宋天佑版无机化学 第15章氮族元素
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 N H N
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。
化学性质：
⑴ 碱性： 二元弱碱（两孤电子对），碱性 N2H4＜NH3 N2H4+H2O=N2H5++OHN2H5++H2O=N2H62++OHK1=3.0×10-6 K2=7.0×10-15
本族元素特点：
P→Bi
+Ⅴ氧化态的氧化性依次增强，即稳定性减弱；
+Ⅲ氧化态的还原性依次减弱，即稳定性增强。
H3PO4非常稳定；NaBiO3+Mn2+→Bi（Ⅲ）+MnO4H3PO3有较强的还原性， BiCI3稳定
As、Sb :
+Ⅲ
+Ⅴ
B
Al
C
Si
N
P
ns2np1~3
Ga
In
Ge
Sn
As
Sb
ns2(n-1)d10np1~3 6s24f145d106p1~3
铵盐在晶型、颜色、溶解度等方面都与相 应的钾盐、铷盐类似。有相同的沉淀试剂，均 为无色晶状化合物，易溶于水，强电解质。
⑴ 易水解 强酸的铵盐水解显酸性
+ NH4 +H2O
NH3〃H2O+H
+
⑵ 热稳定性差 受热易分解
固态铵盐→NH3↑+ 酸（或酸式铵）
挥发酸
（H2CO3 ，HCl） 难挥发酸 NH4Cl=NH3↑+ HCl↑ NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O
硝酸的氧化性规律
⑴ 非金属中除Cl2、O2和稀有气体外，都能 与硝酸反应→对应高价氧化物或含氧酸+NO 3C+4HNO3=3CO2↑+4NO↑+2H2O S+2HNO3=H2SO4+ 2NO↑ 3P+5HNO3+2H2O=3H3PO4+5NO↑ 10HNO3+3I2=6HIO3+10NO+2H2O
Tl
Pb
Bi
ns和np的钻穿效应差异增大,6s电子被稳定.
1.惰性电子对效应 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。
2.电离能
元素(二） Li Be B C N O F
电离能(I1) 520 900 801 1086 1402 1314 1681
元素（三） Na
Mg
AL
Si
P
S
5HNO2+2MnO4-+H+=5NO3-+2Mn2++3H2O
Pb+NaNO3
高温
PbO+NaNO2
亚硝酸盐的性质
⑴ 稳定性 ⅠA、ⅡA盐的稳定性较高。 ⑵ 溶解性 AgNO2↓浅黄，余一般溶于水。 ⑶ 氧化还原性 ⑷ 配位性 K3[Co(NO2)6] 工业用盐含大量NaNO2 (甜但不咸）,亚硝 酸盐大量用于染料和有机合成工业，均有毒， 致癌。肉类加工中常加入硝酸盐和亚硝酸盐做 发色剂。
·· ∶N ∶ O ···
奇分子，有磁性
物性：无色有毒气体，微溶于水，但不与水作 用，不助燃。
化性：还原性 加合性 2NO+O2=2NO2 FeSO4+NO=[Fe(NO)SO4]
硫酸亚硝酰合铁（Ⅱ），棕色溶液，不稳定。
NO2 N:1s22s22p3杂化后形成3个杂化轨道 - - 结构: N .. O.
