无机化学 砷、锑、铋(1) PPT课件
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原子结构和元素周期律—元素周期表(无机化学课件)
112
二、元素周期表的结构及特点
1 周期（横行）具有相同电子层数的元素按照原子序数递增的 顺序排列的一个横行。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
周期 元素种数 稀有元素序号
分类
1
2
3
2
8
8
2
10
18
短周期
4
5
6
7
18
18
32
32
36
54
86
长周期
不完全周期
（结构：三短、三长、一不全）
二、元素周期表的结构及特点
2 族（纵行） 周期表中的纵行，称为族。18列中按族分为16 族（包括7个主族、7个副族、第VIII族和零族）
02
元素周期表的结构及特点
二、元素周期表的结构及特点
二、元素周期表的结构及特点
1 周期（横行）具有相同电子层数的元素按照原子序数递增的顺 序排列的一个横行。
短周期 长周期
不完全周期
1
1
2K 2
234
5
6
7
8
9
10
L K
8 2
3 11 12
M 18
13 14 15 16 17 18 L 8
k
2
4 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
大一无机化学砷锑铋课件
24
砷、锑、铋的 +3、+5两种氧化态的氧化物及其水化物 的氧化 —-还原性，可以用惰性电子对效应解释，砷、 锑、铋的ns2电子对越来越稳定，所以 +3氧化态的还原 性依次降低，而 +5氧化态的氧化性依次增强，这还可 以用电极电势来说明。 酸性介质中：
由标准电极电势值可以看出， H3AsO4相对还原性最强，
20sbbi三价还原性递减五价氧化性递增1原子半径增大电子云重叠程度差2原子半径增大ns电子的钻穿效应使ns和np电子的能量差增大ns电子趋于惰性原子序数较大的元素ns电子成键能力弱的原因同族元素的化合物从上到下低氧化态趋于稳定高氧化态趋于不稳定的现象称为惰性电子对现象21百度文库3sb5hno5no武大吉大6sb10hno大连理工还有些说法是生成了硝酸锑主要是因为硝酸的量和它的浓度不同致使产物的不同这应该与不同的硝酸与铜的反应相似22二性质酸碱性及氧化还原性
19
砷、锑、铋的氧化态为 +3的氧化物 As2O3、Sb2O3、Bi2O3， 其稳定性依次增大但其氧化态为 +5的氧化物的稳定性 却依次降低。这是由于“惰性电子对效应”引起的， 就是同族元素的 ns2电子对越来越稳定。
20
惰性电子对效应
同族元素的化合物，从上到下，低氧化态趋于稳定， 高氧化态趋于不稳定的现象，称为惰性电子对现象
4
单质制备
硫化 物矿
砷、锑、铋的 +3、+5两种氧化态的氧化物及其水化物 的氧化 —-还原性，可以用惰性电子对效应解释，砷、 锑、铋的ns2电子对越来越稳定，所以 +3氧化态的还原 性依次降低，而 +5氧化态的氧化性依次增强，这还可 以用电极电势来说明。 酸性介质中：
由标准电极电势值可以看出， H3AsO4相对还原性最强，
20sbbi三价还原性递减五价氧化性递增1原子半径增大电子云重叠程度差2原子半径增大ns电子的钻穿效应使ns和np电子的能量差增大ns电子趋于惰性原子序数较大的元素ns电子成键能力弱的原因同族元素的化合物从上到下低氧化态趋于稳定高氧化态趋于不稳定的现象称为惰性电子对现象21百度文库3sb5hno5no武大吉大6sb10hno大连理工还有些说法是生成了硝酸锑主要是因为硝酸的量和它的浓度不同致使产物的不同这应该与不同的硝酸与铜的反应相似22二性质酸碱性及氧化还原性
19
砷、锑、铋的氧化态为 +3的氧化物 As2O3、Sb2O3、Bi2O3， 其稳定性依次增大但其氧化态为 +5的氧化物的稳定性 却依次降低。这是由于“惰性电子对效应”引起的， 就是同族元素的 ns2电子对越来越稳定。
20
惰性电子对效应
