第十章 氮族元素优秀PPT.ppt

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1、第十章 氮族元素2022/12/42022/12/41 1第一页，本课件共有36页10.1 10.1 氮族元素的通性氮族元素的通性2022/12/42022/12/42 2第二页，本课件共有36页 电离能变化规律电离能变化规律元素元素(二）二）LiBeBCNOF电离能离能(I1)520 900 801 1086140213141681元素（三）元素（三）Na Mg ALSiPSCL电离能离能(I1)496 738 578 7871012100012512022/12/42022/12/43 3第三页，本课件共有36页10.2 10.2 氮和氮的化合物氮和氮的化合物一、氮在自然界的分布和单质氮一

2、、氮在自然界的分布和单质氮二、氮的氢化物二、氮的氢化物三、氮的含氧化物三、氮的含氧化物四、氮的卤化物四、氮的卤化物2022/12/42022/12/44 4第四页，本课件共有36页一、氮在自然界的分布和单质氮一、氮在自然界的分布和单质氮1 1、自然界分布：、自然界分布：主以单质存在于空气中。土壤中主以单质存在于空气中。土壤中含一些铵盐、硝酸盐，也是组成动植物体中蛋白含一些铵盐、硝酸盐，也是组成动植物体中蛋白质的重要元素。质的重要元素。P P350-351350-3512 2、结构：、结构：NNNN 三个共价键三个共价键(1,2)(1,2)2022/12/42022/12/45 5第五页，本课件

3、共有36页3 3、性质（非常稳定）、性质（非常稳定）与非金属反应与非金属反应 与金属反应与金属反应A 6Li+NA 6Li+N2 2=2Li=2Li3 3N(N(常温）常温）A 3Ca+NA 3Ca+N2 2=Ca=Ca3 3N N2 2 （加热）加热）2022/12/42022/12/46 6第六页，本课件共有36页4 4、制备、制备 P P351 351 钢瓶颜色钢瓶颜色 N N2 2 O O2 2 H H2 2 氧气钢瓶为天蓝色、黑字氧气钢瓶为天蓝色、黑字；氮气钢瓶为黑色、黄字氮气钢瓶为黑色、黄字；压缩空气钢瓶为黑色、白字；氯气钢瓶为草绿色、白字；压缩空气钢瓶为黑色、白字；氯气钢瓶为草绿

4、色、白字；氢气钢瓶为深绿色、红字氢气钢瓶为深绿色、红字；氨气钢瓶为黄色、黑字；氨气钢瓶为黄色、黑字；石油液化气钢瓶为灰色、红字；乙炔钢瓶为白色、红字石油液化气钢瓶为灰色、红字；乙炔钢瓶为白色、红字 工业分馏液态空气：工业分馏液态空气：少量的少量的O O2 2可通过红热的铜丝除去，可通过红热的铜丝除去，痕量水用痕量水用P P2 2O O5 5吸收。吸收。实验室：实验室：NHNH4 4ClCl（饱和）饱和）+NaNONaNO2 2=N=N2 2+2H+2H2 2O+NaClO+NaCl (NH (NH4 4)2 2CrCr2 2O O7 7=N=N2 2+Cr+Cr2 2O O3 3+4H+4H2

5、 2O O 8NH8NH3 3+3Br+3Br2 2(aq)=N(aq)=N2 2+6NH+6NH4 4BrBr*2NH*2NH3 3+3CuO=N+3CuO=N2 2+3H+3H2 2O+3CuO+3Cu（除除N N2 2中的中的NHNH3 3）2022/12/42022/12/47 7第七页，本课件共有36页 二、氮的氢化物二、氮的氢化物1 1、氨、氨制备制备 P P354354工工 业：业：实验室：实验室：2 2NHNH4 4 Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2=CaCl=CaCl2 2+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O O (NH (NH4 4)2 2SOSO4 4+C

6、aO=CaSO+CaO=CaSO4 4+2NH+2NH3 3+H+H2 2O O氮化物水解：氮化物水解：MgMg3 3N N2 2+6H+6H2 2O=3Mg(OH)O=3Mg(OH)2 2+2NH+2NH3 3*2022/12/42022/12/48 8第八页，本课件共有36页结构结构 特点：特点：spsp3 3不等性杂化，三个不等性杂化，三个N-H N-H 键，键，一对孤对电子，一对孤对电子，强极性，易形成氢键，最低氧化数（强极性，易形成氢键，最低氧化数（-3-3）。）。物性物性 同族氢化物中同族氢化物中NHNH3 3具有最高的溶沸点、凝固点、熔具有最高的溶沸点、凝固点、熔解热、蒸发热。解