（NH4）2SO4=NH3↑+NH4HSO4
(NH4)3PO4=3NH3↑+H3PO4 NH4NO2=N2↑+2H2O NH4NO3=N2O↑+2H2O=N2↑+1/2O2↑+2H2O 2NH4CIO4=CI2↑+2O2↑+N2↑+4H2O
(H2SO4，H3PO4)
氧化性酸
(NH4)2Cr2O7 =N2↑+Cr2O3+4H2O
-3， -3， +1， +3， 主氧化数 -3→+5 +3,+5 +3,+5 +3,+5 +5 共价、离子半径 依次增大 第一电离能 1402.3 1011.8 944 831.6 703.3 -1 (kJ〃mol ) 电负性 3.04 2.19 2.18 2.05 2.02 （非）金属性 非金属 准金属 金属
SbCl3+H2O→SbOCl↓+2HCI
§15-2 氮和它的化合物
一、氮的成键特征和价键结构 二、氮元素的氧化态-吉布斯自由能图 三、氮在自然界的分布和单质氮 四、氮的氢化物 五、氮的含氧化物 六、氮的卤化物
一、氮的成键特征和价键结构
氮原子的成键特征和价键结构
结构基础 杂化态 σ键 π键 孤电子对 分子形态 化合物举例 0 0 1 1 2 2 0 1 0 1 0 1 正四面体 NH4+ NH3、NF3 三角锥 三角形 角形 直线形 直线形 O-N CL
2、结构： 3、性质 ⑴与非金属反应 ⑵ 与金属反应 ⅠA
N2+3H2
∶N≡N∶
[KK ( 2s )2 (* s )2 ( 2p y )2 ( 2p z )2 ( 2p )2 ] 2
高温、高压 催化剂 放电
2NH3
N2+O2
2NO
6Li+N2=2Li3N(常温），余不直接作用。
ⅡA
3Ca+N2=Ca3N2 （加热）
常见硫酸盐N2H4·2SO4 ，盐酸盐N2H4· H 2HCI ⑵ 不稳定性 在空气中燃烧并放出大量热。 加热即爆炸分解。可作火箭的燃料。 N2H4（l）+ O2（g）=N2（g）+2H2O（l)
⑶ 氧化还原性（类同H2O2）
酸中主显氧化性（慢）EAθ（N2H5+/NH4+）=1.27V EAθ（N2/N2H5+）= -0.23V 碱中为强还原剂 EBθ（N2/N2H4）=-1.15V 4CuO+N2H4=2Cu2O+N2 ↑+2H2O N2H4+2X2=4HX+N2 例如：在硫酸肼中加入少量溴水溴水褪色，有气 体放出。N2H62++2Br2=N2+4Br-+6H+
四、氮的含氧化合物
1.氧化物 N 2O NO N 2O 3 NO2 N 2O 4 N 2O 5
状态
颜色
g
无
g
无
l
蓝
g
棕红
g
无
s
白
NO
(CO,N2O)中性氧化物，不成盐氧化物
2 2 2 2 2 KK(2S （* S （2PY） 2PZ） 2PX） * PY） ） 2） （ （ （ 2 1 结构：
氢叠氮酸（了解） ：无色有刺激性气味的液 体,易挥发. sp sp2 · · HN3 ¨ N N∶
H
N 〃
〃
制法：N2H4+HNO2=2H2O+HN3 NaN3+H2SO4=NaHSO4+HN3
酸性：Ka=1.8×10-5
HN3+NaOH=NaN3+H2O
不稳定性： 2HN3=3N2+H2
2NaN3=2Na+3N2 Ag、Cu、Pb、Hg等盐加热易爆， AgN3=Ag+N2 氧化还原性：水溶液中歧化 HN3+H2O=NH2OH+N2↑ N3-是一个拟卤离子，性质类似于卤离子 AgN3 白色固体，难溶于水。
四、氮的氢化物
1、氨
⑴制备
N2+3H2
高温、高压 催化剂
2NH3
N H H H
2NH4 Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O
(NH4)2SO4+CaO=CaSO4+2NH3↑+H2O
氮化物水解：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ 蒸发热.(?) 介电常数大，溶解度大。
2.亚硝酸及其盐
HNO2的制备
NaNO2+HCI
冷冻
NaCI+HNO2 2HNO2
sp2 杂 化
NO+NO2+H2O
冷冻
HNO2的结构
HNO2的性质 ⑴ 不稳定性：仅存在于冷的稀溶 液中，浓缩或加热即分解。
⑵ 弱酸性 HNO2
H
+
+NO2 K=5×10-4
