氮族元素课件-2.ppt

1、2022-8-17114-1 氮族元素的通性氮族元素的通性14-4 砷、锑、铋砷、锑、铋14-3 磷和它的化合物磷和它的化合物14-5 盐类的热分解盐类的热分解14-2 氮和它的化合物氮和它的化合物2022-8-172氮氮 磷磷 砷砷 锑锑 铋铋 元素符号元素符号 N P As Sb Bi 价电子构型价电子构型 2s22p3 3s23p3 4s24p3 5s25p3 6s26p3 主要氧化数主要氧化数-3,-2,-1,+1+5-3，+1,+3,+5-3,+3,+5+3,+5+3,+5 共价半径共价半径/pm 75 110 122 143 152 M3-离子半径离子半径/pm 171 212 2

2、22 245 M3+离子半径离子半径/pm 69 92 108 M5+离子半径离子半径/pm 11 34 47 62 74 电负性（电负性（Pauling）3.04 2.19 2.18 2.05 2.02 表表14-1 14-1 氮族元素的性质氮族元素的性质 2022-8-1732-1 氮的成键特征（氮的成键特征（P641）1.离子键：离子键：如如Mg 3N2，Li3N等。等。2.共价键：共价键：三个共价单键，如三个共价单键，如NH3、NCl3，N以以spsp3 3杂化；杂化；一个共价单键和一个共价双键，如一个共价单键和一个共价双键，如Cl-N=O，N以以sp2杂化；杂化；形成一个共价叁键，形

3、成一个共价叁键，CN-；N3-中间的中间的 N原子原子以以spsp杂化；杂化；氮的氧化物大多形成不定域大氮的氧化物大多形成不定域大键；键；NO2-、NO3-、HNO3有大有大键。键。3.配位键：配位键：Cu(NH3)42+、Os(NH3)5(N2)2+、2-2 氮元素的氧化态氮元素的氧化态-吉布斯自由能图吉布斯自由能图（P644）N2和和 NH4+是热力学稳定状态；是热力学稳定状态；0+5之间的氧化态易发生歧化。之间的氧化态易发生歧化。2+3 2242Pt(NH)(N H)2022-8-174N2KK(2s)2(*2s)2(2py)2(2pz)2(2p)2N2的键能的键能941.69kJmol

4、-1，是最稳定的双原子分子，是最稳定的双原子分子NH4Cl+NaNO2=NaCl+N2+2H2O T1、实验室中怎样制备N2，怎样除去其中的O2、H2O、NH3杂质?（P646647）除除O2，使气体通过炽热的铜丝；，使气体通过炽热的铜丝；除除NH3，使气体通过浓硫酸洗涤；，使气体通过浓硫酸洗涤；除除H2O，使气体通过碱石灰干燥剂。，使气体通过碱石灰干燥剂。T2、写出NH4Cl、(NH4)2SO4、(NH4)3PO4和NH4NO3热分解反应式。（P654）(NH4)2Cr2O7(s)=N2+Cr2O3+4H2O 8NH3+3Br2(aq)=N2+6NH4Br 实验室法：实验室法：其它反应：其它

5、反应：2022-8-175T3、写出NH3、N2H4（l）、NH2OH（s）和HN3（s）的结构式；指出N原子的杂化方式；比较碱性的大小，并说明碱性大小原因。（P655659）顺式联氨（肼）顺式联氨（肼）N以以sp3杂化杂化羟氨羟氨N以以sp3杂化杂化氢叠氮酸氢叠氮酸1是是sp2，2是是sp杂化杂化氨的衍生物：氨的衍生物：NH3 N2H4 NH2OH HN3N的氧化数：的氧化数：-3 -2 -1 -1/3 K：10-5 10-6 10-9 质子酸质子酸与氢相连的与氢相连的N原子电子云密度小，酸性强、碱性弱。原子电子云密度小，酸性强、碱性弱。431个个有有 1 2 3 NNN HN3-432个个

