无机化学第十四章-氮族元素.docx

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1、第十四章氮族元素§本章摘要§1.氮和氮的化合物　单质　氮的氢化物　氮的含氧化合物2.磷和磷的化合物　单质　磷的氢化物　磷的含氧化合物　磷的卤化物和硫化物3.砷、锑、铋　单质　砷锑铋的氢化物　砷、锑、铋的氧化物及其水合物　砷、锑、铋的三卤化物　砷、锑、铋的硫化物　　N氮：大气中的N2，动植物体内的含氮物质，智利硝石NaNO3。0.03%第18位　　P磷：动植物体内的含磷物质，磷酸钙Ca3(PO4)2·H2O，其它磷酸盐矿物。0.11%第12位　　As砷、Sb锑、Bi铋：以硫化物的形式存在，雄黄As4S4,雌黄As2S3,辉锑矿Sb2S3,辉铋矿Bi2S3§1.氮和氮的化合物　　一.单质　　N2是

2、空气的重要成份之一，无色无臭无毒，溶解度小。N2分子中，两个N之间成三键，1个σ2个π，N2是已知的双原子分子中最稳定的之一。1氮气的化学性质　常温下N2很稳定，表现出惰性，高温下活泼些。1°和非金属的反应　　N2+3H2－－2NH3催化剂，一定T.P下反应，高中讨论过。　2°和金属单质的反应　　高温下和Mg、Ca、Sr、Ba反应　　3Ca+N2---Ca3N2（Ca:410℃,Sr:380℃,Ba:260℃)　　和Li反应250℃就很快了　　6Li+N2---2Li3N2氮气的制备　　工业上分馏液态空气制N2，制取高纯N2需将N2通过灼热铜网以除去O2，通过P2O5除去H2O之后，储入钢瓶，

3、黑瓶黄字。而O2是蓝瓶黑字，最危险的是H2瓶，深绿瓶红字。　　实验室中制N2，加热亚硝酸铵溶液　　NH4NO2(aq)---2H2O+N2　　也有时现生成NH4NO2再分解制N2　　NH4Cl+NaNO2---NaCl+H2O+N2　　其它氧化性酸的铵盐也可分解制N2　　(NH4)2Cr2O7(s)---Cr2O3+4H2O+N2　二氮的氢化物　1、氨(NH3)1°NH3的分子结构　2°液氨的性质(和H2O相比较)：-33.4℃液化，可作非水溶剂。它是路易斯碱。　　　　故液氨和H2O一样，很难电离　　和Na反应，H2O和Na反应迅速，NH3和Na反应极慢，放置时反应如下：　　　　H2逸出后，蒸

4、干得白色固体NaNH2，即氨基钠。　　NH3（l）能溶解碱金属，稀溶液显蓝色　　　　氨合电子是金属液氨溶液显蓝色的原因，也是金属液氨溶液显强的还原性和导电性的依据。它的导电性超过任何电解质溶液，类似金属。3°氨的化学性质A)络合反应　　氨分子中有一个孤电子对，所以可与许多金属离子配位形成络离子。　　2、联氨N2H41°结构　　N2H4可以看成是NH3中的一个H被NH2取代，联氨又叫肼，N上仍有孤对电子。　　2°联氨的性质　　纯的联氨是无色液体,m.p.1.4℃,b.p.113.5℃。A)显碱性　　其碱性的机理与NH3一样　　　　是二元弱碱，比NH3略弱。B)氧化还原性　　N2H4N显－2价，既

5、有氧化性又有还原性　　　　　　B:杂化，与3个F形成三个键，B中还有一个空的2P轨道，NH3的孤电子对填到B的2P空轨道中。　　　　NH3溶于水中形成水合氨分子，NH3·H2O，而不是NH4OH，氨分子是通过氢键与水结合成NH3·H2O。　　　上述这些反应归于氨分子中存在孤电子对，氨起路易斯碱的作用。B)还原性　　NH3中N（-3价）只能作还原剂，在氧气中燃烧生成N2＋H2O，Pt催化时产物是NO和H2O，氯和溴也能将NH3氧化　　　　高温下氨的还原性增强　　　　氨气还原CuO　　　　被HNO2氧化　　C)取代反应　　NH3中的H可依次被取代，生成-NH2(氨基)、(亚氨基)和氮化物的衍生物。

6、　　　　不论在酸中、碱中，联氨作氧化剂，反应都非常慢，故只是一个好的还原剂。　　　N2H4是一种火箭燃料　　　　N2H4+HNO2---2H2O+HN3(叠氮酸)　　当有Pb,Ni作催化剂时，发生如下的反应　　N2H4---N2+2H2　　　3N2H4---N2+4NH3C）配位能力　　因为N2H4中N有孤电子对，所以可与Mn+形成配合物　　3°联氨的制备　　用NaClO氧化过量NH3水制取N2H4　　　　痕迹量的过渡金属离子的存在加速N2H4的分解，因此实验中常加入明胶（吸附）或络合剂。3、羟氨　　NH2OH看成是NH3中的H被OH取代，仍有孤对电子，可以配位。纯羟氨是白色固体，又叫胲。　　

7、　　非金属也可以发生取代。　　NH4Cl+3Cl2---4HCl+NCl3(黄色油状液体)　　NCl3受振动或受热90℃以上猛烈爆炸分解　　2NCl3---N2+3Cl2因为Cl作配体半径大，配体间斥力大，所以不稳定。　　而NF3却是相当稳定的无色液体。因为F半径小，彼此之间斥力小，所以可稳定存在。　　D)氨解反应　　氨基，亚氨基，可取代其它化合物的原子或基团　　氨解反应和水解类似。　　E)铵盐的