无机化学-氮族元素-单质

Bi2S3 Bismuthinite
(辉铋矿)
Bi2O3
12
4.1.3 单质的反应性
P4 ＋ 6H2 = 4PH3 2P ＋ 3X2 = 2PX3 （PX3 ＋ X2 = PX5）
P4 + 10 I2 + 16 H2O = 4 H3PO4 + 20 HI
P4＋3NaOH＋3H2O = PH3 ＋ 3NaH2PO2
第五章、氮族元素
1
主要内容
➢ 单质 ➢ 氢化物 ➢ 氧化物 ➢ 硫化物 ➢ 卤化物 ➢ 氮族重元素的三价与五价
➢ 氮化物、磷化物、砷化物、铋化物
2
ⅤA
N P As Sb Bi ns2np3
氮族元素概述
氮半径小，易形成双键、叁键
N P As Sb Bi
氧化值 +5 +5 +5 +5 (+5)
| +3 +3 +3 +3
9
4.1.2 单质的制备
N2的制备
蒸馏
膜分离
10
单质P的制备
Fluoroapatite 氟磷灰石 1,200–1,500 oC
4 Ca5(PO4)3F + 18 SiO2 + 30 C → 3 P4 + 30 CO + 18 CaSiO3 + 2 CaF2
2 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C 1,500 oC → 6CaSiO3 + 10 CO + P4
g(oNladA.”uCl4)
changes
within
minutes
to
the
deep
Gold Bulletin, 2007, 40, 267-269,
14
单质的还原性
P ＋ 5HNO3 + H2O = H3PO4 + 5NO
As ＋ 5HNO3 = H3AsO4 + 5NO2 + H2O
Sb ＋ HNO3 Sb2O5 nH2O + NO2
-3 -3
最大配
位数 4
6
-3 (-3) 6 66
M2O3 MH3
酸性 酸性 两性 两性 碱性
氨 膦 胂 SbH3 BiH3 碱性减弱，稳定性下降
3
4.1 单质
常态下， N2是气体 其它氮族元素单质均为固体，但存在多种同素异形体
4
4.1.1 单质结构磷
磷 (phosphorus)
∠P-P-P=60°
e.g., NaAuCl4, and treated this with a reducing solution such as phosphorus in carbon disulfide in a two phase system. The yellow colour
of sodium chloroaurate ruby colour of colloidal
白磷（黄磷）： 具有张力
红磷：
黑磷： 片状结构，可导电。
thermodynamically most stable
5
As (Arsenic)
Yellow arsenic 黄砷
ห้องสมุดไป่ตู้灰砷 (-As)
黑砷
6
Sb
六方锑
立方锑 (亚稳相)
7
Bi
8
阴离子簇
砷、锑、铋可以生成一系列簇状离子， 如Bi53＋、Bi42－、Bi73－、Sb73－、As53－等。
Bi ＋ HNO3 + H2O Bi(NO3)3 + NO2 + H2O
Bi与Pb、Sn可形成低熔点合金，用作保险丝
15
P4 ＋ 10CuSO4 ＋ 16H2O 冷= 10 Cu ＋ 4H3PO4 ＋ 10H2SO4 11P ＋ 15CuSO4 ＋ 24H2O = 5Cu3P ＋ 6H3PO4 ＋ 15H2SO4
---解白磷之毒
13
Au 纳米颗粒
1857年 Michael Faraday
“A typical preparation used an aqueous solution of a gold compound,
11
单质As、Sb、Bi的制备
FeAsS (s) FeS (s) + As(g) 700oC
Arsenopyrite (砷黄铁矿/毒砂)
Sb2S3 (s) + 3Fe(s) 2Sb(s) + 3FeS (s)
Stibnite (辉锑矿)
Bi2O3 Bismite(铋华)
Bi2O3 + C/CO Bi + CO2