04 第4章 氮族元素.pptx

第1页：氮族元素概述

氮族元素概述：4.1氮族元素概述第4章氮族元素ⅤANPAsSbBins2np3氮半径小，易形成双键、叁键

第2页：氨

氨

• -3-2-1-1/3NH3N2H4NH2OH 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1.氨Fe,Ru2N2+3H2====NH3Haber F.获1916年诺贝尔奖

第3页：氨的反应

氨的反应

• ●取代反应：
• 1.将NH3分子看作三元酸
• 2.其他化合物中的原子或原子团被氨基或亚氨基所取代
• ●加合反应(路易斯碱)：
• ●氧化反应:COCl2+ 2NH3= CO(NH2)2+ 2HCl

第4页：铵盐的分解

铵盐的分解：●铵盐的分解:铵盐的一个重要性质是它的热稳定性差△△NH4HCO3═ NH3＋CO2＋H2ONH4Cl ═ NH3＋HCl△△(NH4)2SO4═ NH3＋NH4HSO4(NH4)3PO4═ 3NH3＋H3PO4如果相应的酸具氧化性，则分解出来的NH3会立即被氧化△NH4NO3═ N2O＋2H2O2NH4NO3═2N2＋O2＋4H2O△

第5页：联氨与羟胺

联氨与羟胺：2.联氨(肼）、羟胺OH--NH2N2H4无色液体NH2OH白色固体

第6页：联氨与羟胺的碱性

联氨与羟胺的碱性：水溶液为碱性NH3N2H4NH2OHK≈10-16N2H62++OH-不稳定，易分解N2H4== N2↑ +H2(或NH3)3NH2OH == NH3↑+3H2O + N2↑ (N2O)+ + +H2O H2O H2OK≈10-5NH4++OH-K≈10-6N2H5++OH-K≈10-9NH3OH++OH-+H2O>>

第7页：肼与羟胺的氧化还原性

肼与羟胺的氧化还原性：既可以作氧化剂，又可作还原剂（为主）。

2NH2OH+2AgBr = 2Ag↓+ N2↑(N2O)+2HBr+2H2ON2H4+4CuO = 2Cu2O+N2↑+2H2ON2H4(l)+ O2(g)= N2(g)+ 2H2O△rH=-621.5kJ·mol-1N2H4(l)+2H2O2(l) = N2(g)+4H2O(g)作为火箭推进剂NH2OH可与醛、酮形成肟，是聚酰胺纤维和尼龙的中间体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？

第8页：叠氮酸

叠氮酸：3.叠氮酸HN3无色液体或气体AgN3、Cu(N3)2、Pb(N3)2、Hg(N3)2作为雷管引爆剂；

NaN3、KNO3、SiO2为主要成分用于汽车安全气囊，在汽车受到撞击的一刹那，由于剧烈碰撞，NaN3分解，气袋迅速膨胀弹出，从而保护司乘人员。

撞击NaOHNaN3N2↑+H2↑ZnZn(N3)2+H2↑N2H4+HNO2=HN3+2H2O1sp2杂化2sp杂化π341 2 3∶N－N＝N∶H

第9页：氮的卤化物

氮的卤化物：NCl3: NH3+3Cl2=NCl3+3HCl在90℃：爆炸分解：NCl3= ½N2+3/2Cl2△rH=-295.5kJ·mol-14.3卤化物NF3NCl3sp3杂化，三角锥形FFFN..

第10页：氮氧化物

氮氧化物：1.氮氧化物：N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4, N2O5, NO3NO2：sp2杂化π344.4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＋3I2＋4H2O=2NO3－＋8H＋＋6I－4NO2＋H2S=4NO＋SO3＋H2O10NO2＋2MnO4－＋2H2O=2Mn2＋＋10NO3－＋4H＋

第11页：氮氧化物与臭氧层

氮氧化物与臭氧层：氮氧化物是大气污染物之一，可以引起光化学烟雾，破环臭氧层。N2O + O = N2+ O2

• ①N2+ O2= 2NO
• ②NO + O3= NO2+ O2
• ③NO2+ O = NO + O2
• ④总反应式O3+ O = 2O2NO气体还具有治疗哮喘和关节炎，抵御肿瘤，杀死感性细菌、真菌和寄生虫的能力。Ferid Murad、Louis J. Ignarro、Robert F. Furchgott三位美国药理学家由于发现NO的药理作用而获得1998年诺贝尔医学奖。NO被评为当年的“明星”分子。

