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1、第一章 氮族元素,氮族元素 氮气,湘钢一中 吴金云,教学目标 1、能运用原子核外电子的排布规律，熟练写出氮磷两种元素的原子结构示意图。 2、从原子结构入手，总结认识氮族元素性质的相似和递变规律。 3、了解氮族元素的存在及其单质的主要物理性质和递变规律。 教学重点 氮族元素性质的相似性和递变规律。,氮 磷 砷 锑 铋,一、氮族元素的组成：,非金属元素,金属元素,（ N）,（ As ）,（ Sb ),（ Bi）,（ P ）,二、位置、结构及性质特点：,A族,、相似性：最外层电子数相同，均为5e。,、递变性：随原子序数的增加，自上而下：核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径依次增大。,1.氮族
2、元素在周期表中的位置：,2.氮族元素的原子结构：,相似性：,由于它们原子的最外层均有5个电子，因而在形成化合物时，这5个电子可以全部或部分地偏离于氮族元素的原子，使它们表现+3及+5价；其中，非金属元素的原子还会得到或吸引3个电子，而使它们达到8e的稳定结构，故这些非金属元素还会表现-3价。所以： P、As为-3，+3，+5价；Sb、Bi为+3，+5价； N表现-3，+1+5价。,主要化合价： +3，+5价,最高价氧化物对应水化物的分子式 为HRO3，或H3RO4。,非金属元素都有气态氢化物，其分子式为RH3，其中氮族元素R为-3价。,最高价氧化物的分子式为R2O5，其中氮族元素R的化合价为+
3、5,递变性：,金属性和非金属性：随着电子层数的增加，原子半径逐渐增大，因而自上而下，元素得电子能力逐渐减弱，而失电子能力逐渐增强。,单质与氢气化合的能力逐渐减弱。,单质与氧气化合能力增强,最高价含氧酸的酸性减弱：,单质与金属化合的能力逐渐减弱。,*与同周期氧族、卤族元素相比较： N、O、F 三元素性质比较 P、S、Cl三元素性质比较。,*与同周期氧族，卤族元素相比较： 表一：N、O、F 三元素性质比较。,表二：P、S、Cl三元素性质比较。,非金属性较氧族、卤族元素弱； 与H2化合的条件较氧族、卤族单质困难。 氢化物的稳定性较氧族、卤族元素形成的氢化物差。 最高价含氧酸的酸性较氧族，卤族元素的形
4、成的酸的酸性弱。,小 结：,三、存在及单质物理性质：,存在： 1、氮主要以单质形态存在空气中。除土壤中含有一些铵盐、硝酸盐外，氮以无机化合物形式存在于自然界是很少的。氮普遍存在于有机体中，它是组成动植物蛋白质的重要元素。 2、磷在自然界中总是以磷酸盐的形式出现的，例：Ca3(PO4)2磷酸钙，Ca5F(PO4)3磷灰石。磷是生物体不可缺少的元素之一。在植物体中磷主要含于种子的蛋白质中，在动物体中，则含于脑、血液和神经组织的蛋白质中，骨骼中也含有磷。磷有多种同素异形体，最常见的是白磷和红磷。 3、砷、锑、铋在地壳中的含量不大，它们可以以游离态存在自然界中，但主要以硫化物矿存在。例如：雄黄（As4
5、S4）雌黄（As2S3）辉锑矿（Sb2S3）辉铋矿（Bi2S3）。,1、物理性质： 2、物性变化规律： 密度：自上而下依次增大。 熔点：自上而下，先升高又降低。,单质的物理性质及递变规律：,原因分析：前三种是分子晶体，后二种是金属晶体，故前三种物质随式量增加，熔点升高，后二种物质随原子半径增大，金属键减弱，熔点降低。,检测练习： 1、氮族元素中原子半径最大的非金属是（ ） A、氮 B、磷 C、砷 D、铋 2、在氮的氧化物中，氮、氧质量比为7：12，则氮的化合价为（ ） A、+2 B、+3 C、+4 D、+5 3、已知Bi是原子序数最大的氮族元素，推测Bi的化合物最不可能具有的性质是（ ） A、
6、BiH3很稳定 B、Bi(OH)3显弱碱性 C、铋酸酸性比锑酸酸性强 D、由反应：2Mn2+5BiO3-+14H+=2MnO4-+5Bi3+7H2O 知：化合价为+5价的铋酸盐是强氧化剂。,4、按As、P、N顺序减弱的是（ ）： A、单质的氧化性 B、气态氢化物的还原性 C、气态氢化物的稳定性 D、最高价含氧酸的酸性 5、某元素R原子的最外层上有5个电子，它的含氧酸的钾盐的化学式不可能是（ ） A、KRO3 B、K3RO4 C、KRO2 D、K2RO4 6、某主族元素R，其最高正价与最低负价绝对值之差为2，则其最高价氧化物的化学式为_；其最高价氧化物对应水化物的化学式为_；其气态氢化物的化学式
7、为_,电子式为_。,参考答案：1、C 2、B 3、AC 4、B 5、D 6、R2O5 HRO3或H3RO4 RH3,第一节 氮气,1、沸点比较低：回忆工业制取氮气的方法液化空气法。 2、N2分子：NN 叁键，键能大，稳定，类似稀有气体，可做保护气,一、物理性质：,二、化学性质：,NN 键能大 ，打开键不容易，所以反应条件难。 1、与金属反应：（与镁、钙、锶、钡，形成离子化合物） 3Mg+N2 金属Mg在N2中燃烧,氮化镁 因此：Mg在空气燃烧，产物有 MgO Mg3N2,2、与非金属反应：, N2+3H2 + Q 条件难说明N2叁键 键能大。 可逆反应：说明N原子的氧化性弱于Cl和O原子。 反
