氮族元素的性质、分类和应用

1、氮的氧化物
4°NO2 （ NO2 棕红色气体）
1、氮的氧化物
5°N2O4 是一种混合酸酐
1、氮的氧化物
6°N2O5
白色固体，是HNO3 的酸酐，气体分子的结构：
2、亚硝酸(HNO2)及其盐
1 °亚硝酸的分子结构
一般来说，反式结构稳定性大于顺式。因 为双键O于OH在两侧， 彼此间排斥利小，稳 定。HNO2分子中，N采取SP2不等性杂化.
氮族元素的性质、分类和应用
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N 氮：大气中的N2，动植物体内的含氮物质， 智利硝石NaNO3。0.03% 第18位
P 磷：动植物体内的含磷物质，磷酸钙 Ca3(PO4)2·H2O，其它磷酸盐矿物。 0.11% 第12位
As砷、Sb锑、Bi铋：以硫化物的形式存在。
§1. 氮和氮的化合物
一.单质 N2 N2是空气的重要成份之一，无色无臭无
氮化物受碰撞容易爆炸，如NaN3在受碰撞之后 会发生爆炸
2、氨的化学性质
4°铵盐的热分解反应
铵盐不稳定，易分解成氨气和相应的酸
特殊：
3、氨的制备
工业：单质直接化合法
实验室制法 ：
氮化物水解可得NH3：
Ca3N2 + 6H2O =3Ca(OH)2 + 2NH3
（二）联氨 N2H4
1、结构
毒，溶解度小。N2分子中，两个N之间成三 键，1个σ2个π，N2是已知的双原子分子中 最稳定的之一。
1 .氮气的化学性质
1°和非金属的反应
N2 + 3H2 －－2NH3 催化剂，一定T.P下反应
2°和金属单质的反应
高温下和Mg、Ca、Ba、Li反应: 3Ca + N2---Ca3N2 （ Ca:410℃,Ba:260 ℃) 6Li + N2 --- 2Li3N (Li反应250℃就很快了)
离子形成配合物 ：
3、联氨的制备
用NaClO氧化过量NH3水制取N2H4
（三）、羟氨
NH2OH看成是NH3中的H被OH取代，仍有孤对电 子，可以配位。
NH2OH显弱碱性
其氧化还原性能和联氨相似，由于动力学原因作氧 化剂时反应速度慢，在酸中碱中均是还原剂。
2NH2OH + 2AgBr =2Ag + N2 + 2HBr + H2O
（四）、叠氮酸（HN3 无色液体）
1、性质 ：N3-也是一种拟卤离子
a 酸性：它是氮的氢化物中唯一的酸性物质
b: 重金属难溶盐：AgN3, PbN6, HgN3 均为难溶盐（白） c: 稳定性：活泼金属的叠氮酸盐较稳定
HN3不稳定，受热爆炸分解 2HN3 =H2 + 3N2 Pb, Ag等叠氮酸盐不稳定，易爆炸
2、氨的化学性质
2°还原性
NH3中N（-3价）只能作还原剂，在氧气中燃 烧生成N2和 H2O，Pt催化时产物是NO 和H2O， 氯和溴也能将NH3氧化 。
2、氨的化学性质
2°还原性
高温下氨的还原性增强
氨气还原CuO
被HNO2氧化
2、氨的化学性质
3°取代反应
NH3中的H可依次被取代，生成-NH2(氨基)、 -NH(亚氨基)和氮化物的衍生物
不论在酸中、碱中，联氨可以作氧化剂，但反应 都非常慢；故通常将联氨用作是一个好的还原剂。
2、联氨的性质
2°氧化还原性
N2H4是一种火箭燃料：
当有 Pb, Ni作催化剂时，发生如下的反应 ：
N2H4 = N2 + 2H2 3N2H4 = N2 + 4NH3
2、联氨的性质
3°生成配合物
因为N2H4中N有孤电子对，所以可与金属
B.弱酸性
C.氧化还原性
HNO2中的N为+3价，所以既有氧化性，又有还原性 在酸性介质中：
HNO2/NO =0.99 V， 有较强的氧化能力。
2°亚硝酸(HNO2)及其盐化学性质
D.难溶盐和络合物
除浅黄色的AgNO2不易溶解外，其余盐类 一般易溶。
在亚硝酸和亚硝酸钾的溶液中加入钴盐，
生成
络离子，其钾盐K3[Co(NO2)6]
2AgN3 = 2Ag + 3N2 PbN6可以做雷管的引火物。
（四）、叠氮酸（HN3 无色液体）
2、 制法
三 、氮的含氧化合物
1、氮的氧化物 （书660） 1°N2O 无色气体
1、氮的氧化物
2°NO 无色气体
SP杂化，顺磁性
1、氮的氧化物
3 ° N2O3
N2O3是HNO2的酸酐 273K时N2O3 为蓝色液体
N2H4可以看成是NH3中的一个H被NH2取代， 联氨又叫肼，N上仍有孤对电子。
（二）联氨 N2H4
2、联氨的性质 （纯的联氨是无色液体 ） 1°显碱性
其碱性的机理与NH3一样
是二元弱碱，比NH3略弱。
2、联氨的性质
2°氧化还原性
N2H4 N显－2价，既有氧化性又有还原性
2、联氨的性质
2°氧化还原性
是黄色沉淀物。
2、亚硝酸(HNO2)及其盐
3°制备
将NO和NO2的混合物通入冰水中，得HNO2
NO2 ＋ NO ＋ H2O
2HNO2
温度高时，HNO2不稳定 ,受热分解。
3、硝酸及其盐
1°硝酸及其硝酸根的结构
3、硝酸及其盐
2°硝酸的性质
b: 不稳定性
4HNO3
4NO2 + 2H2O + O2
HNO3 沸点：356K，达到沸点后 HNO3逐渐分解，
见光也分解,所以避光保存。
2NHO3
N2O5 + H2O (发烟)
N2O5 是HNO3 的酸酐
3、硝酸及其盐
2°硝酸的性质 c.氧化性 :
➢ 浓硝酸与金属反应的还原产物多数是NO2，NO2对 HNO3的氧化反应有催化作用。 Cu + 4 HNO3 = Cu (NO3)2 + 2NO2 +2 H2O
2、亚硝酸(HNO2)及其盐
2°化学性质 ➢ A.稳定性 ➢ B.弱酸性 ➢ C.氧化还原性 ➢ D.难溶盐和络合物
2°亚硝酸(HNO2)及其盐化学性质
A.稳定性
亚硝酸盐受热易分解，是一个歧化反应。 但是在碱性介质中稳定，亚硝酸盐可稳定存在。
HNO2
H2O + NO2 +NO
2°亚硝酸(HNO2)及其盐化学性质
2 、氮气的制备
工业上：分馏液态空气制N2 实验室中制N2，加热亚硝酸铵溶液：
NH4NO2=2H2O + N2 （加热）
二 、氮的氢化物
（一）、氨(NH3) 1、NH3的分子结构
（一）、氨(NH3)
2、氨的化学性质 1°络合反应
NH3中有一个孤电子对，所以可与许多金属 离子配位形成络离子.