第12页：亚硝酸及其盐

亚硝酸及其盐：N：sp2杂化N2O3+ H2O2HNO2(蓝色)NO+ + H2O2.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。

第13页：亚硝酸盐的氧化还原

亚硝酸盐的氧化还原：2HNO2+ 2I-+ 2H+= 2NO + I2+ 2H2O5NO2-+ 2MnO4-+ 6H+= 5NO3-+ 2Mn2++ 3H2ONO2-+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

第14页：硝酸及其盐

硝酸及其盐：N：sp2杂化N：sp2杂化

• 3.硝酸及其盐HNO3的结构NO3-的结构π34π46

第15页：硝酸与金属的反应

硝酸与金属的反应：HNO3越稀，金属越活泼，HNO3被还原的氧化值越低。

Zn(NO3)2+2NO2+2H2OZn+4HNO3（浓）=3Zn(NO3)2+2NO+4H2O3Zn+ HNO3（稀1:2）=4Zn(NO3)2+N2O+5H2O4Zn+10HNO3(较稀2mol.L-1)=4Zn+10HNO3(很稀1:10)=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O活泼金属非金属单质+ HNO3=相应的高价酸+ NO

第16页：硝酸盐的热分解

硝酸盐的热分解：硝酸盐在高温下显示氧化性，所有金属的硝酸盐加热分解都产生O2：Mg及Mg之前元素：2KNO3== 2KNO2+ O2Mg后Cu前元素：2Pb(NO3)2== 2PbO + 4NO2+ O2Cu之后元素：2AgNO3== 2Ag + 2NO2+O2NH4NO3可用作炸药，其热分解属氮自身的低氧化态物种与高氧化态物种之间的氧化还原反应：NH4NO3==N2O + 2 H2O△△△△

第17页：磷的同素异形体

磷的同素异形体

• 4.5磷的化合物∠P-P-P=60°具有张力红磷：
• 1.单质黑磷：石墨状的片状结构，可导电。白磷（黄磷）：

第18页：磷的化学性质

磷的化学性质：2P＋3X2=2PX3（PX3＋X2=PX5）P4＋3NaOH＋3H2O=PH3＋3NaH2PO2冷P4＋10CuSO4＋16H2O = 10Cu＋4H3PO4＋10H2SO411P＋15CuSO4＋24H2O = 5Cu3P＋6H3PO4＋15H2SO4---解白磷之毒P4＋6H2=4PH3P4+ 10 I2+ 16 H2O = 4 H3PO4+ 20 HI

第19页：磷的卤化物

磷的卤化物：2.磷的卤化物PX3分子晶体PX5离子晶体PCl5固体中含有[PCl4]+和[PCl6]-P：sp3d2杂化P：sp3杂化

第20页：磷的氧化物

磷的氧化物：P4O10+6H2SO4=6SO3↑+4H3PO4P4O10+12HNO3=6N2O5↑+4H3PO43.磷的氧化物P4+3O2=P4O6点击右图观看动画+2O2=P4O10

第21页：磷的含氧酸

磷的含氧酸

• H3PO2H3PO3H3PO4次亚正P4O6+6H2O(冷)=4H3PO3△4H3PO3=3H3PO4+PH3P4+Ba(OH)2+H2O△PH3↑+Ba(H2PO2)2↓H2SO4H3PO2+BaSO4↓O||PHO | HH一元酸+1 +3 +54.磷的含氧酸O||PHO | OHH二元酸

第22页：正磷酸的结构

正磷酸的结构：O||[HO—P—OH]|OHP:sp3杂化3s 3p3dO:O:O:O:—H—H—HO↓↑↓HO—P—OH︱OH两个d-pπ反馈H3PO4结构SO42-、ClO4-含d-pπ反馈

第23页：焦磷酸与偏磷酸

焦磷酸与偏磷酸：H3PO4-H2O2H3PO4→H4P2O7+H2O3H3PO4→H5P3O10+2H2OHPO3（偏）(HPO3)n焦磷酸、聚磷酸、偏磷酸点击方程式，观看动画

