氮族元素課件

§14-1氮族元素的通性§14-4砷、銻、鉍第十四章氮族元素§14-3磷和它的化合物§14-5鹽類的熱分解§14-2氮和它的化合物重點(diǎn)掌握4/19/20231§14-1氮族元素的通性氮磷砷銻鉍元素符號(hào)NPAsSbBi價(jià)電子構(gòu)型2s22p33s23p34s24p35s25p36s26p3主要氧化數(shù)-3,-2,-1,+1……+5-3，+1,+3,+5-3,+3,+5+3,+5+3,+5共價(jià)半徑/pm75110122143152M3-離子半徑/pm171212222245M3+離子半徑/pm6992108M5+離子半徑/pm1134476274電負(fù)性（Pauling）3.042.192.182.052.02表14-1氮族元素的性質(zhì)4/19/202322-1氮的成鍵特征（P641）離子鍵：如Mg3N2，Li3N等。共價(jià)鍵：

三個(gè)共價(jià)單鍵，如NH3、NCl3，N以sp3雜化；

一個(gè)共價(jià)單鍵和一個(gè)共價(jià)雙鍵，如Cl-N=O，N以sp2雜化；

形成一個(gè)共價(jià)叁鍵，C≡N-；N3-中間的N原子以sp雜化；氮的氧化物大多形成不定域大π鍵；

NO2-、NO3-

、HNO3有大π鍵。

3.配位鍵：Cu(NH3)42+、[Os(NH3)5(N2)]2+、

2-2氮元素的氧化態(tài)-吉布斯自由能圖

（P644）N2和

NH4+是熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)；0～+5之間的氧化態(tài)易發(fā)生歧化?！?4-2氮和它的化合物4/19/20233T3、寫出NH3、N2H4（l）、NH2OH（s）和HN3（s）的結(jié)構(gòu)式；指出N原子的雜化方式；比較堿性的大小，并說明堿性大小原因。（P655－659）順式聯(lián)氨（肼）N以sp3雜化羥氨N以sp3雜化氫疊氮酸1是sp2，2是sp雜化氨的衍生物：NH3N2H4NH2OHHN3N的氧化數(shù)：-3-2-1-1/3Kθ：10-510-610-9質(zhì)子酸與氫相連的N原子電子云密度小，酸性強(qiáng)、堿性弱。123

∶N＝N≡N∶HN3-4/19/20235氨的衍生物制備方法：2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O2NH3+ClO-=N2H4+Cl-+H2O在催化劑作用下，H2還原NO2得到NH2OH(s)T4、分別寫出Mg3N2和Li3N的水解反應(yīng)式。（思考）T5、寫出NO的MO式，說明鍵級(jí)，比較NO與N2的穩(wěn)定性。液氨溶解活潑金屬生成藍(lán)色溶液：Na→Na++e-Na++xNH3＝Na(NH3)x+e-+yNH3＝(NH3)y-

（藍(lán)色）NO[KK(σ2s)2(σ*2s)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π*2py)1]

有1個(gè)3電子鍵，鍵級(jí)=2.5，比N2活潑。2-5氮的含氧化物（P659）該溶液能導(dǎo)電，較穩(wěn)定，有強(qiáng)還原性，蒸干得到原來的堿金屬，放置產(chǎn)生氫氣。金屬液氨溶液的特性是含“氨合電子”。4/19/20236T6、畫出N2O、NO2、N2O4、N2O3和N2O5的結(jié)構(gòu)式，指出N原子雜化方式和分子中大鍵情況。(p660，表14-5)固體為NO2+·NO3-2個(gè)N原子sp2雜化2個(gè)N原子sp2雜化2個(gè)N原子sp2雜化N原子sp2雜化中心N原子sp雜化4/19/20237T7.什么棕色環(huán)反應(yīng)，其用途是什么？NO+FeSO4＝Fe(NO)SO4（棕色）檢驗(yàn)NO3-T8、飽和NaNO2與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)，一開始顯淡藍(lán)色然后又消失，為什么？2HNO2（冷）=N2O3（藍(lán)）+H2ON2O3=NO2+NOT9、分別寫出NaNO2與MnO4-、I-、Cl2、Ag+的反應(yīng)方程式。（p663）T10．畫出NO2+、NO2和NO2-的結(jié)構(gòu)，說明N的雜化方式。(p663)硫酸亞硝酰合鐵（Ⅱ）NO2+NO2NO2-直線形V形V形4/19/20238T13．分別寫出NaNO3、Pb（NO3）2和AgNO3的熱分解反應(yīng)式，用離子極化理論說明產(chǎn)物不同的原因。（p668-669）T14．說明為什么Au、Pt易溶于王水，寫出反應(yīng)方程式（P667-）離子極化能力：Ag＋>Pb2＋>Na+Au+HNO3+3HCl=AuCl3+NO↑+2H2OAuCl3+HCl=HAuCl4

3Pt+4HNO3+12HCl=3PtCl4+4NO↑+8H2OPtCl4+2HCl=H2[PtCl6]有配合物和氣體生成，金、鉑的還原型增強(qiáng)而會(huì)溶解。產(chǎn)物的穩(wěn)定態(tài)：Ag、PbO、NaNO24/19/2023103-1磷原子的成鍵特征和價(jià)鍵結(jié)構(gòu)（P670）離子鍵：如Na3P、Zn3P2，但水溶液中不存在P3-離子；共價(jià)鍵：+3→-3，P采取sp3雜化，形成3個(gè)共價(jià)單鍵;+5，P采取sp3d雜化，如PCl5;

d-pπ鍵，如H3PO4中。配位鍵：P（Ⅲ）有孤電子對(duì)，是配位體，如PH3；P（Ⅴ）有空d軌道，為電子對(duì)接受體；配位數(shù)為6（sp3d2雜化）如PCl6-。

