◆高中化学竞赛 无机化学课件(N族)

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(1) 一氧化氮(NO) 性质：
：N—O：2中心3电子π键 2中心2电子π键
无色气体，水中溶解度较小。
2NO O2 2NO2
2NO Cl2 2NOCl(氯化亚硝酰)
Fe2 NO [Fe(NO)]2
制备：
棕色
鉴定NO
瓶中NO接触 空气形成NO2
4NH
3 (g)
5O 2 (g)
800C 4NO(g)
水解：NH
4
+
H2O
H3O+ + NH3
NH
4
Байду номын сангаас
的结构：N：sp3杂化，
H
正四面体
N
NH
4
的鉴定：
石蕊试纸法 (红→蓝)
H HH
Nessler试剂法 (K2HgI4) 现象：红棕到深褐
NH
4
2[HgI
4
]
2-
4OH
-
Hg [O
Hg
NH2 ]I(s)7I- 3H2O
② 热稳定性差
挥发性非氧化性酸铵盐
浅黄色不溶)极毒是致癌物。
② 氧化还原性 (EA (HNO2/NO)= 0.98V)
主 2NO2- 2I - 4H
NO2- Fe2 2H
2NO I2 2H2O 氧化性 NO Fe3 H2O 氧化性
5NO2- 2MnO4- 6H
5NO3- 2Mn2 3H2O
还原性，不常见
③ 金属活泼性差,对应亚硝酸盐稳定性差
O O
N——N
2HNO 3 NO
O O
④ 用碱吸收
2NO 2 2NaOH NaNO 3 NaNO 2 H2O
3. 氮的含氧酸及其盐 (1) 亚硝酸及其盐 亚硝酸（HNO2）
结构：
N：sp2杂化后：
π
制备： NaNO2 H2SO 4 冷 NaHSO 4 HNO2 复分解 NO NO2 H2O 冷冻2HNO2 不稳定 归中
氧化性酸铵盐
NH4NO2 △ N2 (g) 2H2O (NH4 )2 Cr2O7 △ N2 (g) Cr2O3 (s) 4H2O 5NH4NO3 催24化0剂C 4N2 2HNO3 9H2O NH4NO3 △ N2O 2H2O
2. 氮的氧化物 NO：[He2](σ2s)2(σ*2s)2( 2py)2( 2pz)2(σ2px)2(*2py)1 顺磁性，键级=5/2
4NH3 5O2 (空气) Pt4NO 6H2O
③ 加合反应
H NH3 NH4 Ag 2NH3 [Ag(NH3 )2 ]
④ 取代反应
2NH 3 2Na 5催70化C 2NaNH 2 H 2
难给出氢
NH2-NH2联氨(肼)，NH 亚氨基，N 氮化物
(2) 铵盐
①铵盐一般为无色晶体，绝大多数易溶于水
P4化学性 质活泼，空 气中自燃， 溶于非极性 溶剂。
较稳定， 400℃以上 燃烧，不 溶于有机 溶剂。
黑磷 白磷 红磷
磷的燃烧
白磷P4，P-P单键，P是sp3杂化，但实际夹角 是60°，所以白磷中的P-P键不稳定，易断裂 变为红磷。
白磷的一条P-P 键断裂
红磷的结构
黑磷中P是sp3杂化，但s轨道 参与程度少，所以黑磷中P-P 键夹角接近90°。 为何N≡N，而P-P？ (1)键能(kJ/mol) N≡N 946 P≡P 946
氮气是无色、无臭、无味的气体。沸 点为 -195.8°C。微溶于水。常温下化学性 质极不活泼，加热时与活泼金属Li，Ca， Mg等反应，生成离子型化合物。
Na和N2不反应，Mg和N2 反应是因为：Mg3N2的晶 格能大，合成Mg3N2释放 大量的热，以破坏N≡N。
磷的同素异形体 黑磷高温高压白磷 隔绝空气400C红磷
p区元素（二）
§14.1 氮族元素
14.1.1 氮族元素概述 14.1.2 氮族元素的单质 14.1.3 氮的化合物 14.1.4 磷的化合物 14.1.5 砷、锑、铋的 化合物
备注
14.1.1 氮族元素概述
氮族(VA)：N，P，As(砷)，Sb(锑ti)， Bi(铋) 价电子构型：ns2np3
氧化值
..
N
107.3o
H
H
H
制备： 实验室：
2NH 4Cl Ca(OH) 2 CaCl 2 2H 2O 2NH 3 (g)
工业： N2 3H2 450~5 00C 30MP a Fe2NH3 性质：
① 易溶于水，易形成一元弱碱
NH3 H2O
NH3 H2O
NH
4
OH
_
② 强还原性
4NH3 3O2 (纯) 2N2 6H2O
N-N 159 P-P 200 (2)与半径有关。P的半径大，P与P距 离远，p轨道重叠程度小，难形成π键。
Bi
Sb
氮、磷为非金属，砷、 As 锑为准金属，铋为金属。
14.1.3 氮的化合物
1. 氮的氢化物 (1) 氨 (NH3)
N有孤对电子，易形成配合物； 有N-H，易形成氢键。
结构： N：sp3杂化，三角锥形
最大配 位数 M2O3 MH3
NP
+5 +5 | +3 -3 -3
As Sb Bi
+5 +5 (+5) +3 +3 +3 惰性电子对效应 -3 (-3)
46
6 66
酸性 酸性 两性 两性 碱性
N氨H3 P膦H3 As胂H3 SSbbHH33 BiBHiH3 3
碱性减弱，稳定性下降
14.1.2 氮族元素的单质
铂丝网
6H
2O
3Cu 8HNO 3 (稀) 3Cu(NO 3 )2 2NO 4H 2O
(2) 二氧化氮(NO2) 结构：N：价电子2s22p3，sp2杂化后
Π
性质：
Π3 3
① 有毒，有特殊臭味的红棕色气体
② ③
2NO（2 红棕色）1冷40却C 溶于水 3NO 2 H 2O
N 2O（4 无色）
NH 4Cl △ NH 3(g) HCl(g) (NH 4 )2 CO 3 △ 2NH 3 (g) CO 2 (g) H2O(g) NH 4HCO 3 △ NH 3 (g) CO 2 (g) H2O(g)
非挥发性，非氧化性酸铵盐
(NH4 )3 PO4 △3NH3(g) H3PO4 (NH4 )2SO4 △ NH3(g) NH4HSO4
稳定性：HNO2<HNO3
HNO2性质： ① 不稳定 重点
2HNO2 H2O (蓝N2色O3) ② 弱酸
HNO2
H
_
NO2
Ka = 6.0×10 _ 4
H2O NO NO2
NO+NO2 N2O3
亚硝酸 (HNO2)
亚硝酸盐
制备：碱吸收法
NO2 NO NaOH 2NaNO2 H2O
性质：① 绝大部分无色, 易溶于水, (AgNO2