氮族元素PPT课件
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氮族元素PPT课件全文
NH2OH可与醛、酮形成肟，是聚酰胺纤维和尼龙的中间体
（3） 叠氮酸 HN3
无色液体或气体
12
3
∶N－N＝N∶
1 sp2 杂化 2 sp杂化 π34
H
N2H4+HNO2=HN3+2H2O
NaOH Zn
撞击
NaN3 Zn(N3)2+H2↑
N2↑ +H2↑
AgN3、Cu(N3) 2 、Pb(N3)2 、Hg(N3) 2作为雷管引爆剂 NaN3、KNO3、SiO2为主要成分用于汽车安全气囊
熔点63K，沸点75K，1mL水仅溶0.023mL，标况下密度为1.25g/L
（2）N2分子中1个σ键和2个π键，无未成对电子，反磁性 （3） N2 不活泼，具有特殊的稳定性，常温下不与任何元
素化合，升高温度可促进反应活性
（4）与锂、钙、镁等活泼金属可生成离子型化合物 室温下仅有 6Li + N2 → 2Li3N
2024/8/19
NH2OH 白色固体
N2H4 无色液体
14
联氨 （NH2-NH2，肼）性质
无色发烟液体，熔点275K，沸点386.5K，极性溶剂，与水 互溶，可溶解多种盐，溶液导电性好
热稳定性差（N-N键能小），250 ℃分解为NH3、N2和H2 二元弱碱（碱性小于NH3）
N2H4 + H2O N2H5+ + OH- K1= 1.7×10-6 N2H5+ + H2O N2H6+ + OH- K2= 7.6×10-15 氧化还原性 酸性溶液中强氧化剂，碱性溶液中是强还原剂 配位性 如 Co(N2H4)6Cl2 、 Fe(N2H4)2Cl2
氮族元素
2024/8/19
（3） 叠氮酸 HN3
无色液体或气体
12
3
∶N－N＝N∶
1 sp2 杂化 2 sp杂化 π34
H
N2H4+HNO2=HN3+2H2O
NaOH Zn
撞击
NaN3 Zn(N3)2+H2↑
N2↑ +H2↑
AgN3、Cu(N3) 2 、Pb(N3)2 、Hg(N3) 2作为雷管引爆剂 NaN3、KNO3、SiO2为主要成分用于汽车安全气囊
熔点63K，沸点75K，1mL水仅溶0.023mL，标况下密度为1.25g/L
（2）N2分子中1个σ键和2个π键，无未成对电子，反磁性 （3） N2 不活泼，具有特殊的稳定性，常温下不与任何元
素化合，升高温度可促进反应活性
（4）与锂、钙、镁等活泼金属可生成离子型化合物 室温下仅有 6Li + N2 → 2Li3N
2024/8/19
NH2OH 白色固体
N2H4 无色液体
14
联氨 （NH2-NH2，肼）性质
无色发烟液体，熔点275K，沸点386.5K，极性溶剂，与水 互溶，可溶解多种盐，溶液导电性好
热稳定性差（N-N键能小），250 ℃分解为NH3、N2和H2 二元弱碱（碱性小于NH3）
N2H4 + H2O N2H5+ + OH- K1= 1.7×10-6 N2H5+ + H2O N2H6+ + OH- K2= 7.6×10-15 氧化还原性 酸性溶液中强氧化剂，碱性溶液中是强还原剂 配位性 如 Co(N2H4)6Cl2 、 Fe(N2H4)2Cl2
氮族元素
2024/8/19
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。
氮族元素精选教学PPT课件
2．最高价均为+5价，最高价氧化物通式为R2O5，对应水 化物通式为HRO3或H3RO4。
3．均有+3价化合物。其氧化物为R2O3，对应水化物为 HRO2或H3RO3。
4．气态氢化物通式为RH3。
特殊性 ：
1．氮元素最高价含氧酸写法为HNO3，其余为 H3RO4。
2．＋5价氮元素有较强氧化性，＋5价磷元素 则不显氧化性。