同族元素的化合物，从上到下，低氧化态趋于稳定， 高氧化态趋于不稳定的现象，称为惰性电子对现象
4
单质制备
硫化 物矿
无机化学课件氮族元素
色不亚溶硝) 酸盐绝大部分无色，易溶于水，(AgNO2浅黄
金属活泼性差，对应亚硝酸盐稳定性差。
HNO3：
(1)、 制备—— 硝酸HNO3极不稳定，仅存在于冷 而稀的溶液中。
(2)、 结构—— sp2杂化，有个大π34键。
(3)、 性质： A.不稳定——硝酸HNO3溶液中带有黄色或红棕色 是由于见光或受热分解生成的NO2溶解而造成的。
如N2-CO-CNˉ-NO+; CH4-NH3; H2SO4-H3PO4等
2. 氮的主要化合物：
NH3
(i)制备 —— 实验室用铵盐与强碱共热；工业上用 N2+H2合成得到。
(ii)结构 —— 三角锥形，sp3不等性杂化形成三个σ键、 一对孤对电子。
(iii) 性质
氨气的物理性质：
无色、有剌激性气味的气体 比空气轻 极易溶于水(极性+氢键) 易液化(分子间作用力大)
加热 ；工业上用液化空气分馏得到。
自然界里氮主要以游离态存在于大气中，
其体积分数为78%，质量分数为_7_5_%___
（ii）氮气的物理性质、化学性质
无色气体，比空气稍轻，难溶于水，难液化
π
Nσ N
π
键能比较
NN 946KJ/mol
OO 493KJ/mol
Cl Cl 247KJ/mol
由于N≡N键键能大 ，键很牢固，分子结构稳定，
金属活泼性差，对应亚硝酸盐稳定性差。
HNO3：
(1)、 制备—— 硝酸HNO3极不稳定，仅存在于冷 而稀的溶液中。
(2)、 结构—— sp2杂化，有个大π34键。
(3)、 性质： A.不稳定——硝酸HNO3溶液中带有黄色或红棕色 是由于见光或受热分解生成的NO2溶解而造成的。
如N2-CO-CNˉ-NO+; CH4-NH3; H2SO4-H3PO4等
2. 氮的主要化合物：
NH3
(i)制备 —— 实验室用铵盐与强碱共热；工业上用 N2+H2合成得到。
(ii)结构 —— 三角锥形，sp3不等性杂化形成三个σ键、 一对孤对电子。
(iii) 性质
氨气的物理性质：
无色、有剌激性气味的气体 比空气轻 极易溶于水(极性+氢键) 易液化(分子间作用力大)
加热 ；工业上用液化空气分馏得到。
自然界里氮主要以游离态存在于大气中，
其体积分数为78%，质量分数为_7_5_%___
（ii）氮气的物理性质、化学性质
无色气体，比空气稍轻，难溶于水，难液化
π
Nσ N
π
键能比较
NN 946KJ/mol
OO 493KJ/mol
Cl Cl 247KJ/mol
由于N≡N键键能大 ，键很牢固，分子结构稳定，
第12章 主族金属元素02
2
K
Sn(OH)Cl(s,白) HCl α - H 2 [Sn(OH)6 ] 4HCl H 2O [Pb(OH)]2 CO 3 (s) 铅白 CO 2 (g)
无 机 化 学 电 子 教 案
黄 玉
2.溶解性： 少数可溶：Pb(NO3)2, Pb(Ac)2(弱电解质， 有甜味，俗称铅糖)，铅的可溶性化合物都 有毒。 多数难溶： PbCl2，PbI2，PbSO4，PbCO3， PbCrO4等。
M(III)的氧化物和氢氧化物
As2O3(白) Sb2O3(白) Bi2O3(黄) 砒霜、剧毒 微溶 难溶 极难溶 两性偏酸 两性 碱性 分子晶体 分子晶体 离子晶体 As4O6 Sb4O6
水溶性 晶体结构 常温为
Bi(OH)3 As(OH)3 Sb(OH)3 碱性 对应水合物 H3AsO3 两性偏碱 两性偏酸 (微两性)
4Al + 3O2↑
（阴极） （阳极）
12.1.2 氧化铝和氢氧化铝 氧化铝：Al2O3 α - Al2O3 ：刚玉，硬度大，不溶于 水、酸、碱。 γ - Al2O3 ：活性氧化铝，可溶于酸、 碱，可作为催化剂载体。
无 机 化 学 电 子 教 案
黄 玉
有些氧化铝晶体透明，因含有杂质 而呈现鲜明颜色。