6、有有2022-8-176氨的衍生物制备方法：氨的衍生物制备方法：2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O2NH3+ClO-=N2H4+Cl-+H2O 在催化剂作用下，在催化剂作用下，H2还原还原NO2得到得到NH2OH(s)T4、分别写出Mg3N2和Li3N的水解反应式。（思考）T5、写出NO的MO式，说明键级，比较NO与N2的稳定性。液氨溶解活泼金属生成蓝色溶液：液氨溶解活泼金属生成蓝色溶液：Na Na+e-Na+xNH3 Na(NH3)x+e-+yNH3 (NH3)y-（蓝色）（蓝色）NOKK(2s)2(*2s)2(2px)2(2py)2(2pz)2(*2py)1 有有

7、1个个3电子键，键级电子键，键级=2.5，比，比N2活泼。活泼。2-5 氮的含氧化物（氮的含氧化物（P659）该溶液能导电，较稳定，有强还原性，蒸干得到原来的碱金该溶液能导电，较稳定，有强还原性，蒸干得到原来的碱金属，放置产生氢气。金属液氨溶液的特性是含属，放置产生氢气。金属液氨溶液的特性是含2022-8-177T6、画出N2O、NO2、N2O4、N2O3和N2O5的结构式，指出N原子杂化方式和分子中大键情况。(p660，表14-5)固体为固体为NO2+NO3-2个个N原子原子sp2杂化杂化2个个N原子原子sp2杂化杂化2个个N原子原子sp2杂化杂化N原子原子sp2杂化杂化中心中心N原子原子s

8、p杂化杂化2022-8-178T7.什么棕色环反应，其用途是什么？NO+FeSO4Fe(NO)SO4（棕色）（棕色）检验NO3-T8、饱和NaNO2与稀H2SO4反应时，一开始显淡蓝色然后又消失，为什么？2HNO2（冷）（冷）=N2O3（蓝蓝）+H2ON2O3=NO2+NO T9、分别写出NaNO2与MnO4-、I-、Cl2、Ag+的反应方程式。（p663）T10画出NO2+、NO2和NO2-的结构，说明N的杂化方式。(p663)硫酸亚硝酰合铁（硫酸亚硝酰合铁（）NO2+NO2NO2-直线形V形331个个有有432个个有有V形431个个有有2022-8-179T11画出HNO3和NO3-结构式

9、，说明大键情况。H O O N O-氢键-4364T12写出Zn（或Fe）与HNO3的反应式。Zn+4HNO3（浓浓）=Zn(NO3)2+2NO2+2H2 O3Zn+8HNO3（稀稀1:2）=3Zn(NO3)2+2NO+4H2O4Zn+10HNO3（热、稀热、稀）=4Zn(NO3)2+N2O+5H2O4Zn+10HNO3（稀稀1:10）=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2ON以以sp2杂化杂化（气室法检验（气室法检验NH4+）2022-8-1710T13分别写出NaNO3、Pb（NO3）2和AgNO3的热分解反应式，用离子极化理论说明产物不同的原因。（p668-669）T14说明为什么A

10、u、Pt易溶于王水，写出反应方程式（P667-）离子极化能力：离子极化能力：AgPb2Na+Au+HNO3+3HCl=AuCl3+NO+2H2OAuCl3+HCl=HAuCl4 3Pt+4HNO3+12HCl=3PtCl4+4NO+8H2OPtCl4+2HCl=H2PtCl6 有配合物和气体生成，金、铂的还原型增强而会溶解。有配合物和气体生成，金、铂的还原型增强而会溶解。产物的稳定态：产物的稳定态：Ag、PbO、NaNO22022-8-17113-1 磷原子的成键特征和价键结构（磷原子的成键特征和价键结构（P670）离子键：离子键：如如Na3P、Zn3P2，但水溶液中不存在，但水溶液中不存在P

