氮族元素 无机化学课件

NO：(σ2s)2 (σ*2s)2 (σ2px)2 (π2py)2 (π2pz)2 (π*2py)1 顺磁性
2NO ＋ 3I2 ＋ 4H2O == 2NO3－ ＋ 8H＋ ＋ 6I－
NO2 sp2杂化
π3 4
4NO2 ＋ H2S == 4NO ＋ SO3 ＋ H2O
10NO2 ＋ 2MnO4－ ＋ 2H2O == 2Mn2＋ ＋ 10NO3－ ＋ 4H＋
3Zn 8HNO3（稀1:2）== 3Zn(NO3)2+2NO+4H2O 4Zn+10HNO3(较稀2mol/L)== 4Zn(NO3)2+N2O+5H2O
4Zn+10HNO3(很稀1:10) == 4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
HNO3越稀，金属越活泼， HNO3 被还原的氧化值越低。
3.2 氮的氢化物
－3 －2 －1 －1/3 NH3 N2H4 NH2OH HN3 氢化物的酸碱性取决于与氢直接相连的原子上 的电子云密度, 电子云密度越小，酸性越强。
3.2.1 氨
24 N C C l H a 2 ( C O 2 a H 2C 2 O H )2 l3 N (gH )
Fe,Ru
红磷：
黑磷：
石墨状的片状 结构，可导电。
P4 ＋ 6H2 == 4PH3 2P ＋ 3X2 == 2PX3 （PX3 ＋ X2 = PX5） P4＋3NaOH＋3H2O == PH3 ＋ 3NaH2PO2 11P ＋ 15CuSO4 ＋ 24H2O =冷= 5Cu3P ＋ 6H3PO4 ＋15H2SO4 P4 ＋ 10CuSO4 ＋ 16H2O == 10Cu ＋ 4H3PO4 ＋ 10H2SO4
N：sp2杂化
π3 4
NO3-的结构
N：sp2杂化
π4 6
非金属单质 + HNO3 == 相应的高价酸 + NO
5H3N 3O P 3H 3P4 O 5NO(g) 10H 3N 32I O 6H3 I1O0N 2O H 2O
活泼金属 Zn 4HNO3（浓）== Zn(NO3)2 2NO2+2H2 O
Au3+ + 3e = Au
1.42V
[AuCl4]– + 3e = Au +4Cl– 0.994V 试求 K稳 = ？ EoAuCl4–/Au=EoAu3+/Au – 0.05916/3 log K稳 K稳= 4×1021
3.5 磷的化合物
3.5.1 单质
∠P－P－P=60°
白磷（黄磷）： 具有张力
3.5.2 磷的卤化物
PX3分子晶体 PX5离子晶体
PCl5固体中含有[PCl4]+和[PCl6]－离子
Cl
P：sp3杂化
P
Cl
Cl Cl
Cl Cl Cl
P Cl Cl
Cl
－
P：sp3d2杂化
3.5.3 磷的氧化物 P4+3O2 == P4O6 +2O2 == P4O10
点击右图 观看动画
P4O10+6H2SO4 == 6SO3↑+4H3PO4 P4O10+12HNO3 == 6N2O5↑ +4H3PO4
OH－
NH2OH 无色固体
－NH2
N2H4 无色液体
3.2.3 氢叠氮酸 HN3
无色液体或气体
12
3
∶N－N＝N∶
H
1 sp2 杂化 2 2 ,3 sp杂化 π3 4
Leabharlann Baidu
N2H4+HNO2 == HN3+2H2O
撞击
NaOH
Zn
NaN3
Zn(N3)2+H2↑
N2↑ +H2↑
AgN3 Cu(N3) 2 Pb(N3)2 Hg(N3) 2
3.4.2 亚硝酸及其盐
N2O3 H2O
2HNO2
(蓝色)
NO NO2 H2O
N：sp2杂化 HNO2的结构
亚硝酸及其盐既具有氧化性 又具有还原性，以氧化性为主。
2HNO2 + 2I－ + 2H+ == 2NO + I2+ 2H2O 5NO2 － + 2MnO4－+ 6H+ == 5NO3－ + 2Mn2+ + 3H2O
2N2+3H2 == NH3 Haber F. 获1916年诺贝尔奖
Ag2N3H [Ag(3)N 2]H
4N 3 H 3O 2(纯 ) 2N 26H 2O 4N 3 H 5O 2(空)气 P t 4N O 6H 2O
2N 3H 2N 催5 a 化7 C 0 2N2 aN H 2 H
3.2.2 联氨(肼）、羟胺
3.3 卤 化 物
.
NF3 NCl3 sp3杂化，角锥形
.
N
F FF
NCl3: NH3+3Cl2 == NCl3+3HCl
在90℃：爆炸分解：
NCl3 == ½N2+ 3/2Cl2 △rH= －295.5kJ·mol－1
3.4 氮的含氧化合物
3.4.1氮氧化物：N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4, N2O5, NO3
3.5.4 磷的含氧酸及盐
+1
H3PO2
次
+3
H3PO3
亚
+5
H3PO4
正
P4+Ba(OH) 2+H2O △ PH3↑+Ba(H2PO2) 2
↓H2SO4 H3PO2+BaSO4 ↓
O || P HO | H H 一元酸
P4O6+6H2O(冷)=4H3PO3
△
4H3PO3=3H3PO4+PH3
第3章 氮族元素
3.1 氮族元素概述
氮半径小，易形成双键、三键
ⅤA
N P As Sb Bi ns2np3
氧化值
最大配 位数 M 2O3 MH3
NP
+5 +5 | +3 －3 －3
As Sb Bi
+5 +5 (+5) +3 +3 +3 －3 (－3)
4
6
6
66
酸性 酸性 两性 两性 碱性
氨 膦 胂 SbH3 BiH3 碱性减弱，稳定性下降
王水 HNO3有强氧化性 + HCl后氧化性更强，可氧化Au、 Pt
a. 王水有强氧化性?
Au + HNO3 +4HCl = HAuCl4 +NO +2H2O 3Pt + 4HNO3 +18HCl = 3H2PtCl6 +4NO +8H2O
(1) NOCl
HNO3 + 3HCl NOCl + Cl2 + 2H2O (2) Cl–的配位作用
NO2－+Cl2+H2O == 2H++ 2Cl－+NO3－
[Co(NH3)5NO2]Cl2和[Co(NH3)ONO]Cl2 亚硝酸盐绝大部分无色, 易溶于水, (AgNO2浅黄色不溶)
金属活泼性差,对应亚硝酸盐稳定性差。
亚硝酸盐遇到仲胺可形成 亚硝酰，可引起消化系统癌症
3.4.2 硝酸及其盐
HNO3的结构