还原性： 2Al+Fe2O3→Al2O3+Fe 两性：铝是典型的二性元素。Al(III)化合 物有共价型和离子型的。以共价型为主。 缺电子性：化合物有很强的接受电子对的 能力。易形成聚合分子或接受配体的孤对电 子形成配合离子。
高淑娟大连理工大学无机化学课件第12章-s区元素
2019/8/10
9
§12.2 s区元素的单质
(the Elementary Substances of s-Block Elements)
12.2.1 碱金属和碱土金属单质 的性质
12.2.2 碱金属和碱土金属单质的 重要化学反应
2019/8/10
10
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
• 同强酸形成的盐 基本不水解。
• IA族元素的碱 和盐大多是易 溶于水的； • 而IIA元素的碱 和盐一般有较 低的溶解度。
22
第十二章 s区元素
化学性质
1. 与水反应
§12.2 s区元素的单质
（ⅠA） 2M+2H2O→2MOH+H2↑ Li Na K Rb Cs 强
现象：难熔 熔球 H2燃烧 爆炸
Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
铌 钼 锝ns1钌~n铑s2 钯 银 镉
Ga 镓 In 铟
Ge 锗 Sn 锡
As 砷 Sb 锑
Se 硒 Te 碲
Br 溴 I 碘
Kr 氪 Xe 氙
从 IA 族到 IIA 族 6
Cs Ba Lu 铯钡镥
Hf 铪
Ta 钽
W 钨
Re Os 铼锇
Ir 铱
Pt Au Hg Tl 铂金汞铊
和O2,S,H,N2,X2等反应，空 气中易氧化
无机化学教学15章氮族元素PPT课件
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。
教学方法和实验的设计与实施
明确教学目标
根据教学内容和学生实际情况 ，明确实验教学目标，确保实
验的有效性和针对性。
选择合适的实验项目
根据教学目标和实验室条件， 选择适合的实验项目，确保实 验的安全性和可行性。
准备实验器材和试剂
根据实验项目，准备所需的实 验器材和试剂，确保实验的顺 利进行。
实验操作步骤与指导
无机化学教学15章氮族元素ppt课 件
目录
• 氮族元素的简介 • 氮族元素的物理性质 • 氮族元素的化学性质 • 氮族元素的重要化合物 • 无机化学中氮族元素的教学方法和实验
01 氮族元素的简介
氮族元素的定义
01
氮族元素是指在元素周期表中第 VA族（第五主族）的元素，包括 氮（N）、磷（P）、砷（As）、 锑（Sb）和铋（Bi）等元素。
制定详细的实验操作步骤和注 意事项，为学生提供必要的实
无机化学中职ppt课件下载
无机化学的研究新进展
近几年我国无机化学在国家自然科学基金及 其它基础项目的支持下，基础研究取得突 出进展，成果累累，一批中青年专家的工 作脱颖而出。
1. 中国科技大学钱逸泰、谢毅研究小组在 水热合成工作基础上,在有机体系中设计和 实现了新的无机化学反应,在相对低的温度 制备了一系列非氧化物纳米材料
无机化学是除碳氢化合物及其衍生物外，对
所有元素及其化合物的性质和他们的反应进行实
验研究和理论解释的科学，是化学学科中发展最
早的一个分支学科。
目前已知的元素共109种，其中94种存在于自然界，15种是人造 的。代表化学元素的符号大都是拉丁文名称缩写。中文名称有些是中 国自古以来就熟知的元素，如金、铝、铜、铁、锡、硫、砷、磷等； 有些是由外文音译的，如钠、锰、铀、氦等；也有按意新创的，如氢 (轻的气)、溴(臭的水)、铂(白色的金，同时也是外文名字的译音)等。
液晶的发现可回溯到1888年，当时奥地利植物学 者Reinitzer在加热安息香酸胆石醇时，意外发现 异常的融解现象。因为此物质虽在145℃融解， 却呈现混浊的糊状，达179℃时突然成为透明的 潺潺液体;若从高温往下降温的过程观察，在 179℃突然成为糊状液体，超过145℃时成为固 体的结晶。
