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1、0AAAAAHe 氦2B 硼C 碳N 氮O 氧F 氟 Ne 氖氖3Al 铝铝Si 硅P 磷S 硫 Cl 氯氯 Ar 氩氩4Ga 镓镓Ge 锗锗As 砷Se 硒Br 溴 Kr 氪氪5In 铟铟Sn 锡锡Sb 锑锑(t)Te 碲I 碘Xe 氙6Tl 铊铊Pb 铅铅Bi 铋铋Po 钋钋 At 砹砹 Rn 氡氡7.2 P 区元素氮族元素一、元素基本性质基本性质质NPAsSbBi价电电子构型ns2np3主要氧化数-3 -1, 0, +1 +5-3, 0, +1,+3,+5-3,0, +3,+50,+3,+50,+3,+5r 小 大 I1 大 小 电负电负 性3.042.192.182.052.02EA1
2、 /kJ.mol-158 75585933 键键能/kJ.mol-1160 2092.3 氮族元素N的EA1和键能 (E-E) “反常”, 原因似F 、O, 反映第二周期元素 的特殊性。P(III)、 As (III)、 Sb (III)、 Bi (III) 稳定性增大第四、第六周期高价态不稳定、强氧化性. (次周期性、6s2惰性电子对效应) 稳定性增大P(V)、 As (V)、 Sb (V)、 Bi (V)A N P As Sb Bi ns2np3 Bi(V)的强氧化性: 用于定性鉴定Mn2+. 5NaBiO3(s) + 2Mn2+ + 14H+ = 5Bi3+ + 5Na+ + 2MnO4
3、- +7H2O 土黄色Bi(V) 6s0 Bi3+ 6s2 紫红色P(III)强还原性 PH3 + 8CuSO4 + 4H2O 4Cu2SO4 + H3PO4 + 4H2SO4 (NH3发生配位反应) PH3 + 2 O2 = H3PO4键离解能/ kJ.mol-1 N P C (比较)E-E 160 209 346E=E 400 598EE 946 490 813高温催化下, NN键断开, N电负性大 N2显出化学活泼性 氧化还原性和配位性质。1. 氮气 N2催化剂, N2打断第一个键需546 kJ.mol-1, N2很稳定, 3000 仅 0.1%分解, 常用作保护性气体。春雨贵于油.工业
4、合成氨还有如 Mg Al Ti人工“固氮工程”: N2 与一些d过渡金属生成配合物Ru2+ : 4d 6 5s05p0 (sp3杂化) Ru(NH3)3(N2)2+ Ru2+ : 4d 6 5s05p0 (d2sp3杂化) (NH3)5Ru-N2-Ru(NH3)54+ N2有未成键电子, 可配位给过渡金属离子, 本身有空轨道, Ru2的d电子反馈到N2的* 空轨道, 形成d *反馈键, 使N- N键级 , N2 分子被“活化”“固氮工程”。 N2 KK(2s) 2 (2s* ) 2 (2py,2pz)4(2px)2 (2py*,2pz*)0* (N2)(空)d (Ru2+)d *反馈键生物固氮
5、是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。 目前, 生物固氮研究已经被列为“国际生物学计划”中的重点 研究内容。 (1)氨及其衍生物 氨NH3（Ammonia）分子结构： N sp3不等性杂化，三角锥型分子。2. 氮的氢化物联氨(肼)、羟胺OHNH2N2H4 无色液体NH2OH 无色固体工业：氨的实验室制备：目前研究: 等离子技术合成氨微波等离子体N2 N2+ 2N(a)H2 H2+ 2H(a)解离、吸附解离、吸附NH3表面反应 Lewis 碱性（络合作用）AgCl (s) + 2 NH3 (aq) = Ag(NH3)2+ + Cl-(aq)(Cu2+、Co2+、Co3+、Ni2+ )-3
6、(2) NH3的化学性质 强还原性(3)铵盐 (酸性, 热不稳定性, 还原性)(1)质子酸 (阿伦尼乌斯理论-水解)NH4+ + H2O = NH3 + H3O+现象：红棕到深褐Nessler试剂法 (K2HgI4)石蕊试纸试纸 法 (红红蓝蓝)O3H7II(s)NH HgHgO4OH2HgINH222 44+-+(2) 鉴定 与碱共热放出氨气。因为 NH4+ K+ r/pm 143 133接近NH4+(aq) K+(aq)r/pm 537 530更接近一般为无色晶体, 易溶于水挥发性非氧化性酸铵盐非挥发性，非氧化性酸铵盐氧化性酸铵盐催化剂(3) 热分解：3种类型 p170页爆炸(4)氢叠氮酸
7、(HN3):无色液体或气体 了解 (1) 分子结构叠氮离子N3-与CO2等电子体 (2) 性质受撞击易爆炸2HN3(g) 3N2(g) + H2(g) rHm = -527 kJ.mol-1原因：H+ 的离子势 很大，对N3- 强的反极化作用。撞击3. 氮族元素氧化物 了解一氧化氮 NO1. 分子结构2. 物理性质: 无色气体, 水中溶解度较小。极性弱( = 0.17 D) 顺磁 奇电子化合物(2) 氧化性：2NO(g) + CO(g) = 2N2(g) + 2CO2(g)2NO(g) + SO2 + H2O = SO42- + N2O + 2H+2NO + Cr2+ + 3H+ = NH2O
