无机化学 第十五章 氮族元素
第15章 氮族元素 大学一年级 无机化学 课件
2. 氮的氧化物
• 一氧化氮(NO) 性质： 无色气体，水中溶解度较小。
2NOO2 2NO2 2NOCl2 2NOC氯 l( 化亚硝)酰 Fe2 NO[Fe(NO2)]
制备：
4N 3 (g H 5)2 ( O g 铂8 丝 ) 0 C 网 04 NO 62 ( O H g)
3 C 8H u 3 ( 稀 )N 3O C 3 )2 u 2 (N N 42 O O H O
5H3N 3O P 3H 3P4 O 5NO(g) 2H3 N S O H 2S4 O 2NO 103 H 32 N I 6 O H 3 1I0 O 2 N 2 O H O
大部分金属可溶于硝酸，硝酸被还原的 程度与金属的活泼性和硝酸的浓度有关。
Cu 4HNO3 (浓)
Cu(NO3 )2 2NO2 2H2O
M3g N26H 2O 2N3H 3Mg(2OH) M3g P26H 2O 2P3H 3Mg(2OH)
P4 3KOH 3H 2O
PH 3 2KH2PO 2
次磷酸钾
性质：无色气体，似大蒜臭味，剧毒
强还原性：P3 H 2O 2 H 3P4 O
2. 磷的氧化物
O2(足)
P 4 O 2( 不 足 ) P 4O 6 O 2 P 4O 10
聚磷酸(n个磷酸脱n-1个H2O)
n=3 三(聚)磷酸
O
O
n=2 焦磷酸
O
HO P O HHO P O HHO P OH
OH
OH
OH
O
O
O
HO P O P O P OH 2H2O
OH
OH
OH
•(聚)偏磷酸
(聚)偏磷酸 (n个H3PO4脱n个H2O) 偏磷酸：HPO3(n=1)，四(聚)偏磷酸：(HPO3)4
无机化学教学15章氮族元素PPT课件
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应；而一氧化氮与氢气反应生成氨气，氮元素从+2价降低到-3价，发
生还原反应。
氮族元素的配位反应
01
02
03
配位键的形成
氮族元素可以与配位体形 成配位键，如氮元素与氢 离子形成配位键。
配位反应的规律
配位反应遵循电子配对原 则，即电子总数为偶数的 电子对。
配位反应的实例
硫酸铵与氢氧化钡反应生 成硫酸钡沉淀和氨气，其 中硫酸根离子中的硫与氢 离子形成配位键。
砷在历史上曾用于制造杀 虫剂、防腐剂和颜料等， 但现在已被禁止或限制使 用，因为其具有剧毒性和 致癌性。
无机化学教学15章氮族元 素ppt课件
02 氮族元素的物理性质
氮族元素的原子结构
氮族元素位于元素周期表第VA 族，包括氮（N）、磷（P）、
砷（As）、锑（Sb）和铋 （Bi）。
氮族元素的原子结构特点是价电 子数为5，最外层电子排布为 ns²np³。
总结
磷的含氧酸和含氧酸盐是无机化学中重要的化合物，它们在自然界 中广泛存在，并具有多种应用，如磷肥可用于农业生产。
砷的含氧酸和含氧酸盐
含氧酸
砷酸、亚砷酸、次砷酸等。
含氧酸盐
砷酸盐、亚砷酸盐、次砷酸盐等。
总结
砷的含氧酸和含氧酸盐在无机化学中具有一定的研究价值， 它们在自然界中广泛存在，并具有潜在的应用前景，如砷 化合物在药物和农药等领域的应用。
由于价电子数相同，氮族元素的 原子半径相近，具有相似的电子
结构和性质。
氮族元素的单质和化合物
氮族元素的单质包括氮气、磷 单质、砷单质等。
氮族元素的化合物种类繁多， 包括氧化物、氢化物、含氧酸 及其盐等。
高中化学知识点—氮族元素
高中化学知识点规律大全——氮族元素1．氮和磷[氮族元素]包括氮(7N)、磷、(15P)、砷(33As)、锑(51Sb)、铋(83Bi)五种元素．氮族元素位于元素周期表中第V A族，其代表元素为氮和磷．[氮族元素的原子结构](1)相似性：①最外层电子数均为5个；②主要化合价：氮有－3、+1、+2、+3、+4、+5价；磷和砷有－3、+3、+5价；锑、铋有+3、+5价．(2)递变规律：按氮、磷、砷、锑、铋的顺序，随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大，失电子能力增强，得电子能力减弱，非金属性减弱，金属性增强．在氮族元素的单质中，氮、磷具有较明显的非金属性；砷虽然是非金属，但有一些金属性；锑、铋为金属．[氮族元素单质的物理性质]N2P As Sb Bi颜色无色白磷：白色或黄色红磷：红棕色灰砷：灰色银白色银白色或微显红色状态气体固体固体固体固体密度逐渐增大熔点、沸点先按N2、P、As的顺序逐渐升高，而后按Sb、Bi的顺序逐渐降低[氮气](1)氮元素在自然界中的存在形式：既有游离态又有化合态．空气中含N2 78％(体积分数)或75％(质量分数)；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素．(2)氮气的物理性质：纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小．氮气在水中的溶解度很小．在常压下，经降温后，氮气变成无色液体，再变成雪花状固体．(3)氮气的分子结构：氮分子(N2)的电子式为，结构式为N≡N．由于N2分子中的N≡N键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼．(4)氮气的化学性质：①N2与H2化合生成NH3N2 +3H22NH3说明该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理．②N2与O2化合生成NO：N2 + O22NO说明在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应．(5)氮气的用途：①合成氨，制硝酸；②代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；④保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；⑤医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；⑥利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能．