11、3-离子；离子；共价键：共价键：+3 -3，P采取采取sp3杂化，形成杂化，形成3个共价单键个共价单键;+5，P采取采取sp3d杂化，如杂化，如PCl5;d-p键，如键，如H3PO4中。中。配位键：配位键：P（）有孤电子对，是配位体，如有孤电子对，是配位体，如 PH3；P（）有空）有空d轨道，为电子对接受体；轨道，为电子对接受体；配位数为配位数为6（sp3d2杂化）如杂化）如PCl6-。含氧化合物：含氧化合物：P4为基础的氧化物；以为基础的氧化物；以 PO43-为基础的酸或盐。为基础的酸或盐。3-2 磷的氧化态磷的氧化态-吉布斯自由能图吉布斯自由能图*（p672）T15磷在化合物中的杂化方式主

12、要是哪两种？（P671）磷不稳定，在碱中极易歧化为磷不稳定，在碱中极易歧化为PH3和和H2PO2-。2022-8-1712 磷酸钙矿：磷酸钙矿：Ca3(PO4)2H2O、氟磷灰石、氟磷灰石Ca5F(PO4)3 磷是生命元素，存在于细胞、蛋白质、骨骼、牙齿中，磷是生命元素，存在于细胞、蛋白质、骨骼、牙齿中，所有含磷化合物大都通过氧与其它原子连接。所有含磷化合物大都通过氧与其它原子连接。T16写出两种磷矿石的俗名和化学式。（P673）白磷剧毒，白磷剧毒，0.1g白磷入胃足可致人死亡。白磷中毒可用白磷入胃足可致人死亡。白磷中毒可用稀的硫酸铜溶液消解：稀的硫酸铜溶液消解：2P+5CuSO4+8H2O=

13、5Cu+2H3PO4+5H2SO4 11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4 红磷用于制造火柴（面）、磷酸、农药、烟雾弹。红磷用于制造火柴（面）、磷酸、农药、烟雾弹。T17.工业上怎样制备单质磷？（P673）2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+P4(白磷白磷)+10COT18写出磷与硫酸铜溶液的反应方程式，此反应有什么用途？p676高温2022-8-1713红磷白磷黑磷隔绝空气高温高压C400P4,很活泼，空气中很活泼，空气中自燃，可溶于自燃，可溶于CS2。较稳定，较稳定，400以上燃烧，以上燃烧，不溶于有机溶剂。不溶于有机溶剂。T19磷

14、有几种同素异性体？白磷为什么很活泼？（P674675）片状片状P-PP-P键有张力键有张力（黄磷）（黄磷）416416，急冷，急冷2022-8-17143-4 磷化氢磷化氢 结构：结构：与与NH3相似，相似，但但PH3的键角小。的键角小。制备：制备：Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3 （也有联膦）（也有联膦）P4+3KOH+3H2O=2KH2PO2+PH3 性质：性质：膦是无色剧毒气体，大蒜臭味，碱性比氨弱，配位膦是无色剧毒气体，大蒜臭味，碱性比氨弱，配位 能力比氨强，是强的还原剂，在空气中自燃。能力比氨强，是强的还原剂，在空气中自燃。PH3+2O2=H3PO4鬼火：鬼火：PH3

15、和和 P2H4的自燃现象。的自燃现象。T20.怎样制备PH3和P2H4？说明PH3在水中的形态和水溶液的碱性大小。（P677）PH3在水中为在水中为PH3H20形式，无形式，无PH4+，因，因P与与H+的结合力小的结合力小。PH4I的生成与水解。的生成与水解。PH4+叫鏻。叫鏻。分解PH3(膦膦)P2H4（联膦）（联膦）作业：作业：1 3 6 7 8 9 10 2022-8-1715T21磷的氧化物写成P4O6和P4O10的原因是什么？（P679）P4O6H3PO3酸酐酸酐P4O10H3PO4酸酐酸酐P4P4O6P4O10O2不足不足O2充足充足P4O6为白色易挥发性蜡状晶体，易溶于有机溶剂；

