化学元素化学14氮族.pptx

第 十 四 章 ;内容提要： 本章主要介绍氮、磷及其重要化合物的基本性质和结构，对砷分族着重介绍它们的通性和性质递变规律。 本章要熟悉下列内容： 1、N在本族元素中的特殊性； 2、氮、磷以及它们的氢化物、氧化物、含氧酸和含氧酸盐的结构、性质、制备和用途； 3、族各元素及其化合物的主要氧化态间的转化关系，从磷到铋（Ⅲ）氧化态的化合物渐趋稳定的规律性； 4、砷、锑、铋单质及其化合物的性质递变规律。 5、无机含氧酸的分解规律。;§14-1 氮族元素通性 §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;§14-1 氮族元素通性;2-1 氮的成键特征和价键结构 2-2 氮元素的氧化态-吉布斯自由能图 2-3 氮在自然界中的分布和单质氮 2-4 氮的氢化物 2-5 氮的含氧化合物 2-6 氮的卤化物;2-1 氮原子的 成键特征和 价键结构;2-2 氮元素的氧化态-吉布斯自由能图;2-3 氮在自然界中的分布和单质氮;二.单质氮 1、分子结构;氮分子的分子轨道式为： [KK( σ2s)2(σ*2s)2(π2py)2( π2pz)2(σ2px)2]， 由于氮原子的2s和2p轨道能量比较接近，在形成分子时， 2s和2p轨道相互作用，影响了轨道的能量，因此强成键的( σ2s)2，(π2py)2和( π2pz)2构成了N2分子中的三重键，弱成键(σ2px)2和弱反键(σ*2s)2近似抵消，它们相当于孤电子对,( σ2p)2是N2分子中填有电子的最高能级，它的电子云大部分集中在分子的两端。由于N2分子具有3个强的成键轨道，所以它具有很大的稳定性，将它分解为原子需要吸收941.69 kJ·mol-1的能量。 N2分子是已知的双原子分子中最稳定的。;氮分子的键能 N≡N 941.7kJ.mol-1 N=N 418.4 kJ.mol-1 N－N 154.8 kJ.mol-1;2. 物理性质;（3）生成氮化物的反应 第ⅠA族的金属锂在常温下和氮气直接反应： 6Li + N2 = 2Li3N 第ⅡA族金属Mg、Ca、Sr、Ba要在炽热的温度下才能和氮气作用： 3Ca + N2 = Ca3N2 第ⅢA族硼和铝要在白热的温度下才能同氮气反应： 2B + N2 = 2BN（巨型分子化合物） 硅和其他族元素的单质一般要在高于1473K的温度下才能和氮气反应。第ⅠA族的金属除锂外都不直接和氮气作用，但可用间接的方法得???这些金属元素的氮化物。;4.制备;2-4 氮的氢化物;2、 分子结构;3. 物理性质;(2)氨极易溶于水，在水中的溶解度比所有其它气体都大。273K时1dm3水能溶解1200dm3的氨，在293K时可溶解700dm3的氨。通常把溶有氨的水溶液叫做氨水。 市售氨水的密度0.91g.cm-3，含NH3约28%，浓度约为15mol. dm-3 。; 像水一样，纯液氨也是电的不良导体，但却有微弱的电离作用： NH3(l) + NH3(l) NH4+ + NH2- Ko223K = 10-29 H2O + H2O H3O+ + OH- Kow =1.0×10-14 NH3与H2O相比，它们的差异性： a. NH3是比H2O更好的电子对给予体（或Lewis碱）； b. NH3给出质子H+的倾向弱于水（弱质子酸）。;(5) 金属液氨溶液（碱金属溶于液氨）; 将金属的液氨溶液放置时，缓慢地分解放出氢气。如钠的液氨溶液： 2Na + 2NH3 = 2Na+ + 2NH2- + H2 如果加入金属铁作为催化剂，这个反应会迅速进行。 ;(1) 加合反应：又叫做氨合反应如Ag(NH3)2+，Cu(NH3)42+，Cr(NH3)63+，Pt(NH3)42+等。 ;(2) 取代反应;另一方面是以氨基或亚氨基取代其他化合物中的原子或基团，如：;（3）还原反应;NH4NO2 = N2 + 2H2O? NH4NO3 = N2O + 2H2O ;5. 铵盐;（3）化学性质; C、氧化性酸的铵盐 —NH4NO3，NH4NO2，(NH4)2Cr2O7等 NH4NO3（s） N2O（g） + 2H2O（g）