第十三章氮族元素课件.ppt
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- 第十三 章氮族 元素 课件
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1、第十三章 氮族元素 本章要求六 氮的含氧化合物 氮的氧化物有很多种,其中比较重要的是 NO 和 NO2,它们分别是亚硝酸和硝酸的酸酐。(一)氧化物:1 一氧化氮NO 结构:NO分子中共有15个e,价电子11个,称为“奇电子化合物”。其特性如下:“顺磁性;一般无论气态、液态均有颜色;易形成双聚体。”但NO例外,它气态无色,液、固态时显蓝色,固态时有少量松弛双聚体。一氧化氮的制备和特性 制备:实验室 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)+NO+4H2O 特性:(1)氮处于中间氧化态,具有氧化 还原性;(2)易形成亚硝酰离子 NO+有孤 e 对,可与很多金属形成亚硝酰配合物。例:FeSO4+N
2、O=Fe(NO)SO4棕色环实验 用于检验 Fe2+、NO3-。2 二氧化氮 NO2 二氧化氮价电子17个是“奇电子化合物”。结构:分子中有两条键,键长118.8pm,键角1340;一个 3 中心 3 电子键 。制备:2NO+O2 =2NO2 Cu+HNO3(浓)=Cu(NO3)2+NO2+2H2O 性质:(1)符合“奇电子化合物”特性:气、液态均为棕色,低温易聚合为无色的N2O4 ;(2)溶于冷水歧化,溶于热水利于生成HNO3;(3)强氧化性,其氧化性HNO3;(4)具有毒性,可用碱吸收。(二)氮的含氧酸及盐 (1)亚硝酸及其盐:HNO2主要性质:1弱酸性:Ka=5 10-4 2不稳定极不稳
3、定,仅存在于冷的稀溶液中,且易歧化分解。3HNO2=HNO3+2NO+H2O-冷水 2HNO2(g)=NO+NO2+H2O-气态 3氧化还原性氧化性为主:作还原剂,氧化产物总是NO3-;作氧化剂,还原产物有NO、N2O、NH2OH、N2、NH3-。亚硝酸盐的性质 1 易溶于水,除AgNO3微溶,水溶液稳定.2 热稳定性高,特别是碱金属、碱土金属的此类盐。3 有毒是致癌物质。4 具有氧化还原性:酸介质-主要氧化性,碱介质-主要还原性。5 有很好的配位作用NO2-中 O 原子和N原子上都有孤 e 对。2 硝酸及其盐 制备:工业上用“氨催化氧化法”。实验室:第一、二步反应式如下 NaNO3+H2SO
4、4=NaHSO4+HNO3 产率低 NaHSO4+H2SO4=Na2SO4+HNO3 (7730K)该温度已分解。结构:硝酸由 NO3-和 H+构成,硝酸根是平面 三角形结构,酸根中有 3个键,一个 4 中心 6 电子大 键。硝 酸 的 结 构 HNO3也是平面型结构,N原子杂化方式与酸根中相同,仅多了1个H+,多增加的H+破坏了NO3-的稳定结构,所以HNO3不稳定,易挥发,浓度越大越不稳定。而硝酸盐则稳定,一般不具氧化性。(结构对称)硝 酸 的 性 质 物理性质:重要化学性质:强酸性、强氧化性、强腐蚀性,不稳定性,硝化作用。1 不稳定性 由结构决定,见光、受热分解:4HNO3=4NO2+O
5、2+H2O浓度越大,温度越高,分解越快。所以 要用棕色瓶装。硝 酸 的 性 质 2 强氧化性 是硝酸最突出的性质,并且浓度越大,氧化性越强。因为氮处于最高氧化态,且HNO3易分解放出氧化性 NO2 和 NO,所以显强氧化性.(1)能氧化很多非金属:将C、S、P、I2等氧化成含氧酸或氧化物,本身被还原为 NO 或 NO2。(2)几乎可以氧化所有金属情况较复杂 注意:Al、Cr、Fe等能溶于稀HNO3,在冷、浓HNO3中发生“钝化”而不溶。硝酸与其它物质反应的特点 第一:硝酸作为氧化剂,可能被还原为下述一系列氮化物。例如:HNO3 NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH2OH、N2H4、NH3
6、、NH4+。第二:硝酸与金属反应,其产物主要取决于酸的浓度、金属活泼性和反应的温度。不活泼金属例:Cu、Ag、Hg、Bi等与浓HNO3反应主要生成NO2;与稀HNO3反应主要生成NO。活泼金属与硝酸的反应 活泼金属例如:Zn、Mg、Fe等 与浓HNO3反应主要生成NO2,与稀HNO3反应主要生成N2O或铵盐,很活泼金属与冷的极稀HNO3反应 氧化性:NO3-1773K 磷矿石+石英砂+焦碳 磷蒸汽通人冷水 即得白磷单质 2 存在:常以磷酸盐存在 Ca3(PO4)2 等 地壳中丰度0.11%,比氮多3.7倍;人体里约有1公斤磷,存在于骨骼等器官中。3 显著特点:有多种同素异性体 磷有多种同素异性
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