16、为白色易挥发性蜡状晶体，易溶于有机溶剂；P4O10为白色粉末状固体，是吸水性最强的干燥剂；为白色粉末状固体，是吸水性最强的干燥剂；红磷久置易生成氧化物而吸水，过滤之，小火烘干。红磷久置易生成氧化物而吸水，过滤之，小火烘干。P4分子分子黄磷弹黄磷弹2022-8-1716歧化反应歧化反应T22P4O6分别与冷水和热水反应，各得什么产物？（P679）T23P4O10溶于水很容易生成H3PO4吗？（P680）不容易，需加热和不容易，需加热和HNO3催化：催化：不加不加HNO3，生成，生成(HPO3)x、H2P2O7P2O10可作干燥剂，可使浓酸脱水：可作干燥剂，可使浓酸脱水：33PO4H264)O(6

17、HOP=+冷冷343PHPO4H+=264)O(H6OP+热热43PO=4H2104O6HOP+43342104PO4H6SOSO6HOP+=43523104PO4HO6N12HNOOP+=2022-8-1717三元酸三元酸OPHHHOOOT24画出H3PO4的结构式，说明磷与非羟基氧的成键特征。(P681)两个两个d dp p键键.氢键氢键3a106.7=1-K属于中强酸，无氧化性。属于中强酸，无氧化性。OPOHHOOOPOHOHT25分别画出H4P2O7、H3PO3、H3PO2的结构式，指出各是几元酸，比较酸性的强弱。（p682688）HOOPHHOOPHHHO四元酸四元酸二元酸二元酸一元

18、酸一元酸3.010-25.010-21.010-2焦磷酸焦磷酸亚磷酸亚磷酸次磷酸次磷酸a1K2022-8-1718T26怎样鉴别磷酸盐、焦磷酸盐和偏磷酸盐？（思考）加加AgNO3溶液，都有沉淀，但颜色不同：溶液，都有沉淀，但颜色不同：Ag3PO4 Ag4P2O7 AgPO3黄黄 白色白色 白色白色有有HAc时，时，HPO3使蛋白液凝聚。使蛋白液凝聚。T27多聚偏磷酸盐有哪些用途？（P686687）-233103-51033COOCaPOP(s)CaCO+锅炉内加多聚偏磷酸钠锅炉内加多聚偏磷酸钠(格氏盐格氏盐)，不生水垢：，不生水垢：OPOOOPOOOPOOOPOOCaCa2022-8-1719

19、T28Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4溶液各与AgNO3反应，各有什么现象？反应后溶液的酸碱性有什么变化？都有都有Ag3PO4沉淀产生，但量不同，黄色深浅不同；沉淀产生，但量不同，黄色深浅不同；酸式盐反应后有酸式盐反应后有H+产生，故溶液的酸性增强。产生，故溶液的酸性增强。T29分别写出NCl3、PCl3和PCl5的结构和水解反应式。（P691）sp3 sp3 sp3d2NCl3+3H2O=N2+3HClO+3H+3Cl-：NClClCl3HClPOHO3HPCl3323+=+5HClPOHO4HPCl4325+=2022-8-1720磷酸盐小结磷酸盐小结正盐酸式盐磷酸盐M3IPO

20、4 M2IHPO4MIH2PO4溶解性大多数难溶(除 K+,Na+,NH4)大多数易溶Na3PO4 Na2HPO4NaH2PO4PH7PH7PH解离水解PO43-SO42-ClO4-(四面体）四面体）CO32-NO3-（平面三角形，有（平面三角形，有键易变形）键易变形）阴离子相同时阴离子相同时，阳离子正电场强（，阳离子正电场强（Z*/r大）者，离子极化力大）者，离子极化力 大，其盐易分解：如大，其盐易分解：如Ag+、Cu2、Hg2+等等17、18或或182构型构型 离子的硝酸盐以及碳酸盐不稳定。离子的硝酸盐以及碳酸盐不稳定。Li+、Be2 的的Z*/r也大也大。作业：作业：11 17 18 20 21 22 热力学因素。热力学因素。