8、应放热：说明N有一定的非金属性。 反应放热的多少说明元素非金属性强弱，同样也可说明金属性强弱，不论是金属还是非金属，反应放热越多，越活泼。, N2+ O2 =2NO(一氧化氮) 无色，难溶于水，强还原性 2NO + O2 = 2NO2（二氧化氮） 红棕色气体，易溶于水（与水反 应）强氧化性 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO 2NO2 N2O4 + Q （化合价不变） 红棕色 无色 如何鉴别都是红棕色的Br2蒸气和NO2气体？ A、KI淀粉试纸 B、水 C、CCl4 D、AgNO3,放电,练习 与 思考,二氧化氮是硝酸的酸酐吗？为什么？,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
9、,不是，因为还生成了一氧化氮。,+4,+5,注意：酸酐和对应酸中的非金属元素，化合价相同。,哪种氧化物是亚硝酸(HNO2)的酸酐？,N2O3,请指出NO2与水反应中的氧化剂和还原剂,NO 2 是氧化剂，也是还原剂。,+2,练习 与 思考,在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。 每当人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把 人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。 请解释原因。,N2 + O2 = 2NO,放电,2NO + O2 = 2NO2 a,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO b,由a、b两个反应可得两个虚拟反应： 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO +
10、 3O2 + 2H2O = 4HNO3 常用于NO2、NO和O2溶于水的计算 将等体积NO2和O2混和气体充满试管中，将试管倒立于水槽中，剩余气体体积约为原试管体积的_,降温、加压 逐渐升温 空气-液化空气-氮气（氧气随后挥发）,三、制 法：,（1）工业上用空气作原料,空气-混合气体-氮气,碳燃烧,碱溶液,加热 NaNO2 + NH4Cl = NH4NO2 + NaCl NH4NO2 = N2 + 2H2O,（2）实验室制氮气,氮气用途,合成氨 制硝酸,充填灯泡,焊接金属 的保护气,保存粮食,氮的固定：将空气中游离的氮转变为氮 的化合物的方法。,自然固氮：豆科植物固氮,人工固氮：合成氨,想一想
11、：一氧化氮与氧气反应生成 二氧化氮是氮的固定吗？,雷雨天产生一氧化氮气体,1、写出磷原子的结构示意图 2、写出磷元素的最高价氧化物和对应水化物的分子式 3、分别比较H3PO4与HNO3、H3PO4与H2SO4的酸性强弱,P,P2O5 H3PO4,酸性 H3PO4 HNO3、H3PO4 H2SO4,化学性质,4P + 5O2 = 2P2O5 P2O5 + 3H2O（热水）=2H3PO4（磷酸无毒） P2O5 + H2O（冷水）=2HPO3（偏磷酸剧毒） 2P + 3Cl2 = 2PCl3 2P + 5Cl2 = 2PCl5 PCl3 + Cl2 = PCl5,加热,白磷和红磷的比较,正四面体,链
12、状复杂结构,密封贮存，少量存于水中,密封贮存,红磷和白磷在一定条件下可以相互转化，这一变化属于 A 物理变化 B 化学变化 C 氧化-还原反应 D 非氧化-还原反应,一个白磷分子中有 _个共价键， 有_ 对共用电子对，白磷的分子式为_,6,6,P4,甲烷分子键角10928,碳元素形成的单质,金刚石,C60(足球烯）,石墨,判断下列物质或微粒是否互称同素异形体： A. H2O 和D2O B. H 和 D C. H2 和 D2 D. O2 和 O3 E. 金刚石和石墨,由同一种元素形成的多种单质互称为同素异形体,同,异,同一种元素,原子间不同结合方式(结构不同）,白磷主要用于制高纯度磷酸 红磷用于制农药、安全火柴 军事上的烟幕弹和燃烧弹也常以磷为原料,磷化学性质较活泼，在自然界中以化合态形式存在。,磷酸盐矿物 动物骨骼、脑髓、神经组织 植物的果实和幼芽,KClO3、MnO2、 S,红磷、Sb2S3,讨论下列实验现象，并写出有关化学方程式。 1.想一想，刚擦燃火柴后有什么现象发生？ 2.把火柴头放入真空的试管中加热，又有什么现象发生？ （火柴头KClO3、MnO2、 S）,作业：P9-三、四大题,有了春夏的劳作才有秋收的喜悦,
