第一章 氮族元素
一、 氮族元素 N(氮)、 P(磷)、 As(砷)、 Sb(锑)、 Bi(铋)
相似性 递变性
结构 最外层电子数都是 5 个
原子半径随 N、 P、 As、 Sb、 Bi 顺序逐渐增大, 核对
外层电子吸引力减弱
性质
1 . 最高价氧化物的通式为: R 2 O 5
2. 最高价氧化物对应水化物通式为 :
HRO 3 或 H 3 RO 4
3. 气态氢化物通式为: RH 3
4. 最高化合价+5, 最低化合价-3
1. 单质从非金属过渡到金属, 非金属性: N>P>As,
金属性: Sb<Bi
2. 最高价氧化物对应水化物酸性逐渐减弱
酸性: HNO 3 >H 3 PO 4 >H 3 AsO 4 >H 3 SbO 4
3. 与氢气反应越来越困难
4. 气态氢化物稳定性逐渐减弱
稳定性: NH 3 >PH 3 >AsH 3
二、 氮气(N 2 )
1 、 分子结构 电子式: 结构式: N≡N (分子里 N≡N 键很牢固, 结构很稳定)
2、 物理性质: 无色无味气体, 难溶于水, 密度与空气接近(所以收集 N 2 不能用排空气法!)
3、 化学性质: (通常氮气的化学性质不活泼, 很难与其他物质发生反应, 只有在高温、 高压、
放电等条件下, 才能使 N 2 中的共价键断裂, 从而与一些物质发生化学反应)
N 2 +3H 2 2NH 3 N 2 +O 2 =2NO 3Mg+N 2 =Mg 3 N 2 Mg 3 N 2 +6H 2 O=3Mg(OH) 2 ↓ +2NH 3 ↑
4、 氮的固定: 将氮气转化成氮的化合物, 如豆科植物的根瘤菌天然固氮
三、 氮氧化物(N 2 O、 NO、 N 2 O 3 、 NO 2 、 N 2 O 4 、 N 2 O 5 )
N 2 O—笑气 硝酸酸酐—N 2 O 5 亚硝酸酸酐—N 2 O 3 重要的大气污染物—NO NO 2
NO—无色气体, 不溶于水, 有毒(毒性同 CO), 有较强还原性 2NO+O 2 =2NO 2
NO 2 —红棕色气体(颜色同溴蒸气) , 有毒, 易溶于水, 有强氧化性, 造成光化学烟雾的主要因素
3NO 2 +H 2 O=2HNO 3 +NO 2NO 2 N 2 O 4 (无色) 30 2 = 2O 3 (光化学烟雾的形成)
鉴别 NO 2 与溴蒸气的方法: 可用水或硝酸银溶液(具体方法及现象从略)
NO、 NO 2 、 O 2 溶于水的计算: 用总方程式 4NO 2 +O 2 +2H 2 O=4HNO 3 4NO+3O 2 +2H 2 O=4HNO 3 进行计算
四、 磷
白 磷 红 磷
不
同
点
1 . 分子结构 化学式为 P 4 , 正四面体结构, 化学式为 P, 结构复杂, 不作介绍
2. 颜色状态 白色蜡状固体 红棕色粉末状固体
3. 毒性 剧毒 无毒
4. 溶解性 不溶于水, 可溶于 CS 2 不溶于水, 不溶于 CS 2
5. 着火点 40℃ 240℃
6. 保存方法 保存在盛水的容器中 密封保存
相
同
点
1 . 与 O 2 反应
点燃都生成 P 2 O 5 , 4P + 5O 2 2P 2 O 5
P 2 O 5 + H 2 O 2HPO 3 (偏磷酸, 有毒) P 2 O 5 + 3H 2 O 2H 3 PO 4 (无毒)
点燃
热水
点燃
点燃
点燃 点燃
高温、 高压
催化剂
放电 点燃