[NO、NO2性质的比较]氮的氧化物一氧化氮(NO) 二氧化氮(NO2)物理性质为无色、不溶于水、有毒的气体为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水化学性质①极易被空气中的O2氧化：2NO + O2= 2NO2②NO中的氮为+2价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性与H2O反应：3NO2 + H2O＝2HNO3 + NO(工业制HNO3原理．在此反应中，NO2同时作氧化剂和还原剂)[自然界中硝酸盐的形成过程](1)电闪雷鸣时：N2+O 22NO(2) 2NO + O2= 2NO2(3)下雨时：3NO2 + H2O＝2HNO3 + NO(4)生成的硝酸随雨水淋洒到土壤中，并与土壤中的矿物作用生成能被植物吸收的硝酸盐．[光化学烟雾]NO、NO2有毒，是大气的污染物．空气中的NO、NO2污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气．NO2在紫外线照射下，发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾——光化学烟雾．因此，NO2是造成光化学烟雾的主要因素．光化学烟雾刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡．[磷](1)磷元素在自然界中的存在形式：自然界中无游离态的磷．化合态的磷主要以磷酸盐的形式存在于矿石中．动物的骨骼、牙齿和神经组织，植物的果实和幼芽，生物的细胞里都含有磷．(2)单质磷的化学性质：①与O2反应：4P+5O 22P2O5②磷在C12中燃烧：2P+3C12(不足量) 2PCl32P+5Cl2(足量) 2PCl5[磷的同素异形体——白磷与红磷]磷的同素异形体白磷红磷说明物理性质颜色、状态无色蜡状固体红棕色粉末①白磷与红磷的结构不同是物理性质存在差别的原因②由两者物理性质的不同，证明了白磷与红磷是不同的单质密度(g·cm－3)1.822.34溶解性不溶于水，溶于CS2不溶于水，也不溶于CS2毒性剧毒无毒着火点40℃(白磷受到轻微的摩擦就会燃烧；常温时，白磷可被氧化而发光)240℃化学性质白磷、红磷在空气中燃烧，都生成白色的P2O5白磷与红磷燃烧都生成P2O5，证明它们都是由磷元素形成的单质相互转化白磷红磷证明白磷与红磷所含元素相同——互为同素异形体保存方法密封保存，少量白磷保存在水中密封保存，防止吸湿切削白磷应在水中进行用途制造高纯度磷酸；制造燃烧弹、烟幕弹制造高纯度磷酸；制农药、安全火柴[五氧化二磷、磷酸](1)五氧化二磷的性质：五氧化二磷是白色粉末状固体，极易吸水(因此可作酸性气体的干燥剂)．P2O5是酸性氧化物，与水反应：P2O5+3H2O2H3PO4(2)磷酸的性质、用途：磷酸(H3PO4)是一种中等强度的三元酸，具有酸的通性．磷酸主要用于制造磷肥，也用于食品、纺织等工业．[氮、磷元素及其单质、化合物性质的比较]元素氮(N)磷(P)自然界中存在的形式游离态和化合态只有化合态单质与O2化合的情况N2+O22NO（易）4P+5O22P2O5（难）单质与H2化合的情况N2 +3H22NH32P(蒸汽) + 3H22PH3单质的化学活泼性及原因单质活泼性：N2＜P原因：N2分子中N≡N键很牢固，故N2性质稳定、不活泼氢化物的稳定性 NH 3＞PH 3 最高价氧化物对应水化物的酸性 HNO 3＞H 3PO 4非金属性 N ＞P2．铵盐 [氨](1)氨的物理性质：①氨是无色、有刺激性气味的气体，比空气轻；②氨易液化．在常压下冷却或常温下加压，气态氨转化为无色的液态氨，同时放出大量热．液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降；③氨气极易溶于水．在常温、常压下，1体积水中能溶解约700体积的氨气(因此，氨气可进行喷泉实验)；④氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用．若不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛．(2)氨分子的结构：NH 3的电子式为，结构式为，氨分子的结构为三角锥形，N 原子位于锥顶，三个H 原子位于锥底，键角107°18′，是极性分子． (3)氨的化学性质：①跟水反应．氨气溶于水时(氨气的水溶液叫氨水)，大部分的NH 3分子与H 2O 分子结合成NH 3·H 2O(叫一水合氨)．NH 3·H 2O 为弱电解质，只能部分电离成NH 4＋和OH －：NH 3 + H 2O NH 3·H 2O NH 4＋ + OH －a ．氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色．氨水的浓度越大，密度反而越小(是一种特殊情况)．NH 3·H 2O 不稳定，故加热氨水时有氨气逸出：NH 4＋+ OH －NH 3↑+ H 2Ob ．氨水的组成：氨水是混合物(液氨是纯净物)，其中含有3种分子(NH 3、NH 3·H 2O 、H 2O)和3种离子(NH 4＋和OH －、极少量的H ＋)．c ．氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水．通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里．d ．有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以NH 3·H 2O 形式存在，但计算时仍以NH 3作溶质． ②跟氯化氢气体的反应：NH 3 + HCl ＝ NH 4C1说明 a ．当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生大量白烟．这种白烟是氨水中挥发出来的NH 3与盐酸挥发出来的HCl 化合生成的NH 4C1晶体小颗粒．b ．氨气与挥发性酸(浓盐酸、浓硝酸等)相遇，因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这是检验氨气的方法之—．c ．氨气与不挥发性酸(如H 2SO 4、H 3PO 4等)反应时，无白烟生成．③跟氧气反应： 4NH 3 + 5O 2 4NO + 6H 2O说明 这一反应叫做氨的催化氧化(或叫接触氧化)，是工业上制硝酸的反应原理之一． (4)氨气的用途：①是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；②是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料；③用作冰机中的致冷剂．[铵盐]铵盐是由铵离子(NH 4＋)和酸根阴离子组成的化合物．铵盐都是白色晶体，都易溶于水． (1)铵盐的化学性质：①受热分解．固态铵盐受热都易分解．根据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同，铵盐分解时有以下三种情况：a ．组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时，则加热时酸与氨气同时挥发，冷却时又重新化合生成铵盐。