⑶ 氧化还原性
亚硝酸盐制备
2HNO2+2I-+2H+=2NO+I2+2H2O
CL
电离能(I1) 496 738 578 787 1012 1000 1251
3.易形成共价化合物
N、P半径较小，可形成少数氧化数为-3的 固态离子化合物。Li3N ; Ca3P2 ; Mg3N2等，但 遇水强烈水解，溶液中无N3-，P3-离子。
电负性较小的Sb、Bi能形成部分氧化数为 +3的离子化合物Sb2(SO4)3;Bi(NO3)3.但金属性 很弱，溶液中强烈水解，阳离子是SbO+，BiO+， 无游离的Sb3+，Bi3+。
3.硝酸及其盐
HNO3的制法 工业 4NH3+5O2=4NO+6H2O 2NO2+H2O=2HNO3+NO 实验室 NaNO3+H2SO4 = NaHSO4+HNO3 2NO+O2=2NO2
HNO3的结构
H
氢键
N：sp2
Π 34
90° O N· 130° · 115° · O
O ·
HNO3的性质 物性：纯酸为无色液体，易溶于水，易挥发。 溶解了过多NO2的浓HNO3常显黄棕色。 化性：⑴ 不稳定 见光受热易分解 4HNO3=2H2O+4NO2+O2 ⑵ 强酸性 稀酸在水中全部电离 ⑶ 强氧化性 HNO3 作氧化剂，其还原产物由HNO3 浓度、 还原剂活性及反应条件决定 HNO3→NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH3（NH4+）等
羟氨： NH2OH
H H
¨ N-OH
纯羟氨是无色固体，不稳定，易溶于水 碱性：NH2OH+H2O=NH3OH++OH- Kθ=9.1×10-9 强度 NH3＞N2H4＞NH2OH 析) (从提供电子对的能力上分
不稳定性：288K以上分解 3NH2OH=NH3↑+N2↑+3H2O 水溶液及其盐如[NH3OH]CI，[NH3OH]NO3较稳定 (氧化)还原性：NH2OH+AgBr=Ag+1/2N2+HBr+H2O
鉴定：
+ NH4 +OH
△
NH3↑+H2O
（气室法，红石蕊试纸变蓝）
NH4CI+2K2[HgI4]+KOH(奈氏试剂法） Hg = [O NH2]I↓+KCI+7KI+3H2O Hg （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(还原性NH4+＞NH3）
3.氨的衍生物
NH2 氨基
NaNH2
NH 亚氨基
Ag2NH
N 氮化物
Li3N
2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑（623K） C 还原反应
4NH3+3O2（纯）=6H2O+2N2
空气中不燃烧
4NH3+5O2
Pt 800-1000℃
4NO+6H2O
2.铵盐
r(NH4+)=148pm ;r(Rb+)=148pm ;r(K+)=133pm
第十五章 氮族元素
§15-1 §15-2 §15-3 §15-4 §15-5 氮族元素的通性 氮和它的化合物 磷和它的化合物 砷、锑、铋 盐类的热分解
§15-1 氮族元素的通性
元素符号 价电层结构 N
2 3
P
2 3
As
2 3
Sb
2 3
Bi
2 3
2s 2p 3s 3p 4s 4p 5s 5p 6s 6p
共 价 键
N
N
sp
3
4 3 3
sp
2
O O
O
2
N
N
N≡
离子键N3： 配 → N： 位 → 键≡N：
sp
2 1
[O
：
+ O]
N≡N：
离子型氮化物，Li3N;Ca3N2;Mg3N2等
配位化合物；氨合物；胺合物； 过渡金属氮分子配位化合物
二、氮元素的氧化态-吉布斯自由能图 三、氮在自然界的分布和单质氮
1、自然界分布：主以单质存在于空气中。土壤中含一些铵盐、 硝酸盐，也是组成动植物体中蛋白质的重要元素。
sp2等性杂化
-
2个σ键
.O
1个Π34
物性：红棕色有特殊臭味的有毒气体，易压缩 成Hale Waihona Puke Baidu色N2O4气体。
N2O4
无色
升温 加压
2NO2
＞150℃
2NO+O2↑
红棕色
化性: 易溶水、碱 3NO2+H2O=2HNO3+NO
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