假如人生不曾相遇，我不知道自己有那样一个习惯，收集你的欢笑，收集你的感情，收集你的一切一切。 假如人生不曾相遇，我不能深刻的体会孤独和忧伤，有着莫名的感动，激荡着热泪盈眶的心情入眠。
假如人生不曾相遇，我不会保持着一个人的想象，即使这想象难免寂寞无奈，但我仍然坚持着这样的梦想。 假如人生不曾相遇，我怎会理解一个人的孤独是那样铭心，但却可以释放自我的彷徨与无助。含泪的沧桑，无限的困惑，因为遇见了你，才会有更深的意义。可为什么在爱的时候，总伴着淡淡的心伤？
3．氮元素的变价最多，其氧化物种类最多， 五种正价，但有六种氧化物。
（三）氮族元素的单质物理性质及递变规律
第一节 氮和磷
（一）氮的存在 1．
2．N2的工业制法： （1）物理方法：
（2）化学方法：
（二）氮气的物理性质： 无色无味，难溶于水，比空气稍轻。
（三）氮气的化学性质
2．氮气的化学性质
氮族元素
(一)氮族元素的名称符号及在周期表中的位置
氮族元包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、 鉍（Bi）五种元素，在周期表中位于VA族。
（二）氮族元素的相似性、递变性、特殊性
相似性
1．最外电子层上均有5个电子，能获得3个电子，在与 金属、氢气反应时显-3价，有氧化性，在与O2反应时显 正价，有还原性。
氮族元素.ppt
合成氨
但工业合成用哈伯法:
高温、高压
N2(g)+3H2(g) 催化剂 2NH3(g)
Fritz Haber
1868-1934，德国物理 化学家，因发明氮气 和氨气直接合成氨的 方法，获1918年诺贝 尔化学奖 。
合成氨
1998年两位希腊化学家George Marnellos和Michael Stoukides(阿里 斯多德大学)发明一种合成氨新方法 (Science,2 Oct. 1998)。在常压下,令 H2与用He稀释的N2分别通入一加热 到570oC的以锶-铈-钇-钙钛矿多孔陶 瓷(SCY)为固体电解质的电解池中， 用覆盖在固体电解质内外表面的多 孔钯多晶薄膜的催化，转化为氨， 转化率达到78%！比近一个世纪的 哈伯法合成氨工艺通常转化率为1015%高的多。
配位反应 氮原子上的孤电子对与其它离子或分子形成 共价配，如：[Ag(NH3)2]+和BF3·NH3 都是氨配合物
弱碱性
NH3·H2O的 Kb = 1.810-5，可与酸发生中和反应
氨的衍生物 － 肼(N2H4)
制备：次氯酸钠氧化氨(氨过量)，获得肼的稀溶液
NaClO + 2NH3＝N2H4 + NaCl + H2O 不稳定性：联氨分子中N原子都用 sp3 杂化轨道形成键。
本族元素形成正价的趋势较强，如NF3、PBr5、AsF5、 SbCl5、BiCl3、SbCl3等，形成共价化合物是本族元 素的特征。
氮气的制备
工业上制N2：分馏液态空气。制取高纯N2需将N2通过 灼热铜网以除去O2，通过P2O5除去H2O之后，储入 钢瓶，黑瓶黄字。而O2是蓝瓶黑字，最危险的是H2 瓶，深绿瓶红字。
N2H5+ + H2O ＝ N2H62+ + OH- K2=9.010-16 (H2联9氨8K分子)
第15章-氮族元素ppt课件
NH 4Cl NaNO 2 NaCl 2H2O N2
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
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
氮族元素--精品PPT课件_OK
第十二章 氮族元素
一、基本性质 §3-1 氮族元素通性
基本性质
N
价电子构型
主要氧化 数
r I1 EA1
B.E. (E-E
-3~-1 +1~+5
小 大 58 <
160
P
-3, +1 +3,+5
75 209
As ns2 np3
-3,+3,+5
Sb
+3,+5
58
59
146 121 ?