8、H + 3Cr3+(1) 还原性: 2NO + O2 = 2NO2 2NO + Cl2 = 2NOCl (氯化亚硝酰)3. 化学性质(3) 配位性质: p172失去 一个 电子， 形成NO+. NO+与N2 、CO为等电子体例: FeSO4 + NO Fe (NO)SO4 硫酸亚硝酰铁(I) 棕色棕色环反应，可用于鉴定NO3- 和NO2- : NO3- 的鉴定: 3Fe2+NO3-+4H+ 3Fe3+NO +2H2O铂丝网制备：NO2-的鉴定: 2H+ + 2NO2- = H2O + NO + NO2Fe(H2O)62+NO Fe(NO)(H2O)52+ +H2O(棕色)为了消除 NO2- 干
9、扰, 先用I-除去NO2- ：2 NO2- + 2 I- + 4 H+ 2 NO+ I2(s) + 2 H2O(NO3- 在稀酸介质中不能氧化I-)知识介绍NO的研究进展1992年，美国的Science杂志命名NO为明星分子。R.F.Furchgott, L.J.Ignarro和F.Murad等三人研究发现NO 是心血管系统中传播信息的分子，开创了NO的生物化学, 为调节血压、控制血流、抵御感染、传输信息方面的研究 奠定了基础。他们1998年获得生理学和医学Nobel奖。1. 使血管平滑肌松弛，血管扩张，调节血压。(与血红素的酶中 的铁离子） 2. 抑制血小板聚集黏附于内皮细胞有抗凝的作用，对
10、调解心脑 的血液循环的正常流动起着重要作用。 3.具有溶脂性，快速扩散通过生物膜，细胞之间传递信息，调 解神经活动。 4. 对细菌和肿瘤有抵抗作用，提高免疫功能。知识介绍氮的氧化物(续) 二氧化氮(NO2)N：价电子2s22p3sp2杂化后 溶于水 用碱吸收结构：性质：N2O4 (无色) 2NO2 (红红棕色)冷却：亚硝酸（HNO2) P172页 制备 (1) 冷冻条件下逆歧化 NO(g) + NO2(g) + H2O(l) 2 HNO2(aq) 未取得纯酸 rH 0（放热）， T ，平衡右移(2) 复分解 NaNO2 + H2SO4 HNO2 + NaHSO4结构反式- trans-4. 氮
11、族元素含氧酸及盐N：sp2杂化后：蓝色 红棕色性质质: 不稳定 2HNO 2 H2O + N2O3 H2O + NO + NO2(1) 一元质子酸: Ka = 4.6 10-4 (弱酸)(2) 氧化-还原性: 酸介质氧化性显著, 碱介质还原性为主。 HNO2氧化性:2NO2- + 2I- + 4H+ = 2NO + I2(s) +2H2O （生成之I2以CCl4 萃取,可定性检测）对比: 稀酸介质中, NO3-无此反应(不氧化I-), 说明 氧化性NO3- NO2-.HNO2化学性质HNO2还原性： 5NO2- + 2KMnO4 + 6H+ = 5NO3- + 2Mn2+ + 3H2ONO2-
12、 + Fe2+ + 2H+ = NO + Fe3+ + H2O亚硝酸盐制备：碱吸收法 性质： 绝大部分无色, 易溶于水, (AgNO2浅黄色不溶) 极毒是致癌物 氧化还原性亚硝酸盐热稳定性高, 但金属活泼性差, 对应亚硝酸盐稳定性差.AgNO2 MNO3E (HNO2 /NO) = 1.04V 0.96V/NO)(NO3- =ENO3-、NO2- 的鉴定: 棕色环实验FeSO4 + NO Fe (NO)SO4 硫酸亚硝酰铁(I) 棕色NO3- 的鉴定: 3Fe2+NO3-+4H+ 3Fe3+NO +2H2ONO2-的鉴定: 2H+ + 2NO2- = H2O + NO + NO2Fe(H2O)
13、62+NO Fe(NO)(H2O)52+ +H2O(棕色)为了消除 NO2- 干扰, 先用I-除去NO2- :2 NO2- + 2 I- + 4 H+ 2 NO+ I2(s) + 2 H2O(NO3- 在稀酸介质中不能氧化I-)P4 白磷(黄磷) PPP = 60张力大红磷黑磷石墨状的双层片状结构, 可导电。几种同素异形体。白磷剧毒; 不溶于水, 可保存于水中(防O2 氧化), 易溶于非极性溶剂(CS2, C6H6等)。5. 磷 p174键离解能 N P C / kJ.mol-1E-E 160 209 346E=E 400 598EE 946 490 813“磷”即“鬼火”的意思（1）强还原性P4(s) + 5O2(g) = P4O10(s) rH = -298.3 kJmol-1部分能量以光能形式转化, 40 , P4自燃 （2）在热碱溶液中歧化O| HO PH|H 次磷酸11P 15CuSO4 24H2O = 5Cu3P 6H3PO4 15H2SO4 P4 10CuSO4 16H2O = 10Cu 4H3PO4 10H2SO4可用铜盐解磷中毒6. 磷的氧化物P4 + O2 P4O6（O2不充分）P4 + O2 P4O10（O2充分）P4O10 在P4O6基础上, 每