第十五章氮族元素
共价型
2019年9月11日星期三
氮与非金属元素如C,Si,P等可形成共 价型氮化物，这类化合物中，氮元素 氧化数为-3，如AlN, BN, GaN, Si3N4 等，它们都是大分子物质，熔点高。23
4. 氢叠氮酸 (HN3)
联氨被亚硝酸氧化时便可生成氢叠氮酸 HN3 (或用叠氮酸盐与酸进行复分解反应)： N2H4 + HNO2 ==== 2 H2O + HN3
773K 铁触媒
(NH4)2SO4 (s) + Ca(OH)2 (s) == CaSO4 (s) + 2 NH3↑+ 2H2O
化学性质 还原性反应
配位反应
2019年9月11日星期三
3Cl2+2NH3==N2+6HCl
3Cl2(过量)+NH3==NCl3+3HCl
NH弱3分碱子性中反的应孤电子对取倾代向反于应和别
由于放热很大，因此它及其烃 基衍生物可作为火箭的燃料。
（1）燃烧反应：N2H4(l)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(l) △H＝-624kJ·mol-1
（2）弱碱性 联氨有两对孤电子对，因此表现出
二元弱碱性，碱性比氨弱：
N2H4＋H2O==N2H5+＋OH- K1＝1.0×10-6(298K)
201N9年29H月151日+＋星期三H2O==N2H62+＋OH-
K2＝9.0×10-16(298K) 20
（3）还原性 在碱性溶液中，联氨具有较强的还 原性，被氧化的产物一般为N2 ，如： N2H4＋4OH-==N2＋4H2O＋4e ф ＝-1.15 V 4CuO＋N2H4＝2Cu2O＋N2↑＋2H2O
201N9年H9月121O日星H期三＋2Fe(OH)2＋H2O＝2Fe(OH)3＋NH3 22
第15章-氮族元素ppt课件
杂质：NH3 ,NO ,O2 , H2O等
(NH4 )2 Cr2O7 (s) N2 (g) Cr2O3 4H2O
8NH3 3Br2(aq) N2(g) 6NH4Br 2NH3 2CuO(s) N2(g) 3H2O 3Cu
2Na 2NH3 350 C 2NaNH2 H2 2Mg 2NH3 Mg3N2 3H2
K3[Cr(CN)6 ] 3K 液氨 K6[Cr(CN)6 ] K2[M(CN)4 ] 2K 液氨 K4[M(CN)4] (M Ni, Pd, Pt)
4. 氨 参 与 的主要 化 学 反 应
a. 配 位 反 应 : NH3 是Lewis碱
F3B + :NH3 = F3B:NH3
NH3 + HCl → NH4Cl
Zn2 2NH2 Zn(NH2 )2 2NH2 Zn(NH2 )42
3. 形成氨合电子
活泼的碱金属或碱土金属液氨稀溶液呈蓝色, 浓溶液呈青铜色;溶液的导电能力强于任何电解质 溶液,类似金属,顺磁性,强还原性。
M1＋(x＋y)NH3 =M1(NH3)＋y ＋e(NH3)x－（蓝色） M2＋(2x＋y)NH3 =M2(NH3)2＋y ＋2e(NH3)x－（蓝色）
N2 具有很高的稳定性, 实验表明3000℃时 只有0.1%N2 解离.
N2 分子是已知的双原子分子中最稳定的.
15-1-2 N2的化学性质
一. 与活泼金属形成晶格能大的离子型化合物
室温下,N2 仅能与Li反应： 6Li + N2 = 2Li3N
( 有实际意义的反应温度为250℃)
ⅡA族金属都要在加热条件下才能形成氮化物:
第 15 章 氮族元素
无机化学 第15章 氮族元素习题解答 20120319
第15章氮族元素习题解答1．下图为部分氮元素不同存在形态物质之间的转化图，请写出具体的反应方程式。
答案见教材各章节。
2．下图为部分磷元素不同存在形态物质之间的转化图，请写出具体的反应方程式。
答案见教材各章节。
3．解释为什么NH3的沸点是-33 ︒C，而NF3的沸点是-129 ︒C？答：因为NH3分子之间形成强的氢键，而NF3分子之间不形成氢键。
It is ammonia that has the “anomolous” boiling point as a r esult of the strong hydrogen bonds between neighboring ammonia molecules.4．利用热力学数据解释下列事实：（1）NCl3不稳定、易爆炸，NF3却很稳定；（2）NCl3不稳定、易爆炸，PCl3却不具备这样的性质；（3）NCl3和PCl3水解产物有什么不同？∆f H/（kJ⋅mol-1）：NCl3(l) 230.0 NF3(g) -132.0 PCl3(l) -319.7键能/（kJ⋅mol-1）：N-Cl 389 N-F 301 P-Cl 289Cl-Cl 243 F-F 157答：（1）根据NCl3(l) 及NF3(g) ∆f H可推测出分解反应2NX3 = N2 + 3X2，NCl3(l) 是放热反应，而NF3(g) 是放热反应。
而且根据键能推测生成的Cl2比F2更稳定。
因此NCl3不稳定、易爆炸，NF3却很稳定。
（2）N是第二周期元素，无与Cl 3p轨道能量接近的空轨道，而P是第三周期元素，最低空轨道是3d轨道，与Cl的3p轨道能量接近，形成的PCl3中的P-Cl键除σ键以外，还有p-d 反馈π键，使P-Cl 键键级大于1，相对稳定。
所以NCl3不稳定、易爆炸，PCl3却不具备这样的性质。
（3）NCl3水解是亲电水解，产物是NH3和HOCl；PCl3水解是亲电加亲核水解，产物H3PO3和HCl。
高一化学教案-第15课氮族元素 最新
第15课 氮族元素（建议2课时）[课程目标]1．认识氮族元素以及在周期表中的位置和原子结构特点2．掌握N 2的性质、了解氮的主要用途3．掌握NO 、NO 2的重要性质及其与环境的关系4．了解氨的物理性质，掌握氨的化学性质及氨的实验室制法5．了解铵盐的性质，掌握铵根离子的检验方法6．掌握硝酸的化学性质，了解硝酸的用途[要点精讲]一、氮族元素氮族元素包括N （氮）、P （磷）、As （砷）、Sb （锑）、Bi （铋）5种元素。