N反的映E第A二1和周B20期.2E1/9.元/(4E素-E的) “特反殊常性”，原因似F 、O，
砷 黄砷 As4 分子晶体 灰砷 金属状晶体（层状）
锑 黄锑 Sb4 分子晶体 灰锑 金属状晶体（层状）
铋 金属晶体，(层状)（教材P.80，图3-4）
2021/9/4
13
As、Sb、Bi皆为亲硫元素→硫化物存在
As2S3, As2S5 Sb2S3, Sb2S5 Bi2S3 3.2 As、Sb、Bi与N、P的比较
它的分子结构如图学方程式
(2) 在上述生成的含氧酸溶液中滴加AgNO3溶液， 有银析出，在试管口有红棕色气体出现，写出反应的化学方程
式。
(3)在NaH2PO4溶液中加入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，请设 计一个简单实验，确定沉淀的成分是
Ag2H2PO4还是Ag3PO4.
可以置换Au+、Ag+、Cu2＋、Pb2＋
（2）在热碱溶液中歧化
P4 3KOH 20231/H9/42O PH3 3KH2PO2
类似Cl2、Br2、I2、S
( 次磷酸钾) 12
2.2 红磷 结构：有人认为是若干白磷分子断开一键后 互相结合为链状。 化性不如白磷活泼
一、基本性质 §3-1 氮族元素通性
基本性质
N
价电子构型
主要氧化 数
r I1 EA1
B.E. (E-E
-3~-1 +1~+5
小 大 58 <
160
P
-3, +1 +3,+5
75 209
As ns2 np3
-3,+3,+5
Sb
+3,+5
58
59
146 121 ?
N反的映E第A二1和周B20期.2E1/9.元/(4E素-E的) “特反殊常性”，原因似F 、O，
砷 黄砷 As4 分子晶体 灰砷 金属状晶体（层状）
锑 黄锑 Sb4 分子晶体 灰锑 金属状晶体（层状）
铋 金属晶体，(层状)（教材P.80，图3-4）
2021/9/4
13
As、Sb、Bi皆为亲硫元素→硫化物存在
As2S3, As2S5 Sb2S3, Sb2S5 Bi2S3 3.2 As、Sb、Bi与N、P的比较
它的分子结构如图学方程式
(2) 在上述生成的含氧酸溶液中滴加AgNO3溶液， 有银析出，在试管口有红棕色气体出现，写出反应的化学方程
式。
(3)在NaH2PO4溶液中加入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，请设 计一个简单实验，确定沉淀的成分是
Ag2H2PO4还是Ag3PO4.
可以置换Au+、Ag+、Cu2＋、Pb2＋
（2）在热碱溶液中歧化
P4 3KOH 20231/H9/42O PH3 3KH2PO2
类似Cl2、Br2、I2、S
( 次磷酸钾) 12
2.2 红磷 结构：有人认为是若干白磷分子断开一键后 互相结合为链状。 化性不如白磷活泼
氮族元素PPT教学课件
N2O4
NO2+SO2=NO+SO3 通常情况下纯的二氧化氮是纯净物吗？
能用湿润的淀粉KI试纸鉴别NO2和溴蒸气吗？
NO2+2KI+H2O=NO+2KOH+I2
周红杰课件 07.9
氮的氧化物——NO与NO2的性质比较
物性 毒性
NO
无无色色，、刺难激溶性气味
有毒（机理同CO）
NO2
红棕红色棕色、，易刺溶激、性刺气激味性味
周红杰课件 07.9
拓展：氮的氧化物跟氧混合后溶于水的数量分析
周红杰课件 07.9
[例1]同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积
混合的2种气体，它们是①NO和NO2；②NO2和O2；③NH3和N2。 现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气