强氧化性 弱还原性 C、P、S等在NO2中易起火燃烧。 MnO4-+5NO2+H2O=Mn2++2H++5NO3-
白热条件 2B+N2=2BN（大分子化合物）
B、Al
4、制备 工业分馏液态空气：少量的O2可通过红热的铜丝或CrCl2除去， 痕量水用P2O5吸收。 实验室：NH4Cl（饱和）+NaNO2→NH4NO2+NaCl NH4NO2→N2↑+2H2O (NH4)2Cr2O7=N2↑+Cr2O3+4H2O (火山爆发） 8NH3+3Br2(aq)=N2↑+6NH4Br * 2NH3+3CuO= N2↑+3H2O+3Cu（除N2中的NH3） 化学模拟生物固氮
同族氢化物中NH3具有最高的溶沸点、凝固点、熔解热、
2NH3(l)
NH4 +NH2 xNH3(l)+Na +
Na
+
+е（NH3）x
液氨能溶解碱金属、Ca、Sr、Ba等生成兰色溶液。将溶液蒸 干，就可得到原来的金属。氨合电子是金属液氨溶液显兰色 的原因，也是它具有强还原性和导电性的根据。
⑷化性 A 加合反应 : NH3·2O ; NH3·+ ; Ag(NH3)2+ ; * CaCL2· 3 ; H H 8NH Cu(NH3)42+ B 取代反应 :
H N H N
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。
化学性质：
⑴ 碱性： 二元弱碱（两孤电子对），碱性 N2H4＜NH3 N2H4+H2O=N2H5++OHN2H5++H2O=N2H62++OHK1=3.0×10-6 K2=7.0×10-15
本族元素特点：
P→Bi
+Ⅴ氧化态的氧化性依次增强，即稳定性减弱；
+Ⅲ氧化态的还原性依次减弱，即稳定性增强。
H3PO4非常稳定；NaBiO3+Mn2+→Bi（Ⅲ）+MnO4H3PO3有较强的还原性， BiCI3稳定
As、Sb :
+Ⅲ
+Ⅴ
B
Al
C
Si
N
P
ns2np1~3
Ga
In
Ge
Sn
As
Sb
ns2(n-1)d10np1~3 6s24f145d106p1~3
铵盐在晶型、颜色、溶解度等方面都与相 应的钾盐、铷盐类似。有相同的沉淀试剂，均 为无色晶状化合物，易溶于水，强电解质。
⑴ 易水解 强酸的铵盐水解显酸性
+ NH4 +H2O
NH3〃H2O+H
+
⑵ 热稳定性差 受热易分解
固态铵盐→NH3↑+ 酸（或酸式铵）
挥发酸
（H2CO3 ，HCl） 难挥发酸 NH4Cl=NH3↑+ HCl↑ NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O
硝酸的氧化性规律
⑴ 非金属中除Cl2、O2和稀有气体外，都能 与硝酸反应→对应高价氧化物或含氧酸+NO 3C+4HNO3=3CO2↑+4NO↑+2H2O S+2HNO3=H2SO4+ 2NO↑ 3P+5HNO3+2H2O=3H3PO4+5NO↑ 10HNO3+3I2=6HIO3+10NO+2H2O
Tl
Pb
Bi
ns和np的钻穿效应差异增大,6s电子被稳定.
1.惰性电子对效应 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。
2.电离能
元素(二） Li Be B C N O F
电离能(I1) 520 900 801 1086 1402 1314 1681
元素（三） Na
Mg
AL
Si
P
S
5HNO2+2MnO4-+H+=5NO3-+2Mn2++3H2O
Pb+NaNO3
高温
PbO+NaNO2
亚硝酸盐的性质
⑴ 稳定性 ⅠA、ⅡA盐的稳定性较高。 ⑵ 溶解性 AgNO2↓浅黄，余一般溶于水。 ⑶ 氧化还原性 ⑷ 配位性 K3[Co(NO2)6] 工业用盐含大量NaNO2 (甜但不咸）,亚硝 酸盐大量用于染料和有机合成工业，均有毒， 致癌。肉类加工中常加入硝酸盐和亚硝酸盐做 发色剂。
·· ∶N ∶ O ···
奇分子，有磁性
物性：无色有毒气体，微溶于水，但不与水作 用，不助燃。
化性：还原性 加合性 2NO+O2=2NO2 FeSO4+NO=[Fe(NO)SO4]
硫酸亚硝酰合铁（Ⅱ），棕色溶液，不稳定。
NO2 N:1s22s22p3杂化后形成3个杂化轨道 - - 结构: N .. O.
