無(wú)機(jī)化學(xué)_氮族元素

1、任務(wù)三任務(wù)三 認(rèn)識(shí)氮、磷及其認(rèn)識(shí)氮、磷及其重要化合物重要化合物12-1-1氮族元素概述氮族元素概述12-1-1 氮族元素概述氮族元素概述0AAAAA He 氦氦2 B 硼硼 C 碳碳 N 氮氮 O 氧氧 F 氟氟 Ne 氖氖3 Al 鋁鋁 Si 硅硅 P 磷磷 S 硫硫 Cl 氯氯 Ar 氬氬4 Ga 鎵鎵 Ge 鍺鍺 As 砷砷 Se 硒硒 Br 溴溴 Kr 氪氪5 In 銦銦 Sn 錫錫 Sb 銻銻 Te 碲碲 I 碘碘 Xe 氙氙6 Tl 鉈鉈 Pb 鉛鉛 Bi 鉍鉍 Po At 砹砹Rn 氡氡此族元素稱(chēng)為氮族元素此族元素稱(chēng)為氮族元素A氮氮(N)磷磷(P) 砷砷(As) 銻銻(Sb) 鉍

2、鉍(Bi)原子序數(shù)原子序數(shù)715335183價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)層電子構(gòu)型 2s22p33s23p34s24p35s25p36s26p3主要氧化數(shù)主要氧化數(shù)-3、0 +1、+2 +3 、+4-3 、0+3、+5-3 、0+3、+5(-3) 、0+3、+5(-3) 、0+3、+5原子半徑原子半徑/pm/pm70110121141155離子離子半徑半徑r(M3-)/pm171212222245213r(M3+)/pm16445876103r(M5+)/pm1338466076I1/(kJmol-1)14021012947834703電負(fù)性電負(fù)性( )3.02.12.01.91.9 p以化合狀態(tài)存在于自然

3、界，以化合狀態(tài)存在于自然界，最重要的礦石是磷灰石。最重要的礦石是磷灰石。是動(dòng)植物不可缺少的元素。是動(dòng)植物不可缺少的元素。有多種同素異形體有多種同素異形體主要有白磷主要有白磷(或黃磷或黃磷)、紅磷和黑磷。、紅磷和黑磷。主要礦石為硫化物礦，主要礦石為硫化物礦，如雄黃如雄黃(As4S4)、雌黃、雌黃(As2S3)輝銻礦輝銻礦(Sb2S3)、輝鉍礦、輝鉍礦(Bi2S3)主要用于制造合金主要用于制造合金熔點(diǎn)熔點(diǎn)(271)、沸點(diǎn)、沸點(diǎn)(1740)相差較大相差較大可做原子能反應(yīng)堆中的可做原子能反應(yīng)堆中的冷卻劑冷卻劑主要以單質(zhì)形式存在于大氣中主要以單質(zhì)形式存在于大氣中是動(dòng)、植物不可缺少的元素是動(dòng)、植物不可缺少

4、的元素A氮氮(N)磷磷(P) 砷砷(As) 銻銻(Sb) 鉍鉍(Bi)原子序數(shù)原子序數(shù)715335183價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)層電子構(gòu)型 2s22p33s23p34s24p35s25p36s26p3主要氧化數(shù)主要氧化數(shù)-3、0 +1、+2 +3 、+4-3 、0+3、+5-3 、0+3、+5(-3) 、0+3、+5(-3) 、0+3、+5原子半徑原子半徑/pm/pm70110121141155離子離子半徑半徑r(M3-)/pm171212222245213r(M3+)/pm16445876103r(M5+)/pm1338466076I1/(kJmol-1)14021012947834703電負(fù)性電負(fù)性

5、( )3.02.12.01.91.9 p金屬性增加，非金屬性降低金屬性增加，非金屬性降低典型非金屬典型非金屬 準(zhǔn)金屬準(zhǔn)金屬 金屬金屬A氮氮(N)磷磷(P) 砷砷(As) 銻銻(Sb) 鉍鉍(Bi)原子序數(shù)原子序數(shù)715335183價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)層電子構(gòu)型 2s22p33s23p34s24p35s25p36s26p3主要氧化數(shù)主要氧化數(shù)-3、0 +1、+2 +3 、+4-3 、0+3、+5-3 、0+3、+5(-3) 、0+3、+5(-3) 、0+3、+5原子半徑原子半徑/pm/pm70110121141155離子離子半徑半徑r(M3-)/pm171212222245213r(M3+)/pm16