第24页：磷的含氧酸盐

磷的含氧酸盐：简单磷酸盐：复杂磷酸盐：可以是直链,支链,环状,P-O四面体基本结构单元PO43-HPO42-+ Ag+Ag3PO4↓(黄)可溶于硝酸H2PO4-2PO43-+3Ca2+=Ca3(PO4)2↓HPO42-+ Ca2+=CaHPO4↓H2PO4-+ Ca2+=不沉淀AgI ↓(黄)不溶于硝酸(加入NH3·H2O沉淀)5.磷的含氧酸盐

第25页：三聚磷酸钠与格氏盐

三聚磷酸钠与格氏盐：三聚磷酸钠Na5P3O10Na5P3O10·6H2ONa5P3O10＋M2＋═══Na3MP3O10＋2Na＋(M=Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋等)Na5P3O10＋M2＋═══[MP3O10]3-＋5Na＋格氏盐——偏磷酸钠(NaPO3)n络合水中的Ca2＋，Mg2＋；

有较强的缓冲能力；

能与表面活性剂起协同作用，改善洗涤剂的功能。

直链偏磷酸盐Ca2＋ONa＋P

第26页：砷锑铋的存在及成键

砷锑铋的存在及成键：雄黄As4S4雌黄As2S3辉锑矿Sb2S3辉铋矿Bi2S31.存在及成键特征4.6砷、锑、铋自然界以硫化物形式存在氧化态通常是＋3和＋5，由于惰性电子对效应加强，铋的＋5氧化态化合物是强氧化剂。

砷、锑、铋能与碱金属和碱土金属组成氧化态为－3的化合物（有的类似合金）。

砷、锑、铋可以生成一系列簇状离子，如Bi53＋、Bi42－、Bi73－、Sb73－、As53－等。

第27页：氧化物与硫化物的酸碱性

氧化物与硫化物的酸碱性

• As2S3(黄)As2S5(淡黄)Sb2S3(橙)Sb2S5(橙黄)Bi2S3(棕黑)As4O6(白) As2O5Sb4O6(白)Sb2O5(淡黄）Bi2O3(红棕)两性偏酸碱性酸性两性偏酸碱性酸性2.氧化物与硫化物的酸碱性

第28页：氢化物与试砷法

氢化物与试砷法

• As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3+6ZnSO4+3H2O△As+H2↑-----马氏试砷法-----古氏试砷法3.氢化物

第29页：砷锑的硫化物

砷锑的硫化物：M2S3＋6OH－= MO33－＋MS33－+ 3H2O（M=As、Sb）3M2S5＋6OH－= MO3－＋5 MS3－＋3H2O（M=As、Sb）M2S3＋3Na2S=2Na3MS3(M=As、Sb)M2S5＋3Na2S=2Na3MS4(M=As、Sb)2(NH4)3SbS4＋6HCl=Sb2S5↓＋3H2S＋6NH4Cl4.硫化物

第30页：三价与五价的转化

三价与五价的转化：5.三价与五价的转化H3AsO3+I2H3AsO4+2I-H+OH-EH3AsO4/H3AsO3= 0.56VEI2/I-=0.54VpH<0.4pH=0.4~9pH>9

第31页：铋与锑的高价氧化性

铋与锑的高价氧化性：NaBiO3+6HCl(浓)= Bi3++ Cl2↑+ Na++ 3H2O+ 4Cl-Bi(OH)3+Cl2+3NaOH=NaBiO3↓+2NaCl+3H2O5NaBiO3+2Mn2++14H+=2MnO4-+5Bi3++7H2O +5Na+H3SbO4+2HCl = H3SbO3+Cl2+H2O-----惰性电子对效应2Sb3＋+3Sn=2Sb+3Sn2＋2Bi3＋+3Sn(OH)42－+6OH－=2Bi+3Sn(OH)62－

第32页：含氟牙膏保护牙齿

含氟牙膏保护牙齿：1.羟基磷灰石是骨骼、牙齿的主要成分。

在口腔发生下列化学反应被蛀：Ca5(PO4)3(OH)(s) + 4 H3O+(aq)5 Ca2+(aq) + 3 HPO42-(aq) + 5 H2O(l)Ca5(PO4)3(OH)(s) +F-(aq)Ca5(PO4)3F (s)+ OH-(aq)4.7应用含氟牙膏可以保护牙齿：

第33页：发酵粉

发酵粉：联合发酵粉的典型组成如下，各组分与碳酸氢钠配合产气并使面团膨松。