含氧化合物：P4為基礎(chǔ)的氧化物；以[PO4]3-為基礎(chǔ)的酸或鹽。3-2磷的氧化態(tài)-吉布斯自由能圖*（p672）

T15．磷在化合物中的雜化方式主要是哪兩種？（P671）磷不穩(wěn)定，在堿中極易歧化為PH3和H2PO2-?！?4-3磷及其化合物4/19/202311P4,很活潑，空氣中自燃，可溶于CS2。較穩(wěn)定，400℃以上燃燒，不溶于有機(jī)溶劑。T19．磷有幾種同素異性體？白磷為什么很活潑？（P674－675）片狀P-P鍵有張力（黃磷）416℃，急冷4/19/2023133-4磷化氫結(jié)構(gòu)：與NH3相似，但PH3的鍵角小。制備：Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3（也有聯(lián)膦）P4+3KOH+3H2O=2KH2PO2+PH3

性質(zhì)：膦是無色劇毒氣體，大蒜臭味，堿性比氨弱，配位能力比氨強(qiáng)，是強(qiáng)的還原劑，在空氣中自燃。PH3+2O2=H3PO4鬼火：PH3和P2H4的自燃現(xiàn)象。T20.怎樣制備PH3和P2H4？說明PH3在水中的形態(tài)和水溶液的堿性大小。（P677）PH3在水中為PH3·H20形式，無PH4+，因P與H+的結(jié)合力小。PH4I的生成與水解。PH4+叫鏻。PH3(膦)P2H4（聯(lián)膦）作業(yè)：136789104/19/2023143-5磷的含氧化物T21．磷的氧化物寫成P4O6和P4O10的原因是什么？（P679）P4O6H3PO3酸酐P4O10H3PO4酸酐P4P4O6P4O10O2不足△O2充足△P4O6為白色易揮發(fā)性蠟狀晶體，易溶于有機(jī)溶劑；P4O10為白色粉末狀固體，是吸水性最強(qiáng)的干燥劑；紅磷久置易生成氧化物而吸水，過濾之，小火烘干。P4分子黃磷彈4/19/202315三元酸T24．畫出H3PO4的結(jié)構(gòu)式，說明磷與非羥基氧的成鍵特征。(P681)兩個(gè)d←pπ鍵.....氫鍵屬于中強(qiáng)酸，無氧化性。T25．分別畫出H4P2O7、H3PO3、H3PO2的結(jié)構(gòu)式，指出各是幾元酸，比較酸性的強(qiáng)弱。（p682－688）四元酸二元酸一元酸3.0×10-25.0×10-21.0×10-2焦磷酸亞磷酸次磷酸4/19/202317T26．怎樣鑒別磷酸鹽、焦磷酸鹽和偏磷酸鹽？（思考）加AgNO3溶液，都有沉淀，但顏色不同：Ag3PO4Ag4P2O7AgPO3黃白色白色有HAc時(shí)，HPO3使蛋白液凝聚。T27．多聚偏磷酸鹽有哪些用途？（P686－687）鍋爐內(nèi)加多聚偏磷酸鈉(格氏鹽)，不生水垢：4/19/202318T28．Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4溶液各與AgNO3反應(yīng)，各有什么現(xiàn)象？反應(yīng)后溶液的酸堿性有什么變化？都有Ag3PO4沉淀產(chǎn)生，但量不同，黃色深淺不同；酸式鹽反應(yīng)后有H+產(chǎn)生，故溶液的酸性增強(qiáng)。T29．分別寫出NCl3、PCl3和PCl5的結(jié)構(gòu)和水解反應(yīng)式。（P691－）sp3

sp3

sp3d2NCl3+3H2O=N2+3HClO+3H++3Cl-：N－－－ClClCl3HClPOHO3HPCl3323+=+5HClPOHO4HPCl4325++=4/19/2023194-3砷、銻、鉍的單質(zhì)砷蒸氣為As4的正四面體結(jié)構(gòu)。砷、銻有灰、黃、黑三種同素異形體，鉍沒有。砷以As4分子形式存在，黑砷類似黑磷結(jié)構(gòu)。銻、鉍不同于一般金屬，固態(tài)能導(dǎo)電、導(dǎo)熱性比其液態(tài)差。砷銻鉍T30．含砷、銻、鉍的礦石主要有哪幾種？（P696）親硫性：雌黃、雄黃、輝銻礦、輝鉍礦§14-4砷、銻、鉍雌黃雄黃4/19/202321T31．何為“古氏驗(yàn)砷法”和“砷鏡反應(yīng)”？（P699）4-4砷、銻、鉍的氫化物熔沸點(diǎn)：低 高堿性：強(qiáng) 弱穩(wěn)定性：高 低AsH3胂SbH3BiH3性質(zhì)：自燃（空氣）：2AsH3+3O2=As2O3+3H2O；分解（缺氧）：2AsH3=2As+3H2馬氏試砷法：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O

△As+H2↑可檢出0.007mg砷月弟月必信石4/19/202322古氏試砷法:可檢出0.005mgAs2O3T32．實(shí)驗(yàn)室中怎樣配制SbCl3、BiCl3或Bi(NO3)3溶液？（P704）T33．寫出在HNO3介質(zhì)中NaBiO3氧化Mn2＋的反應(yīng)式。（p703）2Mn2+＋2BiO3-＋14H＋＝2MnO4-+5Bi3++7H20T34．對(duì)于砷、銻、鉍，＋3價(jià)態(tài)和＋5價(jià)態(tài)的硫化物，其酸堿性各有什么不同？（P705）As2S3（黃）

Sb2S3（黑）Bi2S3（黑）酸性