其后由德国物理学者Lehmann[1]利用偏光显微 镜观察此安息香酸胆石醇的混浊状态 ，证实是一 种「具有组织方位性的液体」(crystalline liquid)，至此才正式确认液晶的存在
第八章_主族金属元素(二)铝_锡_铅_砷_锑_铋
合物为缺电子化合物，这种化合物有很强的接受电
子对的能力。如：
AlF3 + HF
H[AlF4]
氯原子 AlCl3二聚分子构型
铝原子
①缺电子性
无机化学 jycjgb@126.com
Cl Al Cl
Sp3杂化
Cl Al Cl
Cl
Cl
氯桥键
AlCl3二聚分子
1. 铝的性质 ②亲氧性
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2. 氢氧化铝
c(Al3+)/mol.L-1 pH - )/mol c(Al(OH)4 pH 10-1 3.4 10-1 12.9 10-2 3.7 10-2 11.9
-
无机化学 jycjgb@126.com
表8-6 与Al(OH)3平衡的Al3+、Al(OH)4-浓度和pH的关系
10-3 4.0 10-3 10.9 10-4 4.4 10-4 9.9 10-5 4.7 10-5 8.9
（2）γ-Al2O3
无机化学 jycjgb@126.com
γ-Al2O3：是在450℃左右加热Al(OH)3分解或 (NH4)2SO4· Al2(SO4)3· 24H2O （铝铵矾）制得， 又称活性氧化铝，具有酸碱两性。 它虽不溶于水，但能溶于酸或碱中。 它是一种多孔性物质，具有很大的表面积 ，1g的γ-Al2O3的表面积可达 200-600 m2。因 此，可用作吸附剂或催化剂载体。
最新-2021年高考无机化学复习优质课件1：第九章 P区元素 精品
Al3 3NH3 H2O
Al(OH)3(s) 3NH4
Al(OH) 3 3C14H6O2 (OH)2
茜素
Al(C14H7O4 )3(红色) 3H2O
9-2-5 铝的卤化物和硫酸盐
AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3
百度文库
离子键
共价键
离子晶体
分子晶体
分子晶体：熔点低，易挥发，易溶于有机
溶剂，易形成双聚物。
3．两者氧化物的熔点和硬度都很高。
4．两者都是共价型的卤化物。
5．铍盐、铝盐都易水解。
6．Be2C象A14C3与水反应而生成甲烷：
9-3 锗分族
9--3-1 锗、锡、铅的冶炼、性质和用途
一、冶炼
锡和铅主要以氧化物或硫化物矿（如锡石SnO2和方铅矿 PbS存在于自然界。冶炼主要过程是先将矿石焙烧，使硫、砷 成为挥发性氧化物得以除去，有效成分硫化物转变为氧化物， 再用碳还原。
二、性质和用途
锗为银白色的硬金属。铅为暗灰色，重而软的金属。 锡有三种同素异性体，常见的为银白色硬度居中的白 锡，它有较好的延展性。白锡只在286—434K温度范 围内稳定，它在低于286K时转变为粉末状的灰锡，高 于434K时，转变为脆锡。这三种金属的熔点、沸点、 硬度和密度见表18—3。 锗的化合物被应用的还不多。 重要的是晶态锗，它具有金刚石那样的结构，为重要 的半导体材料。锡和铅，从金属到化合物都有广泛的 用途。
无机化学：氮族元素-3
二、亚硝酸及其盐
将等物质的量的NO和NO2混合物溶解在冰水中或向亚硝酸 盐的冷溶液中加酸时，生成亚硝酸：
NO+NO2+H2O=冷=冻=2HNO2
NaNO2+H2SO4=冷=冻=HNO2+NaHSO4 亚硝酸，淡灰蓝色、很不稳定，仅存在于冷的稀溶 液中，微热甚至冷时便分解为NO、NO2和H2O。 亚硝酸是一种弱酸，但比醋酸略强，
砷是由中国的炼丹家葛洪发现的（317年），德 国的A.Magnus在（1250年）也得到了砷。
二、元素基本性质
⒈ 基态价电子构型为ns2np3，所以主要氧化态为3，+3，+5，与氧族、卤素比较，电负性明显的小， 所以形成共价化合物是本族元素的特征。