（NH4）2SO4=NH3↑+NH4HSO4
(NH4)3PO4=3NH3↑+H3PO4 NH4NO2=N2↑+2H2O NH4NO3=N2O↑+2H2O=N2↑+1/2O2↑+2H2O 2NH4CIO4=CI2↑+2O2↑+N2↑+4H2O
(H2SO4，H3PO4)
氧化性酸
(NH4)2Cr2O7 =N2↑+Cr2O3+4H2O
-3， -3， +1， +3， 主氧化数 -3→+5 +3,+5 +3,+5 +3,+5 +5 共价、离子半径 依次增大 第一电离能 1402.3 1011.8 944 831.6 703.3 -1 (kJ〃mol ) 电负性 3.04 2.19 2.18 2.05 2.02 （非）金属性 非金属 准金属 金属
SbCl3+H2O→SbOCl↓+2HCI
§15-2 氮和它的化合物
一、氮的成键特征和价键结构 二、氮元素的氧化态-吉布斯自由能图 三、氮在自然界的分布和单质氮 四、氮的氢化物 五、氮的含氧化物 六、氮的卤化物
一、氮的成键特征和价键结构
氮原子的成键特征和价键结构
结构基础 杂化态 σ键 π键 孤电子对 分子形态 化合物举例 0 0 1 1 2 2 0 1 0 1 0 1 正四面体 NH4+ NH3、NF3 三角锥 三角形 角形 直线形 直线形 O-N CL
2、结构： 3、性质 ⑴与非金属反应 ⑵ 与金属反应 ⅠA
N2+3H2
∶N≡N∶
[KK ( 2s )2 (* s )2 ( 2p y )2 ( 2p z )2 ( 2p )2 ] 2
高温、高压 催化剂 放电
2NH3
N2+O2
2NO
6Li+N2=2Li3N(常温），余不直接作用。
ⅡA
3Ca+N2=Ca3N2 （加热）
常见硫酸盐N2H4·2SO4 ，盐酸盐N2H4· H 2HCI ⑵ 不稳定性 在空气中燃烧并放出大量热。 加热即爆炸分解。可作火箭的燃料。 N2H4（l）+ O2（g）=N2（g）+2H2O（l)
⑶ 氧化还原性（类同H2O2）
酸中主显氧化性（慢）EAθ（N2H5+/NH4+）=1.27V EAθ（N2/N2H5+）= -0.23V 碱中为强还原剂 EBθ（N2/N2H4）=-1.15V 4CuO+N2H4=2Cu2O+N2 ↑+2H2O N2H4+2X2=4HX+N2 例如：在硫酸肼中加入少量溴水溴水褪色，有气 体放出。N2H62++2Br2=N2+4Br-+6H+
四、氮的含氧化合物
1.氧化物 N 2O NO N 2O 3 NO2 N 2O 4 N 2O 5
状态
颜色
g
无
g
无
l
蓝
g
棕红
g
无
s
白
NO
(CO,N2O)中性氧化物，不成盐氧化物
2 2 2 2 2 KK(2S （* S （2PY） 2PZ） 2PX） * PY） ） 2） （ （ （ 2 1 结构：
氢叠氮酸（了解） ：无色有刺激性气味的液 体,易挥发. sp sp2 · · HN3 ¨ N N∶
H
N 〃
〃
制法：N2H4+HNO2=2H2O+HN3 NaN3+H2SO4=NaHSO4+HN3
酸性：Ka=1.8×10-5
HN3+NaOH=NaN3+H2O
不稳定性： 2HN3=3N2+H2
2NaN3=2Na+3N2 Ag、Cu、Pb、Hg等盐加热易爆， AgN3=Ag+N2 氧化还原性：水溶液中歧化 HN3+H2O=NH2OH+N2↑ N3-是一个拟卤离子，性质类似于卤离子 AgN3 白色固体，难溶于水。
四、氮的氢化物
1、氨
⑴制备
N2+3H2
高温、高压 催化剂
2NH3
N H H H
2NH4 Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O
(NH4)2SO4+CaO=CaSO4+2NH3↑+H2O
氮化物水解：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ 蒸发热.(?) 介电常数大，溶解度大。
2.亚硝酸及其盐
HNO2的制备
NaNO2+HCI
冷冻
NaCI+HNO2 2HNO2
sp2 杂 化
NO+NO2+H2O
冷冻
HNO2的结构
HNO2的性质 ⑴ 不稳定性：仅存在于冷的稀溶 液中，浓缩或加热即分解。
⑵ 弱酸性 HNO2
H
+
+NO2 K=5×10-4
⑶ 氧化还原性
亚硝酸盐制备
2HNO2+2I-+2H+=2NO+I2+2H2O
CL
电离能(I1) 496 738 578 787 1012 1000 1251
3.易形成共价化合物
N、P半径较小，可形成少数氧化数为-3的 固态离子化合物。Li3N ; Ca3P2 ; Mg3N2等，但 遇水强烈水解，溶液中无N3-，P3-离子。
电负性较小的Sb、Bi能形成部分氧化数为 +3的离子化合物Sb2(SO4)3;Bi(NO3)3.但金属性 很弱，溶液中强烈水解，阳离子是SbO+，BiO+， 无游离的Sb3+，Bi3+。