7、热、蒸发热。(?)(?)2022/12/42022/12/49 9第九页，本课件共有36页的结构及鉴定的结构及鉴定 中心原子氮采用四个中心原子氮采用四个sp3等性，杂化轨道与四个等性，杂化轨道与四个氢原子成键，形成正四面体的空间构型。氢原子成键，形成正四面体的空间构型。石蕊试纸石蕊试纸法和法和Nessler试剂法。在试液中加碱，加热试剂法。在试液中加碱，加热试液使氨气逸出，用石蕊试纸检验，试纸由红变蓝，用试液使氨气逸出，用石蕊试纸检验，试纸由红变蓝，用Nessler试纸试纸检验，试纸由白到红棕再到深褐色。反应可检验，试纸由白到红棕再到深褐色。反应可表示如下：表示如下：2022/12/42022

8、/12/41010第十页，本课件共有36页鉴定：鉴定：（气室法，红石蕊试纸变蓝）气室法，红石蕊试纸变蓝）试纸由白到红棕再到深褐色试纸由白到红棕再到深褐色2022/12/42022/12/41111第十一页，本课件共有36页NO NO (CO,N(CO,N2 2O)O)中性氧化物，不成盐氧化物中性氧化物，不成盐氧化物物性：无色有毒气体，微溶于水，但不与水作用，不助燃。物性：无色有毒气体，微溶于水，但不与水作用，不助燃。化性：还原性化性：还原性 2 2NO+ONO+O2 2=2NO=2NO2 2 络合性络合性 FeSOFeSO4 4+NO=+NO=Fe(NO)SOFe(NO)SO4 4 硫酸亚硝酰

9、合铁（硫酸亚硝酰合铁（），），棕色溶液，不稳定棕色溶液，不稳定。2022/12/42022/12/41212第十二页，本课件共有36页NONO2 2 结构结构:spsp2 2不等性杂化不等性杂化2 2个个键键1 1个个3 33 3物性：红棕色有特殊臭味的有毒气体，易压缩物性：红棕色有特殊臭味的有毒气体，易压缩成无色成无色N N2 2O O4 4气体。气体。2022/12/42022/12/41313第十三页，本课件共有36页2.2.亚硝酸及其盐亚硝酸及其盐 P P361361HNOHNO2 2的的制备制备HNOHNO2 2的性质的性质 不稳定性：不稳定性：仅存在于冷的稀溶仅存在于冷的稀溶液中，

10、浓缩或加热即分解。液中，浓缩或加热即分解。2022/12/42022/12/41414第十四页，本课件共有36页 氧化还原性氧化还原性 2 2HNOHNO2 2+2I+2I-+2H+2H+=2NO+I=2NO+I2 2+2H+2H2 2O O 5HNO 5HNO2 2+2MnO+2MnO4 4-+H+H+=5NO=5NO3 3-+2Mn+2Mn2+2+3H+3H2 2O O亚硝酸盐亚硝酸盐 制备：制备：弱酸性弱酸性 K=510K=510-4-4兰色兰色红棕色红棕色NaNONaNO2 2的鉴定反应的鉴定反应2022/12/42022/12/41515第十五页，本课件共有36页 亚硝酸盐的性质亚硝

11、酸盐的性质 稳定性稳定性 A A、AA盐的稳定性较高。盐的稳定性较高。溶解性溶解性 AgNOAgNO2 2浅黄，其余一般溶于水。浅黄，其余一般溶于水。氧化还原性氧化还原性 NONO2 2-+Fe+Fe2+2+2H+2H+=NO+Fe=NO+Fe3+3+H+H2 2O O NONO2 2-+Cl+Cl2 2+H+H2 2O=2HO=2H+2Cl+2Cl-+NO+NO3 3-配位性配位性 K K3 3Co(NOCo(NO2 2)6 6 工业用盐含大量工业用盐含大量NaNONaNO2 2(甜但不咸）甜但不咸）,亚硝酸盐大量用亚硝酸盐大量用于染料和有机合成工业，于染料和有机合成工业，均有毒，致癌。肉类

12、加工中常均有毒，致癌。肉类加工中常加入硝酸盐和亚硝酸盐做发色剂。加入硝酸盐和亚硝酸盐做发色剂。2022/12/42022/12/41616第十六页，本课件共有36页3.3.硝酸及其盐硝酸及其盐 P P363363HNOHNO3 3的制法的制法 工业工业 4 4NHNH3 3+5O+5O2 2=4NO+6H=4NO+6H2 2O 2NO+OO 2NO+O2 2=2NO=2NO2 2 2NO 2NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO 实验室实验室 NaNONaNO3 3+H+H2 2SOSO4 4=NaHSO=NaHSO4 4+HNO+HNO3 3HNOHNO3 3的结