体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是 ( B )
周红杰课件 07.9
【例2】NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的
NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记
忆的功能，而成为当前生命科学的研究热点。NO亦被称为“明
星分子”，试回答下列问题：
（1）NO的危害在于 A C D （填以下项目的编号）。
A. 破坏臭氧层 B. 高温下能使一些金属被氧化
NO2+SO2=NO+SO3 NO2+2KI+H2O=NO+2KOH+I2
周红杰课件 07.9
能力·思维·方法
【例1】Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内 有独特功能，近年来此领域研究有很大发展，因此这 三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。下列
关于NO的叙述不正确的是( D )
《氮族元素》PPT课件
OH
OH
焦磷酸 四元酸
Kθ a1
3.0×10-2
06.01.2021
P
HO
H
HO
亚磷酸 二元酸
5.0×10-2
整理ppt
P
H
H
HO
次磷酸 一元酸
1.0×10-2
17
T26．怎样鉴别磷酸盐、焦磷酸盐和偏磷酸盐？（思考）
加AgNO3溶液，都有沉淀，但颜色不同：
Ag3PO4
Ag4P2O7
AgPO3
黄
白色 白色
2NH3 + ClO- = N2H4 + Cl- + H2O 在催化剂作用下，H2还原NO2得到NH2OH(s)
液氨溶解活泼金属生成蓝色溶液： Na →Na+ + e- Na+ + xNH3＝ Na(NH3)x+ e- + yNH3 ＝ (NH3)y- （蓝色） 该溶液能导电，较稳定，有强还原性，蒸干得到原来的碱金
16
T24．画出H3PO4的结构式，说明磷与非羟基氧的成键特征。(P681)
O
P
HO OH
OH
三元酸
氢键
两个d←pπ键
Kθ a1
=7.6×10-3
属于中强酸，无氧化性。
T25．分别画出H4P2O7、H3PO3、H3PO2的结构式，指出各是几元
酸，比较酸性的强弱。（p682－688）
O
O
O
O
HO P O P OH
属，放置产生氢气。金属液氨溶液的特性是含“氨合电子”。
T4、分别写出Mg3N2和 Li3N的水解反应式。（思考） 2-5 氮的含氧化物（P659）
T5、写出NO的MO式，说明键级，比较NO与N2的稳定性。
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。
氮族元素PPT课件
光谱纯 N2 由叠氮化钠热分解制得 2NaN3 △ 2Na + 3N2 (g)
实验室：氯化铵和亚硝酸钠饱和溶液相互作用 NH4Cl + NaNO2 NaCl + NH4NO2 NH4NO2 煮沸 N2(g) + 2H2O
2020/1/6
8
2、氮的氢化物
-3 -2 -1
-1/3
NH3 N2H4 NH2OH HN3
-3 -3
最大配
位数 4
6
-3 (-3) 两性 碱性
氨 膦 胂 SbH3 BiH3 碱性减弱，稳定性下降
氮、磷是非金属元素，砷和锑为准金属，铋是金属元素
氮族价电子层结构是ns2np3
最高氧化数为＋5；与电负性较大元素结合氧化值主要是+3和+5 自上而下，+3化合物稳定性增强，+5的化合物稳定性减弱
与有空轨道的化合物直接化合，如：F3B NH3、NH4+ 2）取代反应 （氨解反应）
Na + 2 NH3 623K 2NaNH2 + H2
Ca + 2 NH3
CaNH + H2
2Al + 2 NH3
2AlN + 3H2