3.硝酸及其盐
HNO3的制法 工业 4NH3+5O2=4NO+6H2O 2NO2+H2O=2HNO3+NO 实验室 NaNO3+H2SO4 = NaHSO4+HNO3 2NO+O2=2NO2
HNO3的结构
H
氢键
N：sp2
Π 34
90° O N· 130° · 115° · O
O ·
HNO3的性质 物性：纯酸为无色液体，易溶于水，易挥发。 溶解了过多NO2的浓HNO3常显黄棕色。 化性：⑴ 不稳定 见光受热易分解 4HNO3=2H2O+4NO2+O2 ⑵ 强酸性 稀酸在水中全部电离 ⑶ 强氧化性 HNO3 作氧化剂，其还原产物由HNO3 浓度、 还原剂活性及反应条件决定 HNO3→NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH3（NH4+）等
羟氨： NH2OH
H H
¨ N-OH
纯羟氨是无色固体，不稳定，易溶于水 碱性：NH2OH+H2O=NH3OH++OH- Kθ=9.1×10-9 强度 NH3＞N2H4＞NH2OH 析) (从提供电子对的能力上分
不稳定性：288K以上分解 3NH2OH=NH3↑+N2↑+3H2O 水溶液及其盐如[NH3OH]CI，[NH3OH]NO3较稳定 (氧化)还原性：NH2OH+AgBr=Ag+1/2N2+HBr+H2O
鉴定：
+ NH4 +OH
△
NH3↑+H2O
（气室法，红石蕊试纸变蓝）
NH4CI+2K2[HgI4]+KOH(奈氏试剂法） Hg = [O NH2]I↓+KCI+7KI+3H2O Hg （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(还原性NH4+＞NH3）
3.氨的衍生物
NH2 氨基
NaNH2
NH 亚氨基
Ag2NH
N 氮化物
Li3N
2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑（623K） C 还原反应
4NH3+3O2（纯）=6H2O+2N2
空气中不燃烧
4NH3+5O2
Pt 800-1000℃
4NO+6H2O
2.铵盐
r(NH4+)=148pm ;r(Rb+)=148pm ;r(K+)=133pm
第十五章 氮族元素
§15-1 §15-2 §15-3 §15-4 §15-5 氮族元素的通性 氮和它的化合物 磷和它的化合物 砷、锑、铋 盐类的热分解
§15-1 氮族元素的通性
元素符号 价电层结构 N
2 3
P
2 3
As
2 3
Sb
2 3
Bi
2 3
2s 2p 3s 3p 4s 4p 5s 5p 6s 6p
共 价 键
N
N
sp
3
4 3 3
sp
2
O O
O
2
N
N
N≡
离子键N3： 配 → N： 位 → 键≡N：
sp
2 1
[O
：
+ O]
N≡N：
离子型氮化物，Li3N;Ca3N2;Mg3N2等
配位化合物；氨合物；胺合物； 过渡金属氮分子配位化合物
二、氮元素的氧化态-吉布斯自由能图 三、氮在自然界的分布和单质氮
1、自然界分布：主以单质存在于空气中。土壤中含一些铵盐、 硝酸盐，也是组成动植物体中蛋白质的重要元素。
sp2等性杂化
-
2个σ键
.O
1个Π34
物性：红棕色有特殊臭味的有毒气体，易压缩 成Hale Waihona Puke Baidu色N2O4气体。
N2O4
无色
升温 加压
2NO2
＞150℃
2NO+O2↑
红棕色
化性: 易溶水、碱 3NO2+H2O=2HNO3+NO
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
强氧化性 弱还原性 C、P、S等在NO2中易起火燃烧。 MnO4-+5NO2+H2O=Mn2++2H++5NO3-
白热条件 2B+N2=2BN（大分子化合物）
B、Al
4、制备 工业分馏液态空气：少量的O2可通过红热的铜丝或CrCl2除去， 痕量水用P2O5吸收。 实验室：NH4Cl（饱和）+NaNO2→NH4NO2+NaCl NH4NO2→N2↑+2H2O (NH4)2Cr2O7=N2↑+Cr2O3+4H2O (火山爆发） 8NH3+3Br2(aq)=N2↑+6NH4Br * 2NH3+3CuO= N2↑+3H2O+3Cu（除N2中的NH3） 化学模拟生物固氮
同族氢化物中NH3具有最高的溶沸点、凝固点、熔解热、
2NH3(l)
NH4 +NH2 xNH3(l)+Na +
Na
+
+е（NH3）x
液氨能溶解碱金属、Ca、Sr、Ba等生成兰色溶液。将溶液蒸 干，就可得到原来的金属。氨合电子是金属液氨溶液显兰色 的原因，也是它具有强还原性和导电性的根据。
⑷化性 A 加合反应 : NH3·2O ; NH3·+ ; Ag(NH3)2+ ; * CaCL2· 3 ; H H 8NH Cu(NH3)42+ B 取代反应 :