在元素周期表中位于ⅤA 族，最高正化合价为+5价，最高价氧化物的通式为R 2O 5 ，其对应水化物通式为HRO 3或H 3RO 4 。
最低负化合价为–3价，其氢化物通式为RH 3 。
氮族元素原子结构的异同点：相同点——最外层都是5个电子；不同点——电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。
氮族元素化学性质上主要递变规律：从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。
最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱；气态氢化物（RH 3）的热稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强；二、氮气与氮的固定1、氮气的物理性质：无色、无味气体，难溶于水，难液化，空气中含78%（体积分数）的氮气。
沸点为–195.8℃，熔点为–209.9℃2、分子结构：N ；N ≡N ；氮氮叁键键能很高。
3、化学性质：常温稳定，高温活泼。
（1）还原性：N 2 + O 2 ==== 2NO（2）氧化性：N 2 + 3H 2 2NH 34、用途：合成氨、制硝酸、作保护气等。
5、氮的固定：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做氮的固定。
氮的固定主要有自然固氮和人工固氮。
自然固氮的途径主要有两种：一种是通过闪电等产生含氮化合物的高能固氮（约占自然固氮的10%）；另一种是生物固氮，即自然界中的一些微生物种群（如豆科植物的根瘤菌）将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物（约占自然固氮的90%）。
合成氨属于人工固氮，即工业固氮。
此外还发现某些金属有机化合物可以起到根瘤菌的作用，以此做催化剂实现了常温、常压固氮，即仿生固氮。
氮族元素
N2H4 ＋ H2O = N2H5+＋OH- K1 ＝ 1.0×10-6 (298 K) N2H5+ ＋ H2O = N2H62+＋OH- K2 ＝ 9.0×10-16 (298 K)
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氮族元素
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氮族元素
弱碱性
:NH3 + H2O = NH4+ + OHNH3 + HCl = NH4Cl
在任何铵盐中加入强碱并加 热，就会释放出NH3，这是 检验是否是铵盐的反应。
NH4+ + OH- = NH3↑ + H2O
石蕊试纸
铵盐的另一种 鉴定方法是
奈斯勒试剂法
Hg
NH4+ + 2[HgI4]2- + 4OH- =[O NH2]I↓
Pb(粉末) + NaNO3 = PbO + NaNO2
亚硝酸盐遇到仲胺可形成亚硝酰，可引起消化系统癌症
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氮族元素
亚硝酸盐 的性质
亚硝酸盐除 黄色的AgNO2不溶于水外，一般 都易溶于水，亚硝酸盐有毒，是致癌物质。 重要的盐有亚硝酸钠和亚硝酸钾，主要用于 有机合成和染料工业
这就是工业制备硝酸的重要反应。
遇到强氧化剂时 表现还原性
NO2是一种强氧化剂。碳、硫、磷等 在NO2中容易起火燃烧，它和许多有 机物的蒸气混合可形成爆炸性气体。
10NO2 ＋ 2MnO4－ ＋ 2H2O = 2Mn2＋ ＋ 10NO3－ ＋ 4H＋
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3、亚硝酸盐
第15章 氮族元素
氧化性酸形成的铵盐：
Δ NH4 NO3 N2O 2H2O
N2+O2
30
第15章 氮族元素
15.2 氮的氢化物
15.2.2 联氨（NH2-NH2 或 N2H4，Hydrazine）
结构
联氨又叫 “肼”，可以看成
是氨的一个氢原子
PH3、磷的氧化物及相应含氧酸的性质； 砷锑铋的氢化物、氧化物及其水合物、三卤化物以及硫化 物的性质。
3
第15章 氮族元素 金属
IIIA 5 B 硼 IVA 6 C 碳 14 Si 硅
32 Ge 锗 50 Sn 锡 82 Pb 铅
概 非金属
0 2 He 氦 10 Ne 氖
述
电子层
VA
7 N 氮
N2 3H2 2NH3 (g)
450 ~500℃， 30 MPa ，Fe
• 实验室制备
2NH4Cl Ca (OH)2 CaCl2 2H2O 2NH3 (g)
Mg3N2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 + 2NH3↑
20
第15章 氮族元素
15.2 氮的氢化物
4、 化学性质 性质一：易形成配合物 性质二：弱碱性 性质三：取代性 性质四：氨解反应 性质五：还原性
23
第15章 氮族元素
15.2 氮的氢化物
性质一：易形成配合物
Ag 2NH3 [Ag( NH3 )2 ] H NH3 NH
性质二：弱碱性 易溶于水，形成一元弱碱
4
NH3 H2O
4AgBr + N2H4 → 4Ag + N2 + 4HBr 性质二：弱碱性（二元弱碱，比NH3略弱） 性质三：形成配合物 性质四：热力学的不稳定性（其盐能稳定存 在），存在催化剂剂时会分解： N2H4 → N2 + 2H2
氮族元素知识点整理
氮族元素，第V主族：元素符号核电荷数电子层结构原子半径pm 主要化合价氮N 7 2 5 70 -3、+1、+2、+3、+4、+5 磷P 15 2 8 5 110 -3、+3、+5砷As 33 2 8 18 5 121 -3、+3、+5锑Sb 51 2 8 18 18 5 141 +3、+5铋Bi 83 2 8 18 32 18 5 152 +3、+5【最外层电子排布、元素化合价共同点】∵最外层电子都有5个，∴最高价+5，最低价-3∴最高价氧化物R2O5，气态氢化物RH3【原子半径、金属性、非金属性的递变规律】∵原子半径随着电子层数的增加而增大，得电子能力减弱→非金属性减弱失电子能力增强→金属性增强氮、磷：较显著的非金属性砷：较弱的金属性和非金属性锑、铋：较显著的金属性氮族元素的非金属性比同周期的氧族和卤族元素弱氮气N2一、氮元素的存在：单质：氮气，占大气体积的78%，总质量的75%化合物：无机物（硝酸盐、铵盐、氮的氧化物）有机物（蛋白质、核酸）二、物理性质：无色、无味、气体标况下，密度=1.25g/L（比空气略小，但相近，只能用排水法收集）沸点：-195.8℃无色液体（液氮）难液化熔点：-209.86℃雪状固体难溶于水（1：0.02）三、氮分子的结构：分子式：N2电子式：结构式：用元素符号和短线来表示分子中原子结合的式子（一根短线表示一对共用电子，即共价键）氮分子的结构很稳定，破坏分子中的共价键需要很大的能量通常情况下，N 