电负性较大的N、P能形成极少数-Ⅲ价的离子型 固态化合物，Li3N、Mg3N2、Na3P、Ca3P2等，由于 N3-、P3-离子半径大容易变形，遇水强烈水解生成 NH3和PH3，所以溶液中不存在简单的N3-和P3-离子。
氮族元素通性
第一个发现磷的是德国的波兰特，他听到“尿里 可制得黄金”的传说。他就抱着发财的目的，用尿做 了大量实验，1669年他在一次实验中用砂、木炭、石 灰等和尿混合，加热蒸馏，虽没得到黄金却意外地得 到一种美丽的物质，它色白质软，在黑暗的地方能发 光，取名“冷光”，起初他极守密，不过此消息立刻 传遍了德国。
氮
氮原子间能形成多重键，因而能生成本族其它 元素所没有的化合物如叠氮化物(N3-)，偶氮化合物 (—N＝N—)等。由于N2的键能很大(946kJ·mol-1)， 加热到3273K时，只有0.1%离解。
将等物质的量的NO和NO2混合物溶解在冰水中或向亚硝酸 盐的冷溶液中加酸时，生成亚硝酸：
NO+NO2+H2O=冷=冻=2HNO2
NaNO2+H2SO4=冷=冻=HNO2+NaHSO4 亚硝酸，淡灰蓝色、很不稳定，仅存在于冷的稀溶 液中，微热甚至冷时便分解为NO、NO2和H2O。 亚硝酸是一种弱酸，但比醋酸略强，
砷是由中国的炼丹家葛洪发现的（317年），德 国的A.Magnus在（1250年）也得到了砷。
二、元素基本性质
⒈ 基态价电子构型为ns2np3，所以主要氧化态为3，+3，+5，与氧族、卤素比较，电负性明显的小， 所以形成共价化合物是本族元素的特征。
电负性较大的N、P能形成极少数-Ⅲ价的离子型 固态化合物，Li3N、Mg3N2、Na3P、Ca3P2等，由于 N3-、P3-离子半径大容易变形，遇水强烈水解生成 NH3和PH3，所以溶液中不存在简单的N3-和P3-离子。
氮族元素通性
第一个发现磷的是德国的波兰特，他听到“尿里 可制得黄金”的传说。他就抱着发财的目的，用尿做 了大量实验，1669年他在一次实验中用砂、木炭、石 灰等和尿混合，加热蒸馏，虽没得到黄金却意外地得 到一种美丽的物质，它色白质软，在黑暗的地方能发 光，取名“冷光”，起初他极守密，不过此消息立刻 传遍了德国。
氮
氮原子间能形成多重键，因而能生成本族其它 元素所没有的化合物如叠氮化物(N3-)，偶氮化合物 (—N＝N—)等。由于N2的键能很大(946kJ·mol-1)， 加热到3273K时，只有0.1%离解。
无机化学
氢qing1 氦hai4
锂li3 铍pi2 硼peng2 碳tan4 氮dan4 氧yang3 氟fu2 氖nai3
钠na4 镁mei3 铝lv3 硅gui1 磷lin2 硫liu2 氯lv4 氩ya4
钾jia3 钙gai4 钪kang4 钛tai4 钒fan2 铬ge4 锰meng3 铁tie3 钴gu3 镍nie4 铜tong2 锌xin1 镓jia1 锗zhe3
砷shen1 硒xi1 溴xiu4 氪ke4
铷ru2 锶si1 钇yi3 锆gao4 铌ni2 钼mu4 锝de2 钌liao3 铑lao3 钯ba3 银yin2 镉ge2 铟yin1 锡xi1 锑ti1 碲di4 碘dian3 氙xian1
铯se4 钡bei4 镧lan2 铈shi4 镨pu3 钕nv3 钷po3 钐shan1 铕you3 钆ga2 铽te4 镝di1 钬huo3 铒er3 铥diu1 镱yi4 镥lu3 铪ha1 钽tan3 钨wu1 铼lai2 锇e2 铱yi1 铂bo2 金jin1 汞gong3 铊ta1 铅qian1 铋bi4 钋po1 砹ai4 氡dong1
钫fang1 镭lei2 锕a1 钍tu3 镤pu2 铀you2 镎na2 钚bu4 镅mei2 锔ju2 锫pei2 锎kai1 锿ai1 镄fei4 钔men2 锘nuo4 铹lao2 钅卢lu2 钅杜du4 钅喜xi3 钅波bo1 钅黑hei1 钅麦mai4 钅达da2 钅仑lun2
氢(H)
