14氮族元素（课件）- 《无机化学》同步教学（高等教育出版社）

2024/1/14 1 第十四章 氮族元素 §14-1 氮族元素的通性 §14-2 氮和它的化合物 §14-3 磷和它的化合物 §14-4 砷、锑、铋 §14-5 盐类的热分解 2024/1/14 2 §14-1 氮族元素的通性 2024/1/14 3 本族元素特点： P→Bi +Ⅴ氧化态的氧化性依次增强，即稳定性减弱； +Ⅲ氧化态的还原性依次减弱，即稳定性增强。 H3PO4非常稳定；NaBiO3+Mn2+→Bi（Ⅲ）+MnO4- H3PO3有较强的还原性， BiCI3稳定 As、Sb : +Ⅲ +Ⅴ 1.惰性电子对效应 同族元素自上而下，低氧化态物质比高氧化态物质稳定的现象。 2024/1/14 4 2.电离能 元素(二） Li Be B C N O F 电离能(I1) 520 900 801 1086 1402 1314 1681 元素（三） Na Mg AL Si P S CL 电离能(I1) 496 738 578 787 1012 1000 1251 2024/1/14 5 3.易形成共价化合物 N、P半径较小，可形成少数氧化数为-3的固态离子化合物。Li3N ; Ca3P2 ; Mg3N2等，但遇水强烈水解，溶液中无N3-，P3-离子。 电负性较小的Sb、Bi能形成部分氧化数为+3的离子化合物Sb2(SO4)3;Bi(NO3)3.但金属性很弱，溶液中强烈水解，阳离子是SbO+，BiO+，无游离的Sb3+，Bi3+。 SbCI3+H2O→SbOCI↓+2HCI 2024/1/14 6 §14-2 氮和它的化合物 一、氮的成键特征和价键结构 二、氮元素的氧化态-吉布斯自由能图 三、氮在自然界的分布和单质氮 四、氮的氢化物 五、氮的含氧化物 六、氮的卤化物 2024/1/14 7 一、氮的成键特征和价键结构 2024/1/14 8 二、氮元素的氧化态-吉布斯自由能图 三、氮在自然界的分布和单质氮 1、自然界分布：主以单质存在于空气中。土壤中含一些铵盐、硝酸盐，也是组成动植物体中蛋白质的重要元素。 2、结构： ∶N≡N∶ 2024/1/14 9 3、性质（非常稳定） ⑴与非金属反应 ⑵ 与金属反应 ⅠA 6Li+N2=2Li3N(常温），余不直接作用。 ⅡA 3Ca+N2=Ca3N2 （加热） B、AI 白热条件 2B+N2=2BN（大分子化合物） 2024/1/14 10 4、制备 工业分馏液态空气：少量的O2可通过红热的铜丝或CrCL2除去，痕量水用P2O5吸收。 实验室：NH4CL（饱和）+NaNO2→NH4NO2+NaCL NH4NO2→N2↑+2H2O (NH4)2Cr2O7=N2↑+Cr2O3+4H2O (火山爆发） 8NH3+3Br2(aq)=N2↑+6NH4Br * 2NH3+3CuO= N2↑+3H2O+3Cu（除N2中的NH3） 化学模拟生物固氮 2024/1/14 11 四、氮的氢化物 1、氨 ⑴制备 工业： 实验室： 2NH4 CL+Ca(OH)2=CaCL2+2NH3↑+2H2O (NH4)2SO4+CaO=CaSO4+2NH3↑+H2O 氮化物水解：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑* 钙在空气中燃烧的产物溶于水，有何现象？ 2024/1/14 12 ⑵结构 特点：一个σ孤电子对，强极性，易形成氢键，最低氧化数（-3）。 ⑶物性 同族氢化物中NH3具有最高的溶沸点、凝固点、熔解热、蒸发热.(?) 介电常数大，溶解度大。 2024/1/14 13 液氨是良好的极性溶剂 * 液氨能溶解碱金属、Ca、Sr、Ba等生成兰色溶液。将溶液蒸干，就可得到原来的金属。 氨合电子是金属液氨溶液显兰色的原因，也是它具有强还原性和导电性的根据。 氨合电子 2024/1/14 14 ⑷化性 A 加合反应 : NH3·H2O ; NH3·H+ ; Ag(NH3)2+ ; * CaCL2·8NH3 ; Cu(NH3)42+ B 取代反应 : NaNH2 Ag2NH Li3N 2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑（623K） 2024/1/14 15 C 还原反应 4NH3+3O2（纯）=6H2O+2N2 空气中不燃烧 * 2NH3+3CL2=6HCL+N2 检验CL2管道是否漏气 * 2NH3+3CuO=N2+3Cu+3H2O 除N2中的NH3 ⑸ 用途 工业上生产硝酸、铵盐（化肥）、尿素、染料、医药品和塑料等。做冷冻剂和循环制冷剂。 2024/1/14 16 2.铵盐 r(NH4+)=14