6、445876103r(M5+)/pm1338466076I1/(kJmol-1)14021012947834703電負(fù)性電負(fù)性( )3.02.12.01.91.9 p具有多種氧化數(shù)具有多種氧化數(shù)+5 存在存在 含氧酸及其鹽含氧酸及其鹽 MBiOMBiO3 3 +3 M M3+3+鹽鹽 不存在不存在 少量存在少量存在 存存在在 氧化數(shù)為氧化數(shù)為+3+3物質(zhì)的穩(wěn)定性物質(zhì)的穩(wěn)定性增加增加 氧化數(shù)為氧化數(shù)為+5+5物質(zhì)的穩(wěn)定性物質(zhì)的穩(wěn)定性降低降低 12-1-3 氨及銨鹽氨及銨鹽12-1-2 12-1-2 氮?dú)獾獨(dú)獾獨(dú)馀c等電子體氮?dú)馀c等電子體氮?dú)馐请p原子分子，兩個(gè)氮原子以三鍵結(jié)氮?dú)馐请p原子分子，兩個(gè)氮原

7、子以三鍵結(jié)合合, ,鍵能（鍵能（946 KJ/mol946 KJ/mol）相當(dāng)大）相當(dāng)大, ,所以氮?dú)馑缘獨(dú)夥肿泳哂邢喈?dāng)?shù)姆€(wěn)定性。氮?dú)庠诔叵禄肿泳哂邢喈?dāng)?shù)姆€(wěn)定性。氮?dú)庠诔叵禄瘜W(xué)性質(zhì)很不活潑，表現(xiàn)出高的化學(xué)惰性，學(xué)性質(zhì)很不活潑，表現(xiàn)出高的化學(xué)惰性，常用作保護(hù)氣體。常用作保護(hù)氣體。 具有相同原子數(shù)和電子數(shù)目的分子（或離具有相同原子數(shù)和電子數(shù)目的分子（或離子）稱(chēng)為等電子體。等電子體具有相似的子）稱(chēng)為等電子體。等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)和類(lèi)似的性質(zhì)。如：結(jié)構(gòu)和類(lèi)似的性質(zhì)。如：N N2 2和和COCO，均含有，均含有1414個(gè)電子個(gè)電子12-1-3 氨及銨鹽氨及銨鹽氮的化合物的類(lèi)型氮的化合物的類(lèi)型氧

8、化值：氧化值： -3 Mg3N2 離子型離子型 NH3，NH4+， 共價(jià)型共價(jià)型 -2 NH2NH2， 聯(lián)氨（肼）聯(lián)氨（肼） -1 NH2OH， 羥氨羥氨 -1/3 HN3， 疊氮酸疊氮酸 0 N2 氮的氧化物都有毒氮的氧化物都有毒 +1 N2O， 笑氣，麻醉劑笑氣，麻醉劑 +2 NO， 無(wú)色氣體無(wú)色氣體 +3 N2O3， 蘭色液體蘭色液體 NO2- O=N-Cl +4 NO2,棕色，棕色， N2O4， 無(wú)色無(wú)色 +5 N2O5， HNO3, NO3-12-1-3 氨及銨鹽氨及銨鹽12-1-3 12-1-3 氨及銨鹽氨及銨鹽氨的制取氨的制取工業(yè)上：工業(yè)上：合成合成N2 + 3H2 2NH3高溫

9、、高壓高溫、高壓催化劑催化劑目前研究：目前研究：等離子技術(shù)合成氨等離子技術(shù)合成氨N2 N2+ 2N(a)H2 H2+ 2H(a)微波等微波等離子體離子體解離解離、吸附吸附解離解離、吸附吸附NH3表面反應(yīng)表面反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室：實(shí)驗(yàn)室：銨鹽與堿反應(yīng)銨鹽與堿反應(yīng)2NH2NH4 4Cl+CaCl+Ca(OHOH)2 CaCl CaCl2 2+2NH+2NH3 3 +2H+2H2 2O O 氨的物理性質(zhì)氨的物理性質(zhì) 無(wú)色、有刺激性臭味的氣體無(wú)色、有刺激性臭味的氣體 常溫加壓易被液化常溫加壓易被液化,有較大的蒸發(fā)潛熱有較大的蒸發(fā)潛熱 易溶于水易溶于水, 水溶液叫氨水水溶液叫氨水, 呈弱堿性呈弱堿性 NH3+H2

