元素的基本性質(zhì)-wenkub
2022-10-28 15:48:07 本頁面
【正文】 、鹵化物和硫化物 ? 1633 磷的含氧化合物 164 砷 ? 1641 單質(zhì) ? 1642 砷的化合物 元素的基本性質(zhì) 在非金屬化學(xué)中，氮族元性質(zhì)的變化基本上是規(guī)律的，是由典型非金屬氮到典型金屬鉍的一個完整過渡，因此往往被選為系統(tǒng)研究的對象。他就抱著發(fā)財?shù)哪康?，用尿做了大量實驗?1669年他在一次實驗中用砂、木炭、石灰等和尿混合，加熱蒸餾，雖沒得到黃金卻意外地得到一種美麗的物質(zhì)，它色白質(zhì)軟，在黑暗的地方能發(fā)光，取名 “ 冷光 ” ，起初他極守密，不過此消息立刻傳遍了德國。 元素的基本性質(zhì) 二、氮族元素的基本性質(zhì) 性質(zhì) N P As Sb Bi 原子序數(shù) 7 15 33 51 83 原子量 14. 01 30 . 97 74 . 92 12 1. 75 20 8. 98 共價半徑 / p m 55 1 10 121 141 15 4. 7 M3 171 212 222 245 M3+ 16 44 58 76 98 離子半徑/ p m M5+ 13 35 46 62 74 第一電離勢( K J/ m ol ) 1 402 10 1 1. 8 85 9. 7 83 3. 7 70 3. 3 第一電子親和勢 ( K J/ m ol ) 7 71 . 7 77 101 100 電負性 3. 04 2. 19 2. 18 2. 05 2. 02 元素的基本性質(zhì) 三、 氮族元素的氧化態(tài) 電子構(gòu)型 氧化態(tài) N [He]2s22p3 32,1,0,+1,+2,+3,+4,+5 P [Ne]3s23p3 3,0,+3,+5 As [Ar]4s24p3 3,0,+3,+5 Sb [Kr]5s25p3 3,0,+3,+5 Bi [Xe]6s26p3 0,+3,+5 元素的基本性質(zhì) 四、氮族元素的特性 由于價電子層為 ns2np3與氧族、鹵素比較，它們?nèi)粢@得三個電子而形成 Ⅲ 價的離子是較困難的，只有電負性較大的 N、 P能形成極少數(shù) Ⅲ 價的離子型化合物， Li3N、 Mg3NNa3P、 Ca3P2等，由于 N P3離子半徑大容易變型，遇水強烈水解生成 NH3和 PH3如： Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+3NH3? Na3P+3H2O===3NaOH+3PH3? 本族元素形成正價的趨勢較強，如 NFPBr AsF SbCl BiCl SbCl3等，形成共價化合物是本族元素的特征。 +V氧化態(tài)的磷兒乎不具有氧化性并且 最穩(wěn)定 ,而 +V氧化態(tài)的鉍是 最強的氧化劑 ,它的 +Ⅲ 氧化態(tài)最穩(wěn)定 ,幾乎不顯還原性。 (NH4)2Cr2O7===N2?+Cr2O3+4H2O 2NH3+3CuO===3Cu+N2?+3H2O NaN3===Na(l)+N2?(可得到很純的氮 ) 氮 氮原子間能形成多重鍵，因而能生成本族其它元素所沒有的化合物如疊氮化物 (N3)， 偶氮化合物 (— N＝N— )等。 因 N的原子半徑小、又沒有 d軌道可供成鍵，所以 N在化合物中的配位數(shù)最多不超過 4。 固氮的原理就是使 N2活化，削弱 N原子間的牢 固三重健，使它容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此 ,人們長期以來一直盼望能用化學(xué)方法模擬固氮菌實現(xiàn)在常溫常壓下進行固氮。 氮的氫化物 氮的氫化物 氨的主要化學(xué)性質(zhì)有： 還原性 常溫下，氨在水溶液中能被 Cl H2OKMnO4等氧化 ,例如： 3Cl2+2NH3===N2+6HCl 若 Cl2過量則得 NCl3。 弱堿性 NH3 由于氨的弱堿性，由強酸組成的氨鹽其水溶液顯酸性： NH4+ + H2O === NH3由于兩對孤電子對的排斥作用，使兩對孤電子對處于反位，并使 N— N鍵的穩(wěn)定性降低，因此 N2H4比 NH3更不穩(wěn)定，加熱時便發(fā)生爆炸性分解 N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ?rH?=624kJ/mol 肼和其某些衍生物燃燒時放熱很多 ,可做為火箭燃料。 2MnO4+10N2H5++6H+===10NH4++5N2↑+2Mn2++8H2O N2H5++HNO2===HN3+H++2H2O(特殊反應(yīng) ) 氮的氫化物 四、羥氨 (NH2OH) 羥氨可看成是氨分子內(nèi)的一個氫原子被羥基取代的行生物， N的氧化態(tài)是 I， 純羥氨是無色固體，熔點305K， 不穩(wěn)定，在 288K以上便分解為 NH N2和 H2O 3NH2OH===NH3↑+N2↑+3H2O 4NH2OH==2NH3?+N2O?+3H2O(部分按此式分解 ) 羥氨易溶于水 ,其水溶液比較穩(wěn)定 ,顯弱堿性 (比聯(lián)氨還弱 )。 氮的氫化物 五、疊氮酸 (HN3) 無色有刺激性的液體，沸點 ， 熔點193K。 氮的氫化物 HN3的分子結(jié)構(gòu) 如圖： 氮的含氧化合物 一、氮的氧化物 1．一氧化氮 3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O NO微溶于水 ,但不與水反應(yīng) ,不助燃，在常溫下極易與氧反應(yīng)，還能與 F Cl Br 等反應(yīng)生成鹵化亞硝酰。 NO很容易與吸附在容器壁上的氧反應(yīng)生成NO2,NO2與 NO結(jié)合生成 N2O3。NO2是奇分子 ,在低溫時易聚合成二聚體N2O4(無色 )。 氮的含氧化合物 二、 亞硝酸 及其鹽 將等物質(zhì)的量的 NO和 NO2混合物溶解在冰水中或向亞硝酸鹽的冷溶液中加酸時，生成亞硝酸： NO+NO2+H2O===2HNO2 NaNO2+H2SO4===HNO2+NaHSO4 氮的含氧化合物 亞硝酸，淡灰藍色、 很不穩(wěn)定 ，僅存在于冷的稀溶液中，微熱甚至冷時便分解為 NO、NO2和 H2O。氮原子的氧化態(tài)是處于中間氧化態(tài)，因此它既具有 還原性 (主要產(chǎn)物是 NO3)，又有氧化性 (主要產(chǎn)物是 NO)。 氮的含氧化合物 三、硝酸及其鹽 1．硝酸的制法 工業(yè)上制硝酸是氨的催化氧化即氮和過量空氣混合，通過裝有鉑銠合金的絲網(wǎng)，氮在高溫下被氧化為 NO。 NaHSO4+NaNO3===Na2SO4+HNO3 需要在 773K左右進行，這時硝酸會分解，因此這個反應(yīng)只能利用 H2SO4中的一個氫。 (2)氧化性 : 非金屬元素如碳、硫
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