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 ●§14-4As、Sb、Bi及其化合物
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 As、Sb、Bi及其化合物
§14-1氮族元素的通性 特征电子结构和各主要价态 ●nsnp3主要氧化态: N:-3 NH3, N2H4, H2NOH +1,+2,+3,+4 +5 n2O, NO, N2O3, NO2, N2O5 HNO2, N2O4, HNO3
§14-1 氮族元素的通性 ⚫ 一、特征电子结构和各主要价态 ⚫ ns2np3 主要氧化态： N： -3， -2， -1， NH3，N2H4，H2NOH ， +1，+2， +3， +4， +5 N2O，NO， N2O3， NO2， N2O5 HNO2 , N2O4， HNO3
●磷P主要价态和化合物 +1,+3 +5 PH3, P2H4, H3PO2, H3PO3 H3PO4--H4P2O7,(HPO3)n As Sb B 3,+3,+5:+3,+5:+3,+5 AsH3 AS2O3, H3AsO3 Bi2O3 As,O5, H3AsOa NaBiO3
⚫ 磷 P 主要价态和化合物 -3， -2, +1， +3， +5 PH3， P2H4, H3PO2 ， H3PO3 H3PO4 －－H4P2O7 , (HPO3) n As Sb Bi -3， +3，+5 ; +3，+5 ; +3，+5 AsH3 As2O3，H3AsO3 Bi2O3 As2O5，H3AsO4 NaBiO3
氧化还原性 最高价态的氧化性 A HNO 0.94 HNO H3PO4-0.27H3PO3 HASO +0.56 HAsO Sho +0.58 Sbo+ BiO +16 Bio q°BNO301NO; PO3 1.12HPO2
⚫ 二、氧化还原性 最高价态的氧化性 A HNO3＿＿0.94＿＿HNO2 H3 PO4＿＿﹣0.27＿＿H3 PO3 H3AsO4＿＿+0.56＿＿H3AsO3 Sb2O5＿＿+0.58＿＿SbO+ Bi2O5＿＿+1.6＿＿BiO+ B NO3 -＿＿0.1＿＿NO2 - PO4 3-＿＿﹣1.12＿＿HPO3 2-
●+3价,中间价态的氧化性 HNO 0.996 NO 1. NO 129 HASO +0.25 As Sbot +0.15 Sb BiO++0.32B 其中非金属的中间价比最高价氧化性 更强
⚫ +3价，中间价态的氧化性 HNO2＿0.996＿NO＿1.59＿N2O ︱＿＿＿＿＿1.29＿＿＿＿∣ HAsO2＿＿+0.25＿＿As SbO+ ＿＿+0.15＿＿Sb BiO+＿＿+0.32＿＿Bi 其中非金属的中间价比最高价氧化性 更强
§14-2氮和它的化合物 成键特征 n- sp NH n- spl -N-O N≡SpN三NC=N
§14-2 氮和它的化合物 一、成键特征 －N－ sp3 NH3 —N＝ sp2 —N＝O N≡ sp N≡N －C≡N
二、单质N2 1、N=N性质 分子轨道:12o12a2o2I24 px 2Pyz 2PX 键级=3键能941.7 KJ. mol ①非常稳定,与较活泼的金属才能燃烧 结合,如 LIN Mg,N2 2N2+3H,→2NH ③生物固氮酶
二、单质N2 1、N≡N 性质 分子轨道： 1s 2 1s *2 2s 2 2s *2 ∏2Pyz 4 2px 2 ∏2Pyz * 2Px * 键级=3 键能941.7kJ·mol﹣1 ① 非常稳定，与较活泼的金属才能燃烧 结合, 如Li3N Mg3N2 ② N2+3H2→2NH3 ③ 生物固氮酶
2、氮气实验室制备 i)NHNO2(aq)-N2+2H2O(加热) NHACI (aq)+NanO2(aq-nhnO 2 i)(NH)、CrnO2(s)→N+CrnO+4H,O i)NH3+Br2→NH4Br+N2 iv)NH3+CuO→Cu+N2 它们的共同反应物均用氨为还原剂
2、氮气实验室制备 ⅰ）NH4NO2（aq）→N2+2H2O （加热） NH4Cl（aq）+NaNO2（aq）→NH4NO2 ⅱ）（NH4）2Cr2O7（s）→N2+Cr2O3+ 4H2O ⅲ）NH3+Br2→NH4Br+N2 ⅳ）NH3+CuO→Cu+N2 它们的共同反应物均用氨为还原剂
氮化合物性质 1、氢化物NH3 高温可被CuO氧化,常温需Cl2,B等氧化 氨解反应: COC12 +4NH3CO (NH2) 2+2NH4CI SOCL+4NH -SO(nh)+Nh Cl HgCl,+2NH3 Hg (NH,) Cll+NHCI 氨解类似卤化物水解 NH4+2 (HgL4)2-+40H">(Hg,O (NH,))I(s)+7+3H,O
三、氮化合物性质 1、氢化物 NH3 高温可被CuO氧化，常温需Cl2，Br2等氧化 氨解反应： COCl2+4NH3→CO（NH2）2+2NH4Cl SOCl2+4NH3→SO（NH2）2+NH4Cl HgCl2+2NH3→Hg（NH2）Cl↓+NH4Cl 氨解类似卤化物水解 NH4 ++2〔HgI4〕2﹣+4OH﹣→〔Hg2O （NH2）〕I（s）+7I﹣+3H2O
N2H4:熔沸点略比H2O高,是一种还原剂,可 作双齿配体 N2H4(1)+O2(g)→N2 (g)+2H2O(1) △H°=-621.74 KJ mol-1 CO+0.502→CO2△H°=-283 KJ mol H2+0.5O2→H2O(g)△H°=-241.8 KJ mol N2H4(1)+2H2O2(1)→N2(g)+4H2O(g) △H=-642.2 KJ mol-1 N2H4是一种高能燃料
N2H4：熔沸点略比H2O高，是一种还原剂，可 作双齿配体 N2H4（l）+O2（g）→N2（g）+2H2O（l） △H=﹣621.74 KJ·mol﹣1 CO+0.5O2→CO2 △H=﹣283 KJ·mol﹣1 H2+0.5O2→H2O（g）△H=﹣241.8 kJ·mol﹣1 N2H4（l）+2H2O2（l）→N2（g）+4H2O（g） △H=﹣642.2 KJ·mol﹣1 ∴N2H4是一种高能燃料