10、O NH3H2O NH4+ + H2OKb=1.810-5 液氨為良好溶劑，有微弱離解液氨為良好溶劑，有微弱離解 NH3(l) NH4+ + NH2- -K (NH3,l)=10-30(-50)氨的化學(xué)性質(zhì)氨的化學(xué)性質(zhì) -3H H H氨基化物氨基化物(-NH-NH2 2) 2Na+2NH2Na+2NH3 32NaNH2NaNH2 2+H+H2 2 亞氨基化物亞氨基化物(=NH=NH) CaCa(NHNH2 2) )2 2CaNH+NHCaNH+NH3 3 氮化物氮化物(NN) 2Al+2NH2Al+2NH3 32AlN+3H2AlN+3H2 2取代反應(yīng)取代反應(yīng)(1)以氨基取代其它化合物中的原子

11、或原子團(tuán)以氨基取代其它化合物中的原子或原子團(tuán)COCl2+4NH3 CO(NH2)2+2NH4Cl取代反應(yīng)取代反應(yīng)(2) NH3 + H+ NH4+4NH3 + Cu2+ Cu(NH3)42+8NH3 + CaCl2 CaCl28NH3氨的化學(xué)性質(zhì)氨的化學(xué)性質(zhì) 氧氧 4NH4NH3 3 +3O+3O2 2 2N2N2 2 + 6H+ 6H2 2O O 4NH4NH3 3 +5O+5O2 2 4NO4NO +6H+6H2 2O O 氧化物氧化物 2NH2NH3 3+3CuO+3CuO 3Cu+N3Cu+N2 2 +6H+6H2 2O O 與與ClCl2 2、BrBr2 2 2NH2NH3 3+3C

12、l+3Cl2 2 N N2 2 +6HCl+6HCl400800 NH H H 銨銨 鹽鹽 在晶型、顏色、溶解度等與鉀鹽類(lèi)似在晶型、顏色、溶解度等與鉀鹽類(lèi)似 常把銨鹽與堿金屬鹽列在一起常把銨鹽與堿金屬鹽列在一起因?yàn)橐驗(yàn)?NH4+ K+ r/pm 143 133 接近接近 NH4+(aq) K+(aq) r/pm 537 530更接近更接近 一般為無(wú)色晶體，易溶于水一般為無(wú)色晶體，易溶于水銨銨 鹽鹽 在晶型、顏色、溶解度等與鉀鹽類(lèi)似在晶型、顏色、溶解度等與鉀鹽類(lèi)似 常把銨鹽與堿金屬鹽列在一起常把銨鹽與堿金屬鹽列在一起 一般為無(wú)色晶體，易溶于水一般為無(wú)色晶體，易溶于水組成銨鹽的酸組成銨鹽的酸一般分

13、解產(chǎn)物一般分解產(chǎn)物揮發(fā)性酸揮發(fā)性酸氨氨+ +相應(yīng)酸相應(yīng)酸非揮發(fā)性酸非揮發(fā)性酸氨氨氧化性酸氧化性酸氮或氮氮或氮氧化物氧化物 固態(tài)銨鹽加熱易分解固態(tài)銨鹽加熱易分解 產(chǎn)物與酸根、溫度有關(guān)產(chǎn)物與酸根、溫度有關(guān)NH4 HCO3 NH3 + H2CO3 CO2 + H2O NH4 Cl NH3 + HCl例例常溫常溫 (NH4)2SO4 NH3 + NH4HSO4 (NH4)3PO4 NH3 + H3PO4 例例 (NH4)2Cr2O7 N2 + Cr2O3+ H2O NH4NO3 N2O + O2 + 2H2O2NH4NO3 2N2 + O2 + 4H2O 例例 210300演示 銨銨 鹽鹽 在晶型、顏

14、色、溶解度等與鉀鹽類(lèi)似在晶型、顏色、溶解度等與鉀鹽類(lèi)似 常把銨鹽與堿金屬鹽列在一起。常把銨鹽與堿金屬鹽列在一起。 一般為無(wú)色晶體，易溶于水。一般為無(wú)色晶體，易溶于水。 固態(tài)銨鹽加熱易分解固態(tài)銨鹽加熱易分解 產(chǎn)物與酸根、溫度有關(guān)產(chǎn)物與酸根、溫度有關(guān) 鑒定鑒定加入強(qiáng)堿并加熱加入強(qiáng)堿并加熱NH4+ + OH- - NH3 + H2O 12-1-4 氮的氧化物氮的氧化物*、含氧酸及其、含氧酸及其鹽鹽12-1-4 12-1-4 氮的氧化物氮的氧化物* *、含氧酸及其鹽含氧酸及其鹽亞硝酸及其鹽亞硝酸及其鹽 亞硝酸是弱酸亞硝酸是弱酸HNO2 H+ + NO2- - Ka =7.210-4亞硝酸不穩(wěn)定，僅存在

