第四章氮族元素 4.1氮族元素概述 氮半径小,易形成双键、三键 vA N P As Sb B 氧化值|+5 5+5(+5) +3+3+3+ A 最大配 Sb 位数 4 LMO3酸性酸性两性「两性碱性 ns np3 「[氨膦胂SbH3Bi MH3 碱性减弱,稳定性下降
4.1 氮族元素概述 N P As Sb Bi +5 +5 +5 (+5) +3 +3 +3 +3 氧化值 +5 | －3 －3 －3 (－3) 最大配 位数 4 6 6 6 6 M2O3 酸性 酸性 两性 两性 碱性 氨 膦 胂 SbH3 BiH3 MH3 碱性减弱，稳定性下降 第四章 氮族元素 ⅤA N P As Sb Bi ns 2np 3 氮半径小，易形成双键、三键
4.2氮的氢化物 NH3 N2H4 NH2OH HN 氢化物的酸碱性取决于与氢直接相连的原子上 的电子云密度,电子云密度越小,酸性越强。 4.2.1 2NH4 CI+ Ca(od)2>Cacl2+2H, O+ 2NH3(g) Fe. ru 2N2+3H2==NH3 Haber f.获1916年诺贝尔奖 Ag+2NH3→>[Ag(NH3)]
－3 －2 －1 －1/3 NH3 N2H4 NH2OH HN3 氢化物的酸碱性取决于与氢直接相连的原子上 的电子云密度, 电子云密度越小，酸性越强。 4.2 氮的氢化物 2NH Cl Ca(OH) CaCl 2H O 2NH (g) 4 + 2 ⎯→ 2 + 2 + 3 4.2.1 氨 Fe,Ru 2N2+3H2 == NH3 Haber F. 获1916年诺贝尔奖 + → + Ag + 2NH [Ag(NH ) ] 3 3 2
4NH3+3O2(纯)>2N,+6H2O 4NH3+5O2(空气-P4NO+6H2O 2NH+ 2Na 570°C 2NaNh +h 催化 4.2.2联氨(肼)、羟胺 NHOH 无色固体 OH H OH H H H H NH 4 无色液体 H
4.2.2 联氨(肼）、羟胺 OH－ －NH2 N2H4 无色液体 NH2OH 无色固体 4NH 5O 4NO 6H O 4NH 3O 2N 6H O 2 P t ( 3 2 2 2 ( ) 3 2 + ) ⎯⎯→ + + → + 空气 纯 2 2 570 C 2NH3 + 2Na ⎯⎯⎯→2NaNH + H 催化
水溶液为碱性 NH> NH> NHOH H,O HO HO K≈10-5 K≈10-6 K≈10-9 NH4+OH N2H5+OH NHOH++OH +HO K≈10-16 N,H22++OH 不稳定,易分解N2H4=N2↑+H(或NH3) 3NH2OH==NH3↑+3H2O+N2↑(N2O)
水溶液为碱性 NH3 N2H4 NH2OH K≈10－16 N2H6 2++OH－ 不稳定，易分解 N2H4 == N2↑ +H2 (或NH3 ) 3NH2OH == NH3↑+3H2O + N2↑ (N2O) + + + H2O H2O H2O K ≈10－5 NH4 ++OH－ K≈10－6 N2H5 ++OH－ K≈10－9 NH3OH++OH－ +H2O > >
既可以作氧化剂,又可作还原剂 2NH2OH+2AgBr --2Ag+N2T(N2O)+2HBr+2H2O N2H4+4Cuo-=2Cu,O+N21+2H,O N2H4(1)+O2(g)==N2(g)+2H2O△H=-621.5 kJ. mol-1 N2H4()+2H2O2()=N2(g)+4H2O(g) 形成配合物[P(NH3)2(N2H)2C1[Zn(NH2OH)2]Cl 形成配合物的能力强弱?NH2>N,H>NH,OH NH2OH可与醛、酮形成肟,是聚酰胺纤维或尼龙的中间体