氢是元素周期表中的第一号元素，元素名来源于希腊文，原意是"水素"。氢是由英国化学家卡文迪许在1766年发现，称之为可燃空气，并证明它在空气中燃烧生成水。1787年法国化学家拉瓦锡证明氢是一种单质并命名。氢在地壳中的丰度很高，按原子组成占15.4%，但重量仅占1%。在宇宙中，氢是最丰富的元素。在地球上氢主要以化和态存在于水和有机物中。有三种同位素：氕、氘、氚。
无机化学 砷、锑、铋 PPT课件
砷、锑、铋与 ⅢA 族金属形成 GaAs，InAs，GaSb 等物质。
它们是 ⅣA 族单质硅、单质锗 的等电子体，多是重要半导体材料。
这些材料称为 Ⅲ－Ⅴ 族半导体 材料。
2. 与酸的反应
砷、锑、铋的金属活动性介于 H 和 Cu 之间，不与盐酸反应。
但砷、锑、铋可与氧化性酸， 例如硝酸反应。
磷、砷、锑、铋与硝酸反应
3ห้องสมุดไป่ตู้P + 5 HNO3 + 2 H2O —— 3 H3PO4 + 5 NO 3 As + 5 HNO3 + 2 H2O —— 3 H3AsO4 + 5 NO
3 Sb + 5 HNO3 + 8 H2O —— 3 HSb（HO）6 + 5 NO
磷、砷、锑被硝酸氧化成 + 5 氧 化态的含氧酸：
Sb，Bi 具有导电性，其液态 时的导电性大于固态。
14. 9. 2 单质的化学性质
1. 与非金属、金属的反应 砷、锑、铋可与 O2，S，X2 等直接化合成 + 3 氧化态化合物。
与 F2 反应有 + 5 氧化态化合 物生成。
砷、锑、铋与碱金属反应生成 Na3M 型化合物。
与碱土金属生成 Mg3M2 型化 合物。
分别加热辉锑矿 Sb2S3，辉铋矿 Bi2S3 和铁的混合物，可以得到单质 锑、铋
北理无机化学第16章-d区元素(一)
IIIB
IVB
VB
VIB VIIB
Sc(OH)3
Ti(OH)4
HVO3
H2CrO4 HMnO4
碱
弱碱性
两性
两性
强酸性 强酸性 酸
性 Y(OH)3
Zr(OH)4 Nb(OH)5 H2MoO4 HTcO4 性
增 中强碱 两性 微碱
两性
弱酸性
酸性 增
强 La(OH)3
Hf(OH)4
Ta(OH)5 H2WO4
元素
Fe Co Ni Cu Zn
E (M2/M) V -0.409 -0.282 -0.236 +0.337 -0.762
从左到右，金属的标准电极电势总趋势升高，活泼性逐渐降 低。
第十六章 d区元素（一）
16.1.7 化合物的性质
§16.1 d区元素通性
1. 最高氧化态水合物的酸碱性
元素最高氧化态氧化物的水合物酸碱性
Ⅷ族元素的水平相关性 > 垂直相关性 铁系元素：Fe Co Ni 铂系元素：Ru Rh Pd , Os Ir Pt
第十六章 d区元素（一）
16.1.2 价层电子构型
§16.1 d区元素通性
(n-1)d1-10ns1-2
过渡元素的原子结构共同特点：
电子依次填充在(n-1)d轨道上，而外层只有1-2个电子， 易失去，所以它们都是金属元素。
无机化学下册：第十四章 氮族教学内容
7
元素性质变化规律
随着原子半径 的增大，ns和 (n-1)d电子的能 量差增大，所以 s价电子的成 键能力由上往 下减弱，表现为 高价态物质趋 于不稳定，低价 态趋于稳定，这 现象称为 惰性 电子对效应
N P As Sb Bi
砷族元素
电负性、第一电离势逐渐变小
ns电子对的活泼性降低 As、Sb、Bi的性质较为类似，与N、P的差 别较大 砷族：+3氧化数化合物的稳定性增强 砷族：+5氧化数的氧化性增强
-3 NH3，NH4+
-2 NH2NH2， 联氨（肼）
-1 NH2OH， 羟氨
-1/3 HN3，
叠氮酸
16
a. 制备： 工业制法
N2 + 3H2高温催、化高剂压 2NH3
实验室制法 △
(NH4)2SO4 + CaO == CaSO4 (s) + 2 NH3↑+ H2O
Mg3N2+6H2O ==3Mg(OH)2+2NH3
II. 取代反应：
NH3分子中的H可以被其它原子或基团取代，生成氨基NH2，亚氨基=NH和氮化物N的衍生物。