15、于冷、稀溶亞硝酸不穩(wěn)定，僅存在于冷、稀溶液中，未制得游離酸液中，未制得游離酸藍(lán)色藍(lán)色 紅棕色紅棕色此反應(yīng)可用于此反應(yīng)可用于NO2- - 的鑒定的鑒定HNO2 N2O3+H2O NO +NO2 +H2O氮的氧化物氮的氧化物名稱(chēng)名稱(chēng)化學(xué)化學(xué) 式式 狀態(tài)狀態(tài)( (顏色顏色) )化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)熔點(diǎn)熔點(diǎn) 沸點(diǎn)沸點(diǎn) 氧化二氮氧化二氮 N2O 氣氣( (無(wú)無(wú)) )穩(wěn)定穩(wěn)定-90.8 -88.5一氧化氮一氧化氮 NO 氣氣( (無(wú)無(wú)) )固固、液液( (藍(lán)藍(lán)) )反應(yīng)性能反應(yīng)性能 穩(wěn)定穩(wěn)定-163.6-151.8三氧化三氧化 二氮二氮N2O3液液( (藍(lán)藍(lán)) )室溫下分解室溫下分解為為NO2和和NO-102

16、 -3.5(分解分解)二氧化氮二氧化氮 NO2氣氣( (紅棕紅棕) )強(qiáng)強(qiáng)氧化性氧化性-11.2 21.2四氧化四氧化 二氮二氮N2O4氣氣( (無(wú)無(wú)) )強(qiáng)烈分解為強(qiáng)烈分解為NO2-9221.3五氧化五氧化 二氮二氮N2O5固固( (無(wú)無(wú)) )不穩(wěn)定不穩(wěn)定30 47(分解分解)12-1-4 氮的氧化物氮的氧化物*、含氧酸及其、含氧酸及其鹽鹽12-1-4 12-1-4 氮的氧化物氮的氧化物、含氧酸及其鹽含氧酸及其鹽亞硝酸及其鹽亞硝酸及其鹽 亞硝酸是弱酸亞硝酸是弱酸亞硝酸不穩(wěn)定，僅存在于冷、稀溶亞硝酸不穩(wěn)定，僅存在于冷、稀溶液中，未制得游離酸液中，未制得游離酸亞硝酸鹽一般易溶于水亞硝酸鹽一般易溶

17、于水, AgNO2難溶難溶氧化還原性氧化還原性NO3- - NO2- - NO氧化劑氧化劑 還原劑還原劑NO2- - +Fe2+ + 2H+ + NO + Fe3+ H2O O2NO2- - +2I- - + 4H+ + 2 2NO + I2+2H2O O 5NO5NO2 2- -+2MnO+2MnO4 4- -+6H+6H+ + 5NO5NO3 3- -+2Mn+2Mn2+2+3H+3H2 2O O12-1-4 氮的氧化物氮的氧化物*、含氧酸及其、含氧酸及其鹽鹽12-1-4 12-1-4 氮的氧化物氮的氧化物、含氧酸及其鹽含氧酸及其鹽亞硝酸及其鹽亞硝酸及其鹽 亞硝酸是弱酸亞硝酸是弱酸亞硝酸不

18、穩(wěn)定，僅存在于冷、稀溶亞硝酸不穩(wěn)定，僅存在于冷、稀溶液中，未制得游離酸液中，未制得游離酸亞硝酸鹽一般易溶于水亞硝酸鹽一般易溶于水, AgNO2難溶難溶氧化還原性氧化還原性亞硝酸鹽熱穩(wěn)定性高亞硝酸鹽熱穩(wěn)定性高特別是堿金屬和堿土金屬的亞硝酸鹽特別是堿金屬和堿土金屬的亞硝酸鹽亞硝酸鹽均具有毒性亞硝酸鹽均具有毒性硝酸及其鹽硝酸及其鹽1. 硝酸硝酸氨催化氧化法氨催化氧化法制取制取2NO + O2 2NO23NO2 + H2O 2HNO3+ NO2. 硝酸鹽硝酸鹽硝酸與相應(yīng)的金屬硝酸與相應(yīng)的金屬 和金屬氧化物作用和金屬氧化物作用4NH3 + 5O2 4NO + 6H2OPt-Rb800硝酸及其鹽硝酸及其鹽

