《氮族元素》word版

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1、氮族元素王振山第一节氮族元素一、氮族元素在周期表中的位置：ⅤA族，2~6周期二、原子结构与元素的性质1、原子结构⑴、相同点：最外层电子数均为5；⑵、不同点：NPAsSbBi核电荷数依次增加，电子层数依次增加，原子半径依次增大，核对外层电子的引力依次减弱。2、元素的性质⑴、相似点：①、最高正化合价为+5，最高价氧化物的化学式为R2O5，最高价氧化物水化物的通式为HRO3或H3RO4；*{N2O5(无色固体）、P4O10(白色雪状固体）、As2O5[白色粉末，对热不稳定，315℃左右分解为As2O3(白色晶体）和O2]、Sb4O10(淡黄色粉末，对热不稳定……）、Bi2O5[红棕

2、色，极不稳定，很快分解为Bi2O3(黄色晶体）和O2]。}②、负化合价为-3，气态氢化物的化学式为RH3。*主要化合价NPAsSbBi-3，+1，+2，+3，+4，+5-3，+3，+5-3，+3，+5+3，+5+3，+5⑵、差异和递变规律：①、元素的金属性和非金属性NPAsSbBi得电子能力依次减弱，失电子能力依次增强；元素的非金属性依次减弱，金属性依次增强。②、单质N2PAsSbBi非金属准金属金属③、最高价氧化物的水化物HNO3H3PO4H3AsO4*H[Sb(OH)6]两性偏酸*HBiO3只存在其盐强酸中强酸Ka1=7.5x10-3中强酸Ka1=6.5x10-3弱酸Ka

3、=4.0x10-5**如NaBiO3酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强。注释：*原某酸：酸分子中氢氧基的数目和成酸元素的氧化数相等时，可用字头“原”表示，称为原某酸。如原碳酸H4CO4，原硅酸H4SiO4，原碲酸H6TeO6，原碘酸H7IO7。自一分子正酸缩去一分子水而成的酸，定名为偏酸，也可称为一缩某酸。正高碘酸H5IO6[或I2O7·5H2O或IO（OH）5]，白色晶体，熔融时分解为HIO3；在真空中加热时，H5IO6逐渐失水生成偏高碘酸HIO4，HIO4在水溶液中又重新变为高碘酸H5IO6。碲酸H6TeO6，[或Te（OH）6]，白色固体。锑酸H[Sb(OH)6]（可以看作H3

4、SbO4+2H2O），两性偏酸，作为酸是一元弱酸，微溶于水，可溶于KOH溶液生成锑酸钾K[Sb(OH)6]。锑酸H[Sb(OH)6]与同周期的锡酸H2[Sn(OH)6]21、碲酸H6TeO6、正高碘酸H5IO6有相同的结构，都是六配位的八面体结构，而且它们互为等电子体。④、气态氢化物⑤、与同周期的氧族、卤族元素比较（以第三周期为例）H3PO4H2SO4HClO4PH3H2SHClPSCl中强酸强酸比H2SO4更强的酸(单质跟H2反应）生成越来越易，热稳定性依次增强；还原性依次降低，碱性依次降低，酸性依次增强。元素的非金属性依次增强酸性逐渐增强第二节氮气一、氮气的物理性质1、在

5、通常状况下，是一种无色、无味、无臭的气体；2、密度比空气稍小[Mr（N2）=28＜29（空气平均Mr）]；3、难溶于水（0℃1体积水中只能溶解0.023体积的N2，比O2低）；*潜水用的“人造空气”—He、O2,因为He比N2在血液中的溶解度小。4、熔、沸点比O2低（N2和O2的组成、结构相似，分子晶体，Mr越大，熔、沸点越高），在101.325kPa下，m.p.-209.9℃（雪花壮固体）,b.p.-195.8℃（无色液体）；临界温度126.3K(-146.85℃)很低，因此难于液化。二、氮气的化学性质N原子的活泼性（电负性：鲍林标度3.04，阿莱-罗周标度3.07），N2

6、分子的稳定性。（N≡N键能大，为946kJ/mol）*O2：493kJ/mol，H2：436kJ/mol，Cl2：247kJ/mol。3000℃时N2解离的体积分数只有0.1%，很难觉察。通常状况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应。常把氮化物分为四类：“类盐型”、“共价型”、“类金刚石型”、“金属型（或间充型）”1、跟O2的反应N2(g)+O2(g)2NO(g)；=180.5kJ/mol；K25℃=5×10-31N2(g)+O2(g)2NO(g)仅在在1200℃时，才开始有可逆反应发生，且反应很慢，NO分解的趋势极大；平衡混合物中φ(NO)＜0.1%。即使在15

7、00℃左右，N2和O2化合平衡也几乎完全向左移动，而且反应速率很低，建立平衡约需30小时。3000℃时，平衡混合物中φ(NO)≈5%；4000℃时，φ(NO)≈10%。（电弧的温度可达4000℃，闪电时空气瞬间的温度高达20000℃~30000℃。）2、跟H2的反应21N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；=-92.4kJ/mol3、跟Li、Mg、Ca、Sr、Ba、Ti等少数金属直接化合3Mg+N2Mg3N2(Mg3N2高于271℃即分解)三、氮的氧化物简介（参阅“NOx和硝酸”部分）1、一氧化二氮N