2的化学性质很不活泼，很难跟其他物质发生化学反应一定条件下（高温、放电），获得足够能量，能跟H 2、O 2、金属等反应四、化学性质：1、与H 2反应：N 2+ 3H 2 2NH 3 + Q （工业合成氨）【注】反应要加热，不一定是吸热反应2、与O 2反应：NO 2O N 22−−→−+放电 (无色、有毒、不溶于水)3、与金属反应：高温时，N 2能跟钾、钠、镁、钙、锶、钡等金属化合 -3232N Mg N Mg 3−−→−+高温 （式量100：CaCO 3、KHCO 3）氮化镁、灰色【镁在空气中燃烧】232N Mg N Mg 3−−→−+高温 （微量）MgO 2O Mg 22−−→−+点燃 （主要产物，因O 2比N 2活泼）C MgO 2CO Mg 22+−→−+△【氮化镁遇水】↑+↓−→−+32223NH 2OH Mg 3O H 6N Mg ）（（非氧化还原）五、用途1、 利亚N 2的稳定性（化学性质不活泼）：代替稀有气体作焊接金属时的保护气充填灯泡，防止钨丝氧化，减慢钨丝的挥发 充氮包装，食品保鲜高温高压 催化剂2、 利用液氮的低温：深度冷冻物质提供超导材料的工作环境 保存待移植的活性器官 冷冻麻醉开刀3、 利用一定条件下的反应：合成氨、制硝酸、氮肥、炸药、塑料、药品、染料等六、氮的固定（固氮）【定义】把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程1、生物固氮豆科植物根部的根瘤菌中存在固氮酶，能把空气中游离的氨变成氨（铵态氮肥）2、大气固氮——“雷电发庄稼”闪电时，大气中的氮转化为氮的氧化物，经降水生成极稀的硝酸（硝态氮肥）NO 2O N 22−−→−+放电 22NO 2O NO 2−→−+NO HNO 2O H NO 3322+−→−+3、工业固氮——“先合成氨，再生产各种化肥”N 2 + 3H 22NH 3固氮途径自然固氮 人工固氮 生物固氮 大气固氮 化学模拟生物固氮 工业固氮 高温高压 催化剂氨NH 3一、氨分子的结构：氮的气态氢化物 分子式：NH 3电子式：N HH H结构式：N HH H分子空间构型：三角锥形氮原子位于锥顶，3个氢原子位于锥底，键角107°18′，极性分子二、物理性质：1、无色、刺激性气味、气体2、比空气轻，标况下，密度=0.771g/L3、极易溶于水（1:700），形成氨水难溶 不易溶 能（可）溶 易溶 极易溶 H 2、CON 2＜O 2CO 2 1:1Cl 2 1:2 H 2S 1:2.6SO 2 1:40HCl 1:500 NH 3 1:700【喷泉实验】视频现象：气体体积迅速减小，烧杯里的酚酞溶液由玻璃管喷入烧瓶，形成红色喷泉 结论：① 氨气极易溶于水 ② 氨水溶液呈碱性原理：气体能被胶头滴管中挤出的少量液体快速吸收，使烧瓶内气体压强远远低于外界大气压关键：① 烧瓶、预先吸液的滴管、长直玻璃管外部都要干燥 ② 气体要充满圆底烧瓶③ 装置气密性好，不漏气，止水夹要夹紧 烧瓶中气体 Cl 2 CO 2 H 2S NO 2+NO HCl 滴管中液体浓NaOH浓NaOH浓NaOH浓NaOHH 2O4、易液化，成无色液体，放出大量的热（常温冷却到-33.5℃、常温加压到700-800kPa ） （易液化的气体还有：Cl 2、SO 2、HF ）液氨气化时要吸收大量热，能使周围温度剧降——制冷剂三、化学性质： 1、与水反应：NH 3 + H 2O NH 3·H 2O NH 4+ + OH -化学平衡 电离平衡【氨水中有6种微粒，3分3离】NH 3、H 2O 、NH 3·H 2ONH 4+、OH -、H +（极少量）【氨水与液氨的区别】液氨是纯净物，只有NH 3分子氨水是混合物，含6种微粒【氨水的性质】弱碱性：氨气本身不显碱性弱电解质溶液：电解质是NH 3·H 2O不稳定性：O H NH O H NH 2323+↑−→−⋅△刺激性气味：游离的氨分子挥发性：NH 3易挥发（浓氨水瓶口有白雾） 保存：密封、阴暗处密度小于纯水，越浓密度越小（28%，密度=0.91g/cm 3） 同酒精 计算氨水的浓度，以NH 3计算沉淀性：很好的沉淀剂，制取Al(OH)3、Fe(OH)3弱还原性：O H 8N Cl NH 6O H NH 8Cl 3224232++−→−⋅+ 离子方程式书写：① 反应物， 写化学式② 生成物：浓溶液+加热——NH 3↑+H 2O 稀溶液+不加热——化学式 2、与酸反应：视频Cl NH HCl NH 43−→−+ 白烟（挥发出的氨跟氯化氢化合生成的微小的氯化铵晶体）3433NO NH HNO NH −→−+ 硝铵 白烟424423S O NH S O H 2NH ）（−→−+ 硫胺 无白烟 34223HCO NH O H CO NH −→−++ 碳铵 无白烟【注】NH 3与挥发性酸反应生成铵盐，有白烟 【氨跟强酸溶液反应的本质】++−→−+43NH H NH3、与氧气反应：（最低价，具有还原性）（Pt 、Cr 2O 3）Q O H 6NO 4O 5NH 4223++→+催化剂△ 氨的催化氧化（接触氧化），工业制硝酸的基础【现象】 ① 虽然停止加热，催化剂仍能保持红热② 圆底烧瓶内出现红棕色气体 22NO 2O NO 2−→−+ ③ 紫色石蕊溶液变红 NO HNO 2O H NO 3322+−→−+ ④ 烧瓶内有时会看到白色烟雾 3433NO NH HNO NH −→−+ ⑤ 圆底烧瓶内红棕色不明显 322HNO 4O H 2O 3NO 4−→−++4、与其他氧化剂反应：Cl NH 6N NH 8Cl 34232+−→−+ 氨气过量 ——工厂检验氯气 HCl 6N NH 2Cl 3232+−→−+ 氯气过量O H 3N Cu 3NH 2CuO 3223++−→−+△H 2O 2、KMnO 4 均可氧化NH 3四、制法1、自然界：动植物体内的蛋白质腐败产生2、工业制法： 原理： N 2 + 3H 2 2NH 3 【注】可逆反应，得到的产品是3者的混合物，利用NH 3易液化的特点将其分离后，N 2和H 2可循环使用N 2：蒸馏液态空气H 2：焦炭与高温水蒸气反应 22H CO O H