COCl2 + 2NH3 = CO(NH2)2 + 2HCl
2020/1/6
11
3）氧化反应
氢化物的酸碱性取决于与氢直接相连原子上
的电子云密度, 电子云密度越小，酸性越强。
（1）氨和铵盐
NH3分子中N采取不等性sp3杂化，三角锥形分子结构 NH3制备
实验室： (NH4)2SO4 + CaO → CaSO4 + H2O + NH3 2NH4Cl Ca(OH)2 CaCl2 2H2O 2NH3 (g)
实验室：氯化铵和亚硝酸钠饱和溶液相互作用 NH4Cl + NaNO2 NaCl + NH4NO2 NH4NO2 煮沸 N2(g) + 2H2O
2020/1/6
8
2、氮的氢化物
-3 -2 -1
-1/3
NH3 N2H4 NH2OH HN3
-3 -3
最大配
位数 4
6
-3 (-3) 两性 碱性
氨 膦 胂 SbH3 BiH3 碱性减弱，稳定性下降
氮、磷是非金属元素，砷和锑为准金属，铋是金属元素
氮族价电子层结构是ns2np3
最高氧化数为＋5；与电负性较大元素结合氧化值主要是+3和+5 自上而下，+3化合物稳定性增强，+5的化合物稳定性减弱
与有空轨道的化合物直接化合，如：F3B NH3、NH4+ 2）取代反应 （氨解反应）
Na + 2 NH3 623K 2NaNH2 + H2
Ca + 2 NH3
CaNH + H2
2Al + 2 NH3
2AlN + 3H2
COCl2 + 2NH3 = CO(NH2)2 + 2HCl
2020/1/6
11
3）氧化反应
氢化物的酸碱性取决于与氢直接相连原子上
的电子云密度, 电子云密度越小，酸性越强。
（1）氨和铵盐
NH3分子中N采取不等性sp3杂化，三角锥形分子结构 NH3制备
实验室： (NH4)2SO4 + CaO → CaSO4 + H2O + NH3 2NH4Cl Ca(OH)2 CaCl2 2H2O 2NH3 (g)
《氮族元素》课件
例如，氨气与氯化银反应可以生成氯氨络合物，这是配位反应。
03
氮族元素的重要化合物
氮的化合物
01
02
03
氮的氧化物
一氧化氮、二氧化氮、三 氧化二氮等，是大气的主 要污染物之一，对人类健 康和生态环境造成危害。
氮的氢化物
氨气和联氨等，是重要的 化工原料，可用于合成化 肥、药物等。
氮的卤化物
氯化铵、溴化铵等，是重 要的无机盐，可用于制造 炸药、染料等。
氮族元素的绿色合成方法研究
绿色氢化物合成法
利用氢化物作为还原剂，在温和条件 下合成氮族元素化合物，具有节能、 环保、高效等优点。
生物合成法
利用微生物或酶催化，将氮气转化为 氮族元素化合物，具有可持续性和环 境友好性。
氮族元素在新能源领域的应用研究
燃料电池催化剂
氮族元素化合物如铂、钯等具有良好的电化学活性，可用作燃料电池的催化剂，提高电 池性能。
3
金属表面处理
氮族元素化合物可以用于金属表面处理，如镀锌 、镀铬等，可以提高金属的耐腐蚀性和美观度。
05
氮族元素的未来发展
氮族元素的新材料研究
氮化物陶瓷
氮化物陶瓷具有高硬度、高熔点、高 化学稳定性等优点，在高温、耐磨、 耐腐蚀等领域有广泛应用。
氮化物薄膜
氮化物薄膜具有良好的光学、电学和 力学性能，在光电器件、传感器、太 阳能电池等领域有潜在应用。
磷的化合物
磷的氧化物
五氧化二磷和三氧化二磷 等，是制备磷酸和磷肥的 重要原料。
磷的氢化物
磷烷和磷化氢等，是制备 磷化合物的重要中间体。
磷的卤化物
氯化磷和溴化磷等，可用 于制备有机磷农药和染料 等。
砷的化合物
砷的氧化物
03
氮族元素的重要化合物
氮的化合物
01
02
03
氮的氧化物
一氧化氮、二氧化氮、三 氧化二氮等，是大气的主 要污染物之一，对人类健 康和生态环境造成危害。
氮的氢化物
氨气和联氨等，是重要的 化工原料，可用于合成化 肥、药物等。
氮的卤化物
