第十三章P区元素3共31页

N 4 H 2 H 4 2 g 4 O I H O H H N g g 2 I H s 7 I 3 H 2 O
✓固体铵盐受热易分解，分解的情况因组成铵盐的酸的性质 不同而不同。
酸易挥发且无氧化性
N 4 2 C H 3 O 2 N 3 H H 2 O C 2 O
酸不挥发且无氧化性
2 N 2 2 K a 2 H 2 S 4 N I 2 N O I 2 O N 2 S O 4 K 2 S a O 4 2 H 2 O
✓在与强氧化剂作用时，NO2-又表现出其还原性。
2 K 4 5 K M 2 3 H 2 N S n 4 2 O M O O 4 5 K n 3 K 2 S N S 4 3 H O 2 O O O
二、特征
❖氮族元素性质的变化是不规则的。
❖氮族元素的价层电子构型为ns2np3，电负性不是 很大，所以形成氧化值为正的化合物的趋势比较明 显。
❖氮族元素所形成的化合物主要是共价型的，而 且原子愈小，形成共价键的趋势也愈大。
❖氮族元素的氢化物的稳定性从NH3到BiH3依次 减弱，碱性依次减弱，酸性依次增强。
结 构 分 区
s 区—ns1－2
p 区—ns2np1－6（He无p电子）
d 区—(n－1)d1－10ns1－2 (Pd无 s 电子)
f 区—(n－2)f1－14(n－1)d0－2ns2
第一节 氮族元素概述
一、包括的元素
周期系第ⅤA族元素包括氮、磷、砷、锑、铋5种 元素，称为氮族元素。氮和磷是非金属元素，砷 和锑是准金属，铋是金属元素。
氧化态 化学式 颜色
性质
＋1
N2O 无
稳定
＋2
NO 无 反应性能适中
＋3
N2O3 蓝
不稳定，易分解为N2O和NO
＋4
NO2 综
强氧化性
＋4
N2O4 无
分解为NO2
＋5
N2O5 无
不稳定，易分解为NO2和O2
A. 一氧化氮
✓NO分子中的价电子数之和为11，为奇数，被称为奇电子 分子，具有顺磁性。 ✓通常奇电子分子是有颜色的，但气态NO是无色的，液态 和固态NO中有双聚分子N2O2，它有时呈蓝色是由于含有微 量的N2O3。 ✓反应性能：氧化还原性
配位性
B. 二氧化氮和四氧化二氮
2 N 2 g O N 2 O 4 g
NO2是红棕色气体，具有特殊的臭味并有毒 T<-11.2℃ 固态，完全以N2O4它 T> 熔点 N2O4部分离解（0.01% NO2) 淡黄色 T=沸点（21.15oC） N2O4部分离解(0.1%),深棕红色 T>140℃ N2O4完全离解
N 4 3 P H 4 O 3 N 3 H H 3 P 4O
N 4 2 H S4 O N 3 H N 4 H H 4SO
酸有氧化性
N 4 2 C H 2 O 7 r N 2 C 2 O 3 4 r H 2 O
N4N H 3 O N 2O 2 H 2O
❖ 2. 氮的氧化物
✓NO2-具有一定的配位能力，可与许多金属离子形成配合物。 NO2-与Co3+生成六亚硝酸根合钴(Ⅲ)配离子[Co(NO2)6]3-，可 用来鉴定K+。
B. 硝酸及其盐
✓硝酸的制备普遍采用氨催化氧化法。得到的稀硝酸用硝酸 镁作脱水剂进行蒸馏可制得浓硝酸。
❖氮气在常温下化学性质极不活泼，不与任何元素化合， 升高温度能增进氮气的化学活性。
❖氮分子是双原子分子，两个氮原子以叁键结合。
❖N2和CO都含有14个电子，它们是等电子体，具有相似 的结构和性质。
二、氮的化合物
❖ 1. 氮的氢化物
A. 氨
✓氨分子的构型为三角锥形，它是极性分子。 ✓氨是具有特殊刺激气味的无色气体，在水中溶解度极大。 ✓氨分子间可以形成氢键，因此其熔点、沸点ห้องสมุดไป่ตู้于同族元素 磷的氢化物PH3。 ✓氨容易被液化，液氨可用作制冷剂。 ✓实验室用铵盐和强碱共热来制取氨，工业上采用合成的方 法。
✓NO2与水反应生成硝酸和NO，与碱NaOH溶液反应生成硝 酸盐和亚硝酸盐的混合物。
✓NO2是强氧化剂，氧化能力比硝酸强。
O
O
134o
•
N
O
O
134o
N
N
NO2的分子构型（V性）
O
O
N2O4的分子构型（平面形）
❖ 3. 氮的含氧酸及其盐
A. 亚硝酸及其盐
✓亚硝酸是一种弱酸，极不稳定，智能存在于很稀的冷溶液 中，溶液浓缩或加热时，分解为水和三氧化二氮，后者又分 解为一氧化二氮（棕色气体）和一氧化氮。
✓氨的化学性质较活泼，能和许多物质发生反应。
a. 加合反应
2N3 H AgAN g 3 H 2 4N3 H C2u Cu N3 H 42
b.取代反应
2Na 2N3H 3 5 oC 0 2Na2N H 2H
c. 氧化还原反应
4 N 3 H 3 O 2 6 H 2 O 2 N 2
2 H 2 N H 2 O O N 2 O 3 H 2 O N N O 2 O
（淡蓝色）
（棕色）
H 2O 冷 水 N O N2O 2HN 2 O
Na2N H 2S O4 O NaH 4H SN O 2 O
✓亚硝酸盐大多是无色的，除淡黄色的AgNO2外，一般都易 溶于水。所有亚硝酸盐都是剧毒的，还是致癌物质。 ✓亚硝酸盐在酸性介质中具有氧化性，还原产物为NO，这 一反应在分析化学中用于测定NO2-的含量。
B. 铵盐
✓氨与酸作用可以得到各种相应的铵盐。铵盐与碱金属，特 别是钾盐非常相似，原因在于二者的离子半径相近。 ✓铵盐一般为无色晶体，皆溶于水，但酒石酸氢铵与高氯酸 铵等少数铵盐的溶解度较小。 ✓铵盐在水中都有一定程度的水解。 ✓用Nessler试剂（K2[HgI4]的KOH溶液）可以鉴定试液中的 NH4+，生成沉淀的颜色从红棕到深褐色有所不同。
❖氮族元素氧化物的酸性随着原子序数的递增而 递增。
❖氮族元素在形成化合物时，除N原子最大配位 数一般为4外，其他元素的原子的最大配位数为6。
第二节 氮元素
一、氮的单质
❖氮在地壳中的含量较少，主要以单质存在于大气中，约 占空气体积的78％。
❖工业上以空气为主要原料大量生产氮气，实验室制备时 可用NH4Cl与NaNO2浓的混合溶液加热。 ❖氮气是无色、无臭、无味的气体，微溶于水。