19、1. HNO3結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2sN2psp2雜化雜化O2pOOH1s2p2p 鍵鍵43H O O N O硝酸及其鹽硝酸及其鹽2. NO3- -結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2sN2psp2雜化雜化2pOO2p 鍵鍵642pO外來(lái)電子外來(lái)電子 O O N O硝酸及其鹽硝酸及其鹽硝酸性質(zhì)硝酸性質(zhì)市售硝酸：市售硝酸：15 molL-1 65% 68%HNO3，密度密度1.4 gcm-3發(fā)煙硝酸發(fā)煙硝酸：溶有溶有10% 15%NO2的濃硝酸的濃硝酸 顏色從顏色從黃色黃色棕色棕色4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O熱或光熱或光無(wú)色液體，為揮發(fā)性強(qiáng)酸無(wú)色液體，為揮發(fā)性強(qiáng)酸與水可以任何比例互溶與水可以任何比例互溶 受熱或光照分

20、解受熱或光照分解硝酸及其鹽硝酸及其鹽硝酸性質(zhì)硝酸性質(zhì)活潑金屬活潑金屬 不活潑金屬不活潑金屬 非金屬非金屬濃濃硝酸硝酸NO2NO2NO稀稀硝酸硝酸N2ONO極稀極稀硝酸硝酸 NH4NO3- 強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性 硝酸濃度硝酸濃度還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物 有關(guān)有關(guān) 金屬的活潑性金屬的活潑性與金屬反應(yīng)比較復(fù)雜與金屬反應(yīng)比較復(fù)雜生成可溶性鹽生成可溶性鹽生成難溶氧化生成難溶氧化物或其水合物物或其水合物 不不 反反 應(yīng)應(yīng)在冷在冷、濃濃HNO3中中 鈍化鈍化SnO2WO3Sb2O3 xH2OCa(NO3)2AgNO3Cu(NO3)2反應(yīng)反應(yīng)情況情況 貴金屬貴金屬Al Fe CrSn W SbCa Ag Cu金屬金屬Cu

21、+4HNOCu+4HNO3 3(濃濃) Cu(NOCu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2 +2H+2H2 2O O3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3(稀稀) 3Cu(NO3Cu(NO3 3) )2 2+2NO +4H+2NO +4H2 2O O4Zn+10HNO4Zn+10HNO3 3(稀稀)4Zn(NO4Zn(NO3 3) )2 2+2N+2N2 2O O +5H+5H2 2O O4Zn+10HNO4Zn+10HNO3 3( (很稀很稀) ) 4Zn(NO 4Zn(NO3 3) )2 2+2NH+2NH4 4NONO3 3 +3H+3H2 2O O3C+4HNO3 3CO2

22、+4NO +2H2O3P+5HNO3 +2H2O 3H3PO4+5NO S + 2HNO3 H2SO4 + 4NO3I2+10HNO3 6HIO3+10NO +2H2O硝酸及其鹽硝酸及其鹽硝酸性質(zhì)硝酸性質(zhì)活潑金屬活潑金屬 不活潑金屬不活潑金屬 非金屬非金屬濃濃硝酸硝酸NO2NO2NO稀稀硝酸硝酸N2ONO極稀極稀硝酸硝酸 NH4NO3- 強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性 硝酸濃度硝酸濃度還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物 有關(guān)有關(guān) 金屬的活潑性金屬的活潑性酸越稀酸越稀、金屬越活潑金屬越活潑,氮被還原程度越大氮被還原程度越大有人認(rèn)為：有人認(rèn)為：1.1.存在平衡存在平衡 NO+HNO3 3NO2 +H2Oc c(HNO(HNO3

23、3) ) ,平衡向左移動(dòng)平衡向左移動(dòng), ,氮被還原程度越大氮被還原程度越大2.2.濃濃HNO3可進(jìn)一步氧化低氧化數(shù)還原產(chǎn)物可進(jìn)一步氧化低氧化數(shù)還原產(chǎn)物硝酸及其鹽硝酸及其鹽硝酸性質(zhì)硝酸性質(zhì)+ HNO3 + H2O NO2H2SO4無(wú)色液體，為揮發(fā)性強(qiáng)酸無(wú)色液體，為揮發(fā)性強(qiáng)酸 受熱或光