13、构的结构N N：spsp2 2等性杂化等性杂化3 34 42022/12/42022/12/41717第十七页，本课件共有36页 硝酸盐硝酸盐 NONO3 3-的结构的结构N N：spsp2 2等性杂化等性杂化4 46 62022/12/42022/12/41818第十八页，本课件共有36页4.4.王水王水 P P364364浓盐酸：浓硝酸浓盐酸：浓硝酸=3=3：1,1,溶解溶解AuAu、PtPt3Pt+4HNO3Pt+4HNO3 3+18HCI=3H+18HCI=3H2 2PtCIPtCI6 6+4NO+8H+4NO+8H2 2O O2022/12/42022/12/41919第十九页，本课

14、件共有36页10.310.3 磷和它的化合物磷和它的化合物一、磷在自然界的分布和单质磷一、磷在自然界的分布和单质磷二、磷的含氧化合物二、磷的含氧化合物三、磷的卤化物三、磷的卤化物2022/12/42022/12/42020第二十页，本课件共有36页一一、磷在自然界的分布和单质磷、磷在自然界的分布和单质磷1.1.自然界分布自然界分布:矿物矿物-磷酸钙、氟磷灰石。磷酸钙、氟磷灰石。另存在于细胞、蛋白另存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中。质、骨骼和牙齿中。2022/12/42022/12/42121第二十一页，本课件共有36页2.2.制备制备 P P366366 2 2CaCa3 3(PO(PO4 4

15、)2 2+6SiO+6SiO2 2+10C=6CaSiO+10C=6CaSiO4 4+10CO+P+10CO+P4 4(g)(g)将生成的将生成的P P4 4气体气体通入水面下冷却，通入水面下冷却，即得到凝固即得到凝固的白磷（化学式：的白磷（化学式：P P4 4）。）。2022/12/42022/12/42222第二十二页，本课件共有36页3.3.磷的同素异形体及物理性质磷的同素异形体及物理性质 白磷白磷,透明蜡状固体透明蜡状固体,质质软软(用刀切用刀切),),遇光变黄遇光变黄,剧毒剧毒.不溶于水，易溶于不溶于水，易溶于CSCS2 2.着火着火点点4040。红磷红磷,暗红色粉末暗红色粉末,无毒

16、无毒,不溶于水和不溶于水和CSCS2 2，燃点燃点约约400.400.2022/12/42022/12/42323第二十三页，本课件共有36页五、磷的含氧化合物五、磷的含氧化合物1.1.氧化物（氧化物（P P4 4O O6 6，P P4 4O O1010）（P P2 2O O3 3 ，P P2 2O O5 5）2022/12/42022/12/42424第二十四页，本课件共有36页2.2.磷的含氧酸及其盐磷的含氧酸及其盐正磷酸及其盐正磷酸及其盐 P P371371H H3 3POPO4 4的结构的结构2022/12/42022/12/42525第二十五页，本课件共有36页H H3 3POPO4

17、 4的制备的制备 Ca Ca3 3(PO(PO4 4)2 2+3H+3H2 2SOSO4 4=3CaSO=3CaSO4 4+2H+2H3 3POPO4 4H H3 3POPO4 4的性质的性质 纯磷酸为无色晶体，熔点纯磷酸为无色晶体，熔点315.3315.3K K，无固定沸无固定沸点，易溶于水。市售点，易溶于水。市售82%82%粘稠液。粘稠液。H H3 3POPO4 4 无氧化性、难挥发、三元中强酸，有强无氧化性、难挥发、三元中强酸，有强配位能力。配位能力。与许多金属离子形成可溶性配合物。与许多金属离子形成可溶性配合物。H H3 3Fe(POFe(PO4 4)2 2 HFe(HPO HFe(H

18、PO4 4)2 2 H H3 3POPO4 4脱水可形成焦磷酸、三磷酸、偏磷酸等。脱水可形成焦磷酸、三磷酸、偏磷酸等。2022/12/42022/12/42626第二十六页，本课件共有36页POPO4 43-3-的鉴定的鉴定 P374 PO PO4 43-3-+12MoO+12MoO4 42 2+3NH+3NH4 4+24H+24H+=(NH=(NH4 4)3 3P(MoP(Mo1212O O4040)6H6H2 2OO（黄色）黄色）+6+6H H2 2O O思考题：思考题：NaNa3 3POPO4 4NaNa2 2HPOHPO4 4NaHNaH2 2POPO4 4AgNOAgNO3 3AgA

19、g3 3POPO4 4？如析出沉淀，则溶液的酸碱性将如何变化？如析出沉淀，则溶液的酸碱性将如何变化？2022/12/42022/12/42727第二十七页，本课件共有36页10.4 10.4 砷、锑、铋砷、锑、铋 一、一、砷、锑、铋的单质砷、锑、铋的单质二、砷、锑、铋的氢化物二、砷、锑、铋的氢化物三、砷、锑、铋的氧化物三、砷、锑、铋的氧化物四、砷、锑、铋的三卤化物四、砷、锑、铋的三卤化物2022/12/42022/12/42828第二十八页，本课件共有36页一、一、砷、锑、铋的单质砷、锑、铋的单质1.1.自然存在：地壳中含量较少，主以硫化物矿自然存在：地壳中含量较少，主以硫化物矿形式存在。雌黄