2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑ NH4Cl+3Cl2 ==4HCl+NCl3 (三氯化氮) NH3+NH2Cl+OH- = N2H4 (联氨)+Cl-+H2O COCl2(光气) +4NH3=CO(NH2)2 (尿素) +2NH4Cl HgCl2+2NH3=Hg(NH2)Cl↓(白) +NH4Cl
元素性质变化规律
随着原子半径 的增大，ns和 (n-1)d电子的能 量差增大，所以 s价电子的成 键能力由上往 下减弱，表现为 高价态物质趋 于不稳定，低价 态趋于稳定，这 现象称为 惰性 电子对效应
N P As Sb Bi
砷族元素
电负性、第一电离势逐渐变小
ns电子对的活泼性降低 As、Sb、Bi的性质较为类似，与N、P的差 别较大 砷族：+3氧化数化合物的稳定性增强 砷族：+5氧化数的氧化性增强
-3 NH3，NH4+
-2 NH2NH2， 联氨（肼）
-1 NH2OH， 羟氨
-1/3 HN3，
叠氮酸
16
a. 制备： 工业制法
N2 + 3H2高温催、化高剂压 2NH3
实验室制法 △
(NH4)2SO4 + CaO == CaSO4 (s) + 2 NH3↑+ H2O
Mg3N2+6H2O ==3Mg(OH)2+2NH3
II. 取代反应：
NH3分子中的H可以被其它原子或基团取代，生成氨基NH2，亚氨基=NH和氮化物N的衍生物。
2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑ NH4Cl+3Cl2 ==4HCl+NCl3 (三氯化氮) NH3+NH2Cl+OH- = N2H4 (联氨)+Cl-+H2O COCl2(光气) +4NH3=CO(NH2)2 (尿素) +2NH4Cl HgCl2+2NH3=Hg(NH2)Cl↓(白) +NH4Cl
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砷的 M（Ⅲ）氧化物的水化 物在水溶液中有两种解离方式
碱式解离 As（OH）3 —— As（OH ）2+ + OH－
酸式解离 H3 AsO3 —— H+ + H2AsO3－
H3AsO3 以酸式解离为主， 两性偏酸
H3AsO3 分子中没有 As-H 键存在，是三元酸。
H3AsO2 称为偏亚砷酸。
均为酸性物质。
As2O5 在空气中吸潮 ，易溶 于水生成砷酸 H3AsO4。
但溶解的速度较慢，As2O5 溶 于碱溶液很快并生成砷酸盐。
除正盐外，砷酸还有一氢盐 和二氢盐。
NaH2AsO4 —加热— NaAsO3 + H2O H3AsO4 和 H3PO4 的 Ka 值很
接近，也有许多相似的反应。
14. 10 砷、锑、铋的化合物
14. 10. 1 砷、锑、铋的氢化物 砷锑铋的氢化物，其沸点随着
分子体积的增大而升高
AsH3 SbH3 BiH3 沸点 / ℃ －62.5 －17 17
1. 氢化物的制备
注意从制备方法去分析物质 的化学性质。
（1） 水解法 Na3As + 3 H2O —— 3 NaOH + AsH3 Na3As + 3 HCl —— 3 NaCl + AsH3
AsO43－ 与过量的钼酸铵 在硝酸溶液中反应，生成淡黄 色的砷钼酸铵结晶
AsO43－+ 12 MoO42－+ 24 H+ + 3 NH4+ —— （ NH4）3AsMo12O40 + 12 H2O
AsO43－+ 12 MoO42－+ 24 H+ + 3 NH4+ —— （ NH4）3AsMo12O40 + 12 H2O
该法可检查出 0.007 mg 的 As 的存在。
砷可溶于 NaClO 溶液中，所 以用 NaClO 溶液可以洗掉玻璃上 的砷镜
2 As + 5 ClO－ + 6 OH－ —— 2 AsO43－ + 5 Cl－ + 3 H2O
（2） 还原性
从制备可以看出，AsH3，SbH3， BiH3 的还原性依次增强。
生成的 AsH3 可以从盐酸中逸 出，说明 AsH3 的碱性极弱。