氯化铵、溴化铵等，是重 要的无机盐，可用于制造 炸药、染料等。
氮族元素的绿色合成方法研究
绿色氢化物合成法
利用氢化物作为还原剂，在温和条件 下合成氮族元素化合物，具有节能、 环保、高效等优点。
生物合成法
利用微生物或酶催化，将氮气转化为 氮族元素化合物，具有可持续性和环 境友好性。
氮族元素在新能源领域的应用研究
燃料电池催化剂
氮族元素化合物如铂、钯等具有良好的电化学活性，可用作燃料电池的催化剂，提高电 池性能。
3
金属表面处理
氮族元素化合物可以用于金属表面处理，如镀锌 、镀铬等，可以提高金属的耐腐蚀性和美观度。
05
氮族元素的未来发展
氮族元素的新材料研究
氮化物陶瓷
氮化物陶瓷具有高硬度、高熔点、高 化学稳定性等优点，在高温、耐磨、 耐腐蚀等领域有广泛应用。
氮化物薄膜
氮化物薄膜具有良好的光学、电学和 力学性能，在光电器件、传感器、太 阳能电池等领域有潜在应用。
磷的化合物
磷的氧化物
五氧化二磷和三氧化二磷 等，是制备磷酸和磷肥的 重要原料。
磷的氢化物
磷烷和磷化氢等，是制备 磷化合物的重要中间体。
磷的卤化物
氯化磷和溴化磷等，可用 于制备有机磷农药和染料 等。
砷的化合物
砷的氧化物
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（一） 氨和铵盐
1、 氨的制备
工业制备：ຫໍສະໝຸດ 催化剂N2 + 3 H2 高温、高压 2 NH3
300×105~700×105 Pa，约400~450 ℃
实验室制备: 2 NH4Cl(s) + Ca(OH)2(s) △ CaCl2(s) + 2 NH3↑+ 2 H2O
Mg3N2 + 6 H2O ＝ 3 Mg(OH)2 + 2 NH3↑
氮元素
（二）联氨（肼）
2、 联氨的制备
2 NH3 + C1O－ ＝ N2H4 + C1－ + H2O (NH2)2CO + NaClO + 2 NaOH ＝ N2H4 + NaCl +
高温高压 与氢气反应： N2 + 3 H2 催 化 剂 2 NH3
与氧气反应： 与金属反应：
放电
N2 + O2
2 NO
250℃ 6 Li + N2 △ 2 Li3N
（IA 族）
3 Ca + N2 ＝ Ca3N2 （IIA 族）
氮元素
（三）N2 的制备
1、工业制备 液体空气分馏，氮气先逸出
150×105 Pa 左右压强下钢瓶运输和使用
氮元素
2 、 氨分子的结构
不等性 sp3 杂化，有一对孤电子对 ， 分子呈三角锥形结构，键角变小至 10718’ 。
3、 氨的物理性质
气态：常温常压下是具有刺激性气味的无色气体 溶液：在 20℃ 时 l dm3 水可溶解 700 dm3 氨 液态：2NH3 NH4+ + NH2-
KӨ = 1.9 10-33（－55 ℃)
⑴ 铵盐都有一定程度的水解
NH4+ + H2O
NH3 ·H2O +H+
⑵ 铵盐溶液加入强碱并加热释放出氨（检验铵盐） NH4+ + OH－ △ NH3 ↑ +H2O
氮元素
5、 铵盐
⑶ 固体铵盐受热易分解
（NH4）2CO3 △ 2NH3↑ + CO2↑ + H2O
NH4C1
NH3↑ + HCl ↑
挥发性酸的铵盐受热后，氨气和酸都会逸出。
子团，类似于水解反应。
4 NH3 + COCl2 ＝ CO(NH2)2 + 2 NH4Cl 4 NH3 + SOCl2 ＝ SO(NH2)2 + 2NH4Cl 2 NH3 + HgCl2 ＝ Hg(NH2)Cl↓ + NH4Cl
氮元素
4、 氨的化学性质
（5） 氧化还原反应 ：体现氨气的还原性
4 NH3 + 3 O2
2、实验室制备
NH4Cl + NaNO2 ＝ NaCl + 2 H2O + N2↑ (NH4)2Cr2O7(s) 加热 N2↑ + Cr2O3 + 4H2O