C +−−→−+高温222H CO O H CO +−−→−+高温3、实验室制法：、1） 固态铵盐与固体强碱加热【原料】常用消石灰，不用烧碱：① 在加热条件下烧碱对玻璃的腐蚀作用更强，试管易碎裂 ② 烧碱价格昂贵【原理】 O H 2NH 2CaCl OH Ca Cl NH 223224+↑+−→−+△）（ 强碱制弱碱【装置】固固加热，同O 2【干燥】碱石灰——干燥管、U 型管（不能用浓硫酸、无水氯化钙 CaCl 2·8NH 3）【收集】只能用向下排空气（集气试管口棉花作用：防止气体对流，有利于集满） 【检验】① 湿润的红色石蕊试纸，变蓝高温高压 催化剂② 把气体通入酚酞试液，试液变红氨气是中学化学唯一的碱性气体③ 蘸有浓盐酸的玻璃棒，白烟【验满】① 湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口，变蓝 ② 蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，白烟 【尾气】用水浸湿的棉花团2）在生石灰（或固体烧碱）中加入浓氨水生石灰（或固体烧碱）遇到浓氨水放出大量热，使一水合氨分解。
宋天佑版无机化学-第15章氮族元素
鉴定：
N H 4 + + O H -△ N H 3 ↑ + H 2 O
〔气室法，红石蕊试纸变蓝〕
NH4CI+2K2[HgI4]+KOH(奈氏试剂法） Hg
=[O Hg NH2]I↓+KCI+7KI+3H2O （红棕色沉淀）
除溶液中铵离子：用热的硝酸和盐酸的混合 物氧化铵离子成N2或NOx(复原性NH4+＞ NH3〕
对效应 同族元素自上而下，低氧化态物质比高 氧化态物质稳定的现象。
22002211//1122//2299 4 第四页，共82页。
元素(二） Li Be B C N O F
电离能(I1)
520
900
801
1086
140 2
131 4
168 1
元素（三） Na Mg AL Si P S CL
电离能(I1)
22002211//1122//22第99十五页，共812页5。
联氨〔肼〕：N2H4 。可看作是NH3分
子中的一个H被-NH2〔氨基〕取代的衍
生物。 H
H
NN
H
H
物理性质：无色可燃性液体，吸湿性强，在空气中 发烟，能与水或酒精无限混合。
22002211//1122//2299第十六页，共1182页66。
宋天佑版无机化学-第15章氮族元素
第一页，共82页。
§15-1 氮族元素的通性
元素符号
N P As Sb Bi
价电层结构 2s22p3 3s23p3 4s24p3 5s25p3 6s26p3
主氧化数 -3→+5-+33，,++15，-3，+5+3，+3,+5 +3,+5
氮族元素
（3）强氧化性、 ①与金属反应（除Au、Pt外，大部分金属能与硝 酸反应） a．Cu与浓、稀硝酸均能反应，其反应方程式分别为： 。 b．铁、铝遇冷的浓硝酸能发生钝化，原因是故可用铁、铝容器运输冷的浓硝酸。 ②与非金属的反应 碳、硫、磷与浓硝酸反应的化学方程式分别为： 。
二、氮气 1．分子结构 电子式为
，结构式为 ， 氮氮三键很牢固。 2．化学性质 (1)与H2的反应：N2+3H2 2NH3 (2)与O2的反应： 。 (3)与Mg的反应： Mg3N2与H2O反应的化学方程式为： Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑。
3．氮的氧化物 (1)氮的五种正价能生成六种氧化物，它们均有 毒，能污染空气。其中属于酸酐的有亚硝酸 酐： N2O3 ，硝酸酐： N2O5 。 (2)NO是无色、难溶于水的 气 体，在常温下 它很容易与空气中的O2化合，生成红棕色、刺激 性气味的有毒的NO2，反应方程式为 ，NO与O2 不能 (填“能”或“不能”)共存。 实验室常用 Cu 和 稀硝酸 反应制取NO，反应方程 式为 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ， 排水集气 收集方法为 。 工业上用氨氧化法制取NO。
一、氨 1．分子结构 电子式： ，结构式： ，三角锥形， 极性 分子 2．物理性质 无色，有 刺激性 气味的气体，比空气轻， 易 液化， 700 极易溶于水(1: )。
3．化学性质 氨水呈碱性，密度 小于 3 1g/cm NH3+H2O NH3•H2O NH4++ OH– NH3+HCl→ (白烟，可用于检验) NH3+HNO3→ (用于制造氮肥、炸药) 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 (肥田粉) NH3+O2→ + H2O(工业制硝酸) NH3+Cl2→N2+NH4Cl（产生白烟，可用于检验Cl2） NH3 +Al3++ H2O→ + NH4+ 4．用途：制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱、化纤，作制 冷剂。
《高二化学氮族元素》课件
- 工业：合成氨、焊接、气瓶 - 农业：肥料、农药 - 化学：生产氮化物、硝化物，如硝酸铵
磷的应用
- 农业：磷肥、农药 - 工业：太阳能电池、LED、半导体材料 - 医药：治疗肾结石、骨折等疾病
砷的应用和危害
- 工业：染料、涂料、玻璃、农药 - 危害：长期接触砷化物可导致各种癌症和其他疾病
总结
高二化学氮族元素
这是一份关于氮族元素的 PPT 课件。我们将介绍氮族元素的概念、特点、性 质、应用价值以及它们在工业和生物体中的重要性。
概念和特点
氮族元素是第五族元素，包括氮、磷、砷等。这些元素具有电子亲和力小、电负性小、化学活性稳定等 特点，因此具有独特的化学性质。
氮
氮具有很高的稳定性，在自然界中是一种气体。它在生命体中的重要性体现在构成蛋白质、核酸等有机 化合物中。此外，氮气还是一种广泛运用于工业的气体，如合成氨、焊接等。
氮族元素的反应
氮族元素之间是可以相互反应氮和氧可以反应生成 二氧化氮，磷和氧反应会产生五氧化二磷等。
元素 氮 磷 砷
化合物 二氧化氮(N2O) 五氧化二磷(P4O10) 三氧化二砷(As2O3)
应用及危害
氮族元素在生命体中扮演重要的角色，也广泛应用于工业和生活中。例如，氮气广泛用于冶金、化学和 电力行业中；磷化物应用于LED、太阳能电池等产业。然而，它们也可能造成环境污染和生物毒性，需 要注意和严密控制。
工业中的砷化物
砷化物广泛应用于染料、涂料、 玻璃等领域，但长期暴露在砷 化物中会对人类健康造成危害。
磷