而 Na3N 在盐酸中水解产生的 NH3 不能放出，将成铵盐。
生成的 SbH3 和 BiH3 也可以 从盐酸中逸出，说明其碱性弱
Mg3Sb2 + 6 HCl —— 3 MgCl2 + 2 SbH3 Mg3Bi2 + 6 HCl —— 3 MgCl2 + 2 BiH3
为抑制水解，盐酸需要较大 浓度。
Bi2O3 属于碱性氧化物， 不与碱反应，可以与酸反应
Bi2O3 + NaOH ≠ Bi2O3 + 6 HCl（浓）—— 2 BiCl3 + 3 H2O
2. 氧化数为 + 5 的化合物
氧化物 As2O5，Sb2O5，Bi2O5
氧化物的水化物 H3AsO4，HSb（OH）6，HBiO3
这个分解反应，若在玻璃管中 进行，管壁将形成砷镜。
砷镜显黑色、有金属光泽。
砷镜反应可检测出 As 的存在。
把含 As2O3（砒霜，0. 1 g 致命） 的样品，和 Zn，盐酸等混合加热，将 产生的气体导入玻璃管中。
生成砷镜可以说明 As 的存在。
法医鉴定砷中毒的这种方法， 叫做马氏试砷法（Marsh）。
（2） 还原法 在盐酸介质中，用金属锌可 以将 As2O3 直接还原成 AsH3
As2O3 + 6 Zn + 12 HCl —— 2 AsH3 + 6 ZnCl2 + 3 H2O
制备 SbH3 也有类似的反应 Sb3+ + 3 Zn + 3 H+ —— SbH3 + 3 Zn2+
也可以用比 Zn 强的还原剂， 还原 Sb（Ⅲ）制备 SbH3。
偏亚砷酸盐如 NaAsO2 很稳 定，其酸根具有链状结构。
氧化数为 + 3 的含氧酸中，还 原性最强的是 H3AsO3。
在碱介质中 AsO33 － 可以还原 I2 AsO33－+ I2 + 2 OH－ —— AsO43－+ 2 I－+ H2O
Sb2O3 两性偏碱，与酸、碱 均可以反应
Sb2O3 + 6 NaOH —— 2 Na3SbO3 + 3 H2O Sb2O3 + 6 HCl（浓）—— 2 SbCl3 + 3 H2O
用金属锌只能将 Bi3+ 还原成 金属 Bi。
制备 BiH3 需要更强的还原剂， 可用氢化铝锂 LiAlH4 在 －100℃ 下还原 BiCl3。
温度稍高时， BiH3 要分解。 这个反应说明 BiH3 极不稳定。 从制备反应中看出 AsH3，SbH3， BiH3 的还原性依次增强。
2. 氢化物化学性质 （1） 稳定性
砷钼酸铵的生成不如磷钼 酸铵那样容易，需要加热。
AsO43 － 与 MgCl2，NH4Cl， 氨水混合溶液的反应，将生成白色 晶体砷酸铵镁沉淀。
AsO43 － + Mg2+ + NH4+ —— MgNH4AsO4
MgNH4AsO4 与 MgNH4PO4 不溶于氨水。
14. 10. 2 砷、锑、铋的含氧化合物
Bi2O3 黄色，Bi2O5 棕色， 其余砷、锑、铋的含氧化合物 为白色。
Hale Waihona Puke Baidu
1. 氧化数为 + 3 的化合物
As2O3 两性偏酸，与碱反应较 容易，与酸的反应进行程度很小。
As2O3 + 6 NaOH —— 2 Na3AsO3 + 3 H2O As2O3 + 6 HCl（浓）—— 2 AsCl3 + 3 H2O
BiH3 在常温下很快分解，要在 液氮温度，约为 － 200 ℃ 下保存。
液氦沸点 液氮沸点 干冰升华温度 液氨沸点
－ 269 ℃ － 210 ℃ － 78 ℃ － 33 ℃
SbH3 的稳定性次之，受热分解 2 SbH3 —— 2 Sb + 3 H2
AsH3 的稳定性最好，300℃分解 2 AsH3 —3—00—℃2 As + 3 H2
AsH3，SbH3，BiH3 可以自燃。
可以还原 KMnO4，K2Cr2O7， H2SO4，H2SO3 等。
AsH3 还原银盐的反应有重要的 实际意义
2 AsH3 + 12 AgNO3 + 3 H2O —— As2O3 + 12 HNO3 + 12 Ag（黑）
这是古氏试砷法（Gutzeit）的基 本反应。该法可检出 0.005 mg 的 As。