8 NH3 + 3 Br2(aq) ＝ N2↑ + 6 NH4Br
2 NH3 + 3 CuO 加热 N2↑ + 3 H2O + 3 Cu
氮元素
氮元素
4、 氨的化学性质
（1） 配位反应
氨中氮原子上的孤对电子能与其它离子或分子形
成配位键(如：Cu2+、Co2+、Co3+、Ni2+ …) 。
Ag+ + 2 NH3 = [Ag(NH3)2]+ （2） 具有弱碱性
实质是氨做为Lewis碱和水所提供的质子以配位键结合
NH3 + H2O
NH4+ + OH-
化学竞赛辅导之
氮族元素
氮元素
一、氮单质
（一）N2的分子结构
1、 N N 键能 946kJ/mol
一个 键：px-px ； 两个 键：py-py 和 pz-pz，相互垂直。
氮元素
2、分子轨道式为 [KK(σ2s)2(σ*2s)2 (π2p)4(σ2p)2]
键级为 3，分解 N2 能量 941.69 kJ·mol-1
NO2 分子的轨道杂化和成键示意图
氮元素
二、氮的成键特征
3、配位键 氮的化合物作为电子对给予体向金属
离子配位； N2 分子的孤电子对也可 以向金属离子配位。
Cu(NH3)42+
Pt(NH3)2(N2H4)2 2+
[(N H 3 )5 R u (N 2)R u (N H 3)5]4 +
氮元素
三、 氮的氢化物
如果铵盐相应的酸具有氧化性，则分解出来的氨 气立即被氧化。有时如果这个反应在密闭容器中进行 ，并产生大量气体，就会爆炸。
氮元素
（二）联氨（肼）
1、 联氨的结构
顺式
反式
N 原子氧化数为 -2，N－N 键长为 145 pm，N－H键长 为 102 pm，∠HNH 为 108，∠NNH 为 102，顺式结构 。纯净的肼是无色可燃性液体，燃烧时放出大量的热。
对比氧分子的分子轨道： [KK(σ2s)2(σ*2s)2 (σ2p)2 (π2p)4(π*2Py )1 (π*2Pz )1]
键级为2。键级越大，键越稳定。
氮原子的 2s 和 2p 轨道能量比较接近，形成分子时，
2s 和
2p
轨道相互作用使σ轨道能量比π 和π
2py
2pz
高
。
氮元素
（二） N2 的化学性质
6 H2O + 2 N2
4 NH3 + 5 O2
4 NO + 6 H2O
2 NH3 + 3 Br2 ＝ 6 HBr + N2
2 NH3 + 3 CuO ＝ N2 + 3 Cu + 3 H2O
2 NH4NO3
2 N2 + O2 + 4 H2O
氮元素
5、 铵盐
无色晶体，易溶于水。类似于碱金属的盐类，与钾 盐、铷盐同晶，并有相似的溶解度。
二、氮的成键特征
1、离子键 同电负性较小的金属 Li，Ca，Mg 等 形成氮化物。
2、共价键 同非金属形成化合物时，总是以共价键同 其它原子相结合。
氮元素
二、氮的成键特征
3、大 键：杂化的 2p 轨道的电子对可以参与成 大 键参与形成大键的几个原子尽 可能共平面电子不再限定于某个原子 的轨道中运动。
KӨ = [NH4+][OH-] = 1.8 10-5 [NH3]
氮元素
4、 氨的化学性质
（3） 取代反应：氨分子中的氢原子被其它原子或基团
取代而形成氨基衍生物、亚氨基衍生物或氮化物。
2 Na + 2 NH3 ＝2 NaNH2 + H2 3 Mg + 2 NH3 ＝ Mg3N2 + 3 H2 NH4C1 + 3 C12 ＝ 4 HCl + NCl3 （4） 氨解反应 ：以氨基取代其它化合物中的原子或原
△
(NH4)2SO4
2 NH3 ↑ + NH4HSO4
(NH4)3PO4
3 NH3 ↑ + H3PO4
难挥发性酸的铵盐受热后，氨气逸出，酸或酸式盐
则残留在容器中。
氮元素
5、 铵盐
⑶ 固体铵盐受热易分解
NH4NO3 ＝△ N2O ↑ + 2H2O ↑ 2NH4NO3 ＝△ 2N2 ↑ + O2 ↑ + 4H2O