20、（形式存在。雌黄（AsAs2 2S S3 3）、雄黄（）、雄黄（AsAs4 4S S4 4）、）、辉锑矿（辉锑矿（SbSb2 2S S3 3）、辉铋矿（）、辉铋矿（BiBi2 2S S3 3）等。）等。2.2.物性：物性：P P375 375 熔点及颜色熔点及颜色 3.3.化性：常温稳定，不与稀酸作用，能与强氧化性：常温稳定，不与稀酸作用，能与强氧化性酸如：热浓硫酸、硝酸和王水等反应。化性酸如：热浓硫酸、硝酸和王水等反应。在高温可与许多非金属作用。在高温可与许多非金属作用。2022/12/42022/12/42929第二十九页，本课件共有36页二、砷、锑、铋的氢化物二、砷、锑、铋的氢化物氢化物

21、化物AsH3SbH3BiH3熔点熔点/K156.1185.0沸点沸点/K210.5254.6 298.8氢化物，沸点随相对分子量的增大而升高。氢化物，沸点随相对分子量的增大而升高。AsH3制备制备 P377（检验（检验As2O3 存在）2022/12/42022/12/43030第三十页，本课件共有36页AsHAsH3 3(胂）胂）-无色有大蒜味的剧毒气体无色有大蒜味的剧毒气体 P P378378AsAs2 2O O3 3(砒霜）砒霜）+6+6Zn+6HZn+6H2 2SOSO4 4=2AsH=2AsH3 3+6ZnSO+6ZnSO4 4+3H+3H2 2O O将生成气体导入热玻璃管，在缺氧条

22、件下分解将生成气体导入热玻璃管，在缺氧条件下分解 2 2AsHAsH3 3 =2As 2As+3H+3H2 2马氏试砷法马氏试砷法亮黑色砷镜，可检出亮黑色砷镜，可检出0.0070.007mgAsmgAs 清洗砷镜：清洗砷镜：5 5NaClO+2As+3HNaClO+2As+3H2 2O=2HO=2H3 3AsOAsO4 4+5NaCl+5NaCl2022/12/42022/12/43131第三十一页，本课件共有36页 强还原性：强还原性：P378 2 2AsHAsH3 3+12AgNO+12AgNO3 3+3H+3H2 2O=AsO=As2 2O O3 3+12HNO+12HNO3 3+12A

23、g+12Ag 古氏（古氏（GutzeitGutzeit）试砷法，可检出）试砷法，可检出0.005 0.005 mg Asmg As2022/12/42022/12/43232第三十二页，本课件共有36页AsAs2 2O O3 3-两性偏酸两性偏酸 P P378378俗名砒霜，白色粉末，剧毒。致死量俗名砒霜，白色粉末，剧毒。致死量0.10.1克。克。微溶于水微溶于水 As2O3+3H2O=2H3AsO3 亚砷酸亚砷酸溶于酸溶于酸 AsAs2 2O O3 3+6HCl(+6HCl(浓浓)=)=2AsCl=2AsCl3 3+3H+3H2 2O O溶于碱溶于碱 AsAs2 2O O3 3+6NaOH=

24、2Na+6NaOH=2Na3 3AsOAsO3 3+3H2O1.+1.+氧化态氧化态三、砷、锑、铋氧化物三、砷、锑、铋氧化物2022/12/42022/12/43333第三十三页，本课件共有36页2.+2.+氧化态氧化态 P P379379 *H H3 3AsOAsO4 4+2HI=H+2HI=H3 3AsOAsO3 3+I+I2 2+H+H2 2O O H H3 3SbOSbO4 4+2HCl=H+2HCl=H3 3SbOSbO3 3+Cl+Cl2 2+H+H2 2O O*2Mn2Mn2+2+5NaBiO+5NaBiO3 3(s)+14H(s)+14H+=2MnO=2MnO4 4-+5Bi+5Bi3+3+5Na+5Na+7H+7H2 2O O 氧化性氧化性 As()Bi(As()Bi(）增强增强2022/12/42022/12/43434第三十四页，本课件共有36页1、单质、氢化物熔沸点递变规律。、单质、氢化物熔沸点递变规律。2、鉴定反应、鉴定反应3、典型反应、典型反应4、机理探讨、机理探讨2022/12/42022/12/43535第三十五页，本课件共有36页作作 业业 1、复习第八、九、十章、复习第八、九、十章 2、预习第十三章、预习第十三章 配位化合物配位化合物 3、补齐作业、补齐作业2022/12/42022/12/43636第三十六页，本课件共有36页