既可以作氧化剂，又可作还原剂 2NH2OH+2AgBr ==2Ag↓+N2↑(N2O)+2HBr+2H2O N2H4+4CuO== 2Cu2O+N2↑+2H2O N2H4 (l) + O2 (g) == N2 (g) + 2H2O △rH= －621.5kJ·mol－1 N2H4 (l)+2H2O2 (l) == N2 (g)+4H2O(g) NH2OH可与醛、酮形成肟，是聚酰胺纤维或尼龙的中间体 NH3 > N2H4 > NH2OH 形成配合物 [Pt(NH3 ) 2 (N2H4 ) 2 ]Cl [Zn(NH2OH) 2 ]Cl 形成配合物的能力强弱？
4.2.3氫叠氮酸HN3无色液体或气体 N-NEN 1sp2杂化 22,3$p杂化m34 NH+HNO Hn+2HO 撞击 NaoH Z NaN3 Zn(N3)2+H2↑ N2↑+H21 AgN, Cu(n3)2 Pb(N3)2 Hg(N3)2
4.2.3 氢叠氮酸 HN3 无色液体或气体 AgN3 Cu(N3 ) 2 Pb(N3 )2 Hg(N3 ) 2 撞击 NaOH NaN3 N2↑ +H2↑ Zn Zn(N3 )2+H2↑ N2H4+HNO2 == HN3+2H2O 1 2 3 ∶N－N＝N∶ H 1 sp2 杂化 2 2 ,3 sp杂化 π3 4
4.3卤化物 NF3NCl3sp3杂化,角锥形 F F NCI3: NH3+3CL2--NCI3+3HCI 在90℃:爆炸分解: NCK=12N,+3/,CL, AH=-2955kJmol
NCl3 : NH3+3Cl2 == NCl3+3HCl 在90℃：爆炸分解： NCl3 == ½N2+ 3 /2Cl2 △rH= －295.5kJ·mol－1 4.3 卤 化 物 NF3 NCl3 sp3杂化，角锥形 F F F N .
4.4氮的含氧化合物 4.4.1氦氧化物:N2O,NO,N2O3,NO2,N2O,N2O,NO3 NO:(023)2(2)2(02)(T2n)2(T2p)2(T2p)顺磁性 2NO+3I2+4H,O==2NO2-+8H++6I NO2sp2杂化 0 4NO+ HS=-=4NO+SO+HO 10NO2+2MnO4-+2H2O==2Mn2++10NO2+4H+
4.4.1氮氧化物：N2O, NO, N2O3 , NO2 , N2O4 , N2O5 , NO3 NO2 sp2杂化 4.4 氮的含氧化合物 NO：(σ2s ) 2 (σ * 2s ) 2 (σ2px ) 2 (π2py ) 2 (π2pz ) 2 (π* 2py ) 1 顺磁性 2NO ＋ 3I 2 ＋ 4H2O == 2NO3 － ＋ 8H＋ ＋ 6I－ 4NO2 ＋ H2 S == 4NO ＋ SO3 ＋ H2O 10NO2 ＋ 2MnO4 － ＋ 2H2O == 2Mn2＋ ＋ 10NO3 － ＋ 4H＋ π3 4
4.4.2亚硝酸及其盐 N2O3+ H,o= 2HNO,=NO+ NO,+ h,o (蓝色) N:sp2杂化 0HNO2的结构 亚硝酸及其盐既具有氧化性 又具有还原性,以氧化性为主
N：sp2杂化 N2O3+ H2O 2HNO2 (蓝色) NO + NO2 + H2O 4.4.2 亚硝酸及其盐 HNO2的结构 亚硝酸及其盐既具有氧化性 又具有还原性，以氧化性为主
2HNO,+2+2H+==2NO+I+ 2HO 5NO2-+2MnO4-+6H=5NO3+2Mn2++3H2O NO2+CI2+H2O== 2H+ 2Cl-+NO3 亚硝酸盐绝大部分无色,易溶于水, (AgNO2浅黄色不溶) 金属活泼性差,对应亚硝酸盐稳定性差。 亚硝酸盐遇到仲胺可形成 亚硝酰,可引起消化系统癌症
2HNO2 + 2I－ + 2H+ == 2NO + I2+ 2H2O 5NO2 － + 2MnO4 －+ 6H+ == 5NO3 － + 2Mn2+ + 3H2O NO2 －+Cl2+H2O == 2H++ 2Cl－+NO3 － 亚硝酸盐绝大部分无色, 易溶于水, (AgNO2浅黄色不溶) 金属活泼性差,对应亚硝酸盐稳定性差。 亚硝酸盐遇到仲胺可形成 亚硝酰，可引起消化系统癌症