磷是一种非金属元素，常见的有磷酸盐矿物。磷具有很高的生物活性，是构成DNA、ATP等分子的重要 元素。此外，磷的化合物广泛用于农业生产、医疗、建筑材料等领域。
高中化学氮族元素知识点
2NO + O2= 2NO2
②NO 中的氮为+2 价，处于中间价态，(工业制 HNO3 原理．在此反应中，
既有氧化性又有还原性
二氧化氮(NO2) 为红棕色、有刺激性气味、有毒的 气体，易溶于水
与 H2O 反应：
3NO2 + H2O＝2HNO3 + NO
NO2 同时作氧化剂和还原剂)
2NO (2) 2NO + O2= 2NO2(3)下雨时：3NO2 + H2O＝2HNO3 + NO
可缺少的元素．
(2)氮气的物理性质：纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小．氮气在水中的溶解度很
小．在常压下，经降温后，氮气变成无色液体，再变成雪花状固体．
(3)氮气的分子结构：氮分子(N2)的电子式为
N≡N 键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼． (4)氮气的化学性质：
①N2 与 H2 化合生成 NH3 N2 +3H2
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，通力根1保过据护管生高线产中敷工资设艺料技高试术中卷0资不配料仅置试可技卷以术要解是求决指，吊机对顶组电层在气配进设置行备不继进规电行范保空高护载中高与资中带料资负试料荷卷试下问卷高题总中2体2资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况1卷中下安，与全要过，加度并强工且看作尽护下可1都关能可于地以管缩正路小常高故工中障作资高；料中对试资于卷料继连试电接卷保管破护口坏进处范行理围整高，核中或对资者定料对值试某，卷些审弯异核扁常与度高校固中对定资图盒料纸位试，置卷编.工保写况护复进层杂行防设自腐备动跨与处接装理地置，线高尤弯中其曲资要半料避径试免标卷错高调误等试高，方中要案资求，料技编试术写5、卷交重电保底要气护。设设装管备备置线4高、调动敷中电试作设资气高，技料课中并3术试、件资且中卷管中料拒包试路调试绝含验敷试卷动线方设技作槽案技术，、以术来管及避架系免等统不多启必项动要方高式案中，；资为对料解整试决套卷高启突中动然语过停文程机电中。气高因课中此件资，中料电管试力壁卷高薄电中、气资接设料口备试不进卷严行保等调护问试装题工置，作调合并试理且技利进术用行，管过要线关求敷运电设行力技高保术中护。资装线料置缆试做敷卷到设技准原术确则指灵：导活在。。分对对线于于盒调差处试动，过保当程护不中装同高置电中高压资中回料资路试料交卷试叉技卷时术调，问试应题技采，术用作是金为指属调发隔试电板人机进员一行，变隔需压开要器处在组理事在；前发同掌生一握内线图部槽 纸故内资障，料时强、，电设需回备要路制进须造行同厂外时家部切出电断具源习高高题中中电资资源料料，试试线卷卷缆试切敷验除设报从完告而毕与采，相用要关高进技中行术资检资料查料试和，卷检并主测且要处了保理解护。现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
氮族元素基础知识要点课件
氮族元素的化合物
• 氨气（NH3） • 硝酸（HNO3） • 亚硝酸（HNO2） • 氮氧化物（NOx）
氮气的制备和应用
1
制备方法
氮气可以通过加热含氮化合物（如氨）并与空气中的氧反应，或者通过液态空气分离 获得。
2
工业应用
氮气广泛用于保护食品、制造电子产品、灭火和制造氨肥料等工业应用。
3
实验室应用
氮族元素基础知识要点 ppt课件
本课件介绍氮族元素的基础知识要点，包括原子结构和周期表中的位置，氮 族元素的常见性质，以及氮族元素在生活中的重要应用。
原子结构和周期表
原子结构
周期表
氮族元素的原子结构包括核子、 原子核和电子云，这些结构决 定了元素的化学性质。
氮族元素在周期表中位于第15 族，具有相似的电子排布和化 学性质。
氮气被用于实验室中的反应保护、干燥溶剂和制备高纯度化合物。
氮族元素室气体的 一种，对全球气候变暖 起着重要作用。
2 水体富营养化
氮肥的过度使用导致农 业污染，水体富营养化 对水生生物造成危害。
3 酸雨形成
氮氧化物和硫氧化物共 同导致酸雨的形成，对 植被和环境造成破坏。
不活泼
氮族元素在常温下较为稳定，不与大多数物 质发生反应，适合作为惰性气体使用。
氮族元素的重要应用
肥料生产
氮族元素广泛用于农业肥料的 制造，促进植物生长和提高农 作物产量。
液态氮的应用
液态氮被用于制冷冻藏食品、 保护生命器官和制造高温超导 体等领域。
爆炸物制造
一些氮族元素化合物具有爆炸 性，被广泛用于炸药和火箭推 进剂的制造。
氮分子
氮分子由两个氮原子通过共享 电子形成，具有较高的稳定性 和广泛的应用。
无机化学教学课件 15章 氮族元素
2021/6/18
23
d．铵盐的热分解
(i) 酸是不挥发的
(NH4)2SO4 (NH4)3PO4
∆ NH3↑+ NH4HSO4 ∆ 3NH3↑+ H3PO4
(ii) 酸是挥发性的
NH4Cl
∆ NH3↑+ HCl↑
(iii) 酸根离子有强氧化性
15 — 1 — 2 N2的化学性质 Chemical Property of N2
许多氮化物的fHm ＞0（吸热），而rS＜0（因为N2为气体），所以 rGm 总是大于零，因此氮化物在热力学上不稳定，易分解。
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 + N2 → 2Li3N Mg、Ca、Sr、Ba在炽热温度与N2直接化合 N2 + O2 → 2NO N2 + 3H2 → 2NH3 （中温，高压，催化剂）
2.26
Sn
0
GaAs
1.42
InAs
0.36
5. 聚合能力：三族中不少元素具有较强的 成簇能力，例如由B原子构
成簇骨架的硼烷和由 B，C
原子构成簇骨架的硼碳烷.
2021/6/18
8
氮族元素通性
2021/6/18
9
15 — 1 氮的单质 Nitrogen Simple Substance
氮 (Nitrogen)：大气的主要成分，大规模制备是通过分馏液态空气实 现的. 但因需求量太大仍然促使人们谋求建立某种成本更低的制备工艺.最大 的用途是用于制造氮肥、其他含氮 化合物和作保护气体. 高纯 N2 要进一步 除水和氧. 液氮 ( b.p. -196 ℃ )是一种重要的致冷剂.
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N
P
As
Sb
Bi
2s22p3
3s23p33d
4s24p34d
5s25p35d
6s26p36d
本族在基态时有半充满的p轨道，和同周期中 前后元素相比各有相对较高的电离势。同时本族元 素除N原子以外，其它原子的最外电子层有空的d 轨道，因此除N原子配位数不超过4以外，其它原子 的最高配位数为6
HNO2 HNO2 0.99 1.29 NO N 2O
氧 化 数 为 +3 的 氮 族 化 合 物
H3PO4 0.276 H3PO3 H3AsO4 0.56 H3AsO3
Sb 2O5 0.58 SbO Bi 2O5 1.6
BiO
除亚硝酸为氧化剂外，其他均为还原剂。
第十五章 氮族元素
第十五章 氮族元素
§15.1 通性
根据元素电势图(p463)：
1. 氧化数为+5的氮族化合物，在酸性介质中都是 氧化剂，特别是HNO3和Bi2O5，在碱性介质中氧 化性较弱； 2. 氧化数为+3的氮族化合物，除HNO2有明显的氧 化性，亚磷酸及盐有强还原性外，As(Ⅲ)、 Sb(Ⅲ)、Bi(Ⅲ)都是弱的还原剂；
第十五章 氮族元素
3. 除单质P以外，其它单质元素无论酸碱介质都不 发生歧化反应
第十五章 氮族元素
§15.1 通性
4. 氧化数为-3的氮族化合物，除NH3和NH4+是弱
的还原剂外，其它都是强的还原剂。
第十五章 氮族元素
§15.1 通性
氧化还原性
EA v
电对
HNO3 H3AsO4
电极电势
0.94 0.56 HNO2 H3AsO3
煮沸 加热
N2 + 2H2O N2 + Cr2O3 + 4H2O
第十五章 氮族元素
§15.2 氮及其化合物
三、氮的氢化物
氮的氢化物主要有：NH3、N2H4、HN3、 NH2OH等。
1. NH3
结构 N原子价电 子结构
2s
2p
sp3杂化
第十五章 氮族元素
§15.2 氮及其化合物
H H N的氧化数为-3
6Li + N2 Mg + N2
2B + N2
常温 高热 白热
2Li3N Mg3N2
2BN
第十五章 氮族元素
§15.2 氮及其化合物
N2制备：工业上主要是通过分馏液态空气而实
现。液N2 b.p.，-196℃(77K)，是工业和实验室常用
冷冻剂。N2主要是非化学用途，是为金属加工、石 油炼制和食品工业过程提供保护。 实验室制备少量N2： NH4NO2(aq) (NH4)2Cr2O7
第十五章 氮族元素
§15.2 氮及其化合物
3. 形成配位键 N2和许多氮化合物含孤对电子，可以向金属离 子配位，如：[Cu(NH3)4]2+、 [(NH3)5 Ru(N2)(NH3)5]4+。
第十五章 氮族元素
§15.2 氮及其化合物
二、氮在自然界中的分布和单质氮 N2主要存在于大气中，4×1015吨。智利硝 石NaNO3。N2：b.p.，75K；m.p.，63K。 N2分子轨道式
[KK(σ2s ) (σ ) (π2py ) (π2pz ) (σ2px ) ]
п N п
2
* 2 2s
2
2
2
σ
N
第十五章 氮族元素
§15.2 氮及其化合物
三个化学键的键能941.69kJ.mol-1，N2是双原子 分子中最稳定的。 高温高压催化剂合成NH3。高温放电，制NO。 N原子可以获得3个电子达到稳定的8电子构型， 并吸收2148 kJ.mol-1的能量，因此，生成离子型氮化 物的元素只能是电离势小而且其氮化物具有高晶格 能的金属。如，ⅠA和ⅡA族金属。
Sb 2O5 0.58 SbO Bi 2O5 1.6 1.22 BiO
2 HPO3
H3PO4 0.276 H3PO3
EB v
PO3 4
氧 化 数 为 +5 的 氮 族 化 合 物
除+5氧化态的磷几乎无氧化性 外，其他均为氧化剂。
第十五章 氮族元素
§15.1 通性
EA v 电对 电极电势
§15.1 通性
EA v 电对 电极电势
P 0.063 PH3 As 0.60 AsH3 Sb Bi 0.51 SbH 3 0.3 BiH3
氧 化 数 为 -3 的 氮 族 化 合 物
除NH3, NH4+外，其他均为强还原剂。
§15-2 氮及其化合物
一、氮的成键特征和价键结构 N原子电负性3.04，仅次于F和O，显示高活性。 N2分子的惰性证明N原子的活性及成键稳定性。 N的三个成单电子和一个孤电子对，致使其具 有以下成键特征：
+4，+5
+3, +5 +5
第十五章 氮族元素
§15.1 通性
该族元素价电子为ns2np3，其最高氧化数 可达+5。对Bi原子，出现了充满的4f和5d能 级，f、d电子对原子核的屏蔽作用较小，6s电 子又有较大的钻穿作用，故使6s能级显著降 低，从而使6s电子成为“惰性电子对”而不 易参加成键，常显示出+3氧化态。
H 107° sp3杂化
强极性，形成氢键。最低氧化数-3，有一对孤 对电子，决定了其物理化学性质。
第十五章 氮族元素
§15.2 氮及其化合物
物理性质 N族元素氢化物中，NH3有最高凝固点、熔解 热、蒸发热、溶解度。 在水中溶解度：273K 1dm3溶解1200dm3 NH3， 293K时，1dm3水溶解700dm3 NH3。
第十五章 氮族元素
§15.2 氮及其化合物
1. 形成离子键 和碱金属、碱土金属作用生成N3- 的离子型固 体化合物，但不稳定，遇水水解。 2. 形成共价键 1)、sp3杂化形成三个共价单键，保留一对孤对电 子，NH3； 2)、sp2杂化形成一个双键和一单键，保留一对孤 对电子，Cl-N=O； 3)、sp杂化形成一个三键，N2和CN-； 4)、2s中的一对电子参与形成大π键，形成+5氧化 态，如HNO3
第十五章 氮族元素
Chapter 15 The Nitrogen Family Elements
§15-1 氮族元素的通性
N P As Sb Bi
原子半径 增大，金属性增强 离子半径 减小 电离能 减小 电负性 ，-2，-1 元素氧化数 -3 -3, +1 -3, +3, +3, +5 +3，+5 +1，+2，+3