Cl、NH4NO3在液氨中为强酸，KNH2、Ba(

5、NH2)2在液氨中为强碱Zn(NH2)2、Al(NH2)3为amphotericc．能溶解碱金属（Na、K、Ca）生成蓝色溶液，这是由于氨合电子的存在引起的蓝色Na+(x+y)NH3+e-d．severaltypesofreactionsinliquidammonia(i)neutralizationreactionKNH2+NH4NO3KNO3+2NH3，KOH+HNO3KNO3+H2O(ii)ammonolysisPCl5+8NH3PN(NH2)2+5NH4ClPCl5+9H2O(HO)3PO+5H3OClSO2Cl2+4NH3SO2(NH)2+2NH4ClSO2Cl2+4H

6、2OSO2(OH)2+2H3OCl(iii)substitution2K+2NH32KNH2+H2，2K+2H2O2KOH+H2(iv)coordinationreactionZn(NH2)2+2NH4Cl[Zn(NH3)4]Cl2Zn(OH)2+2H3OCl[Zn(H2O)4]Cl22KNH2+Zn(NH2)2K2[Zn(NH2)4]2KOH+Zn(OH)2K2[Zn(OH)4](5)铵盐（ammoniumsalts）a．铵盐中酸根的酸性越强，铵盐的稳定性越大，即NH4I＞NH4Br＞NH4Cl＞NH4Fb．因为约等于，铵盐的性质与钾盐相似，绝大多数铵盐溶于水且完全电离c．NH

7、4Cl可除去金属表面的氧化物，所以NH4Cl称为硇砂(salammoniac)NH4Cl+3CuO3Cu+N2+3H2O+2HCld．铵盐的热分解(i)酸是不挥发的(NH4)2SO4NH3↑+NH4HSO4(NH4)3PO43NH3↑+H3PO4202(ii)酸是挥发性的NH4ClNH3↑+HCl↑(iii)酸根离子有强氧化性NH4NO3N2O+2H2ON2ON2+O2NH4NO2N2+2H2O(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2+4H2O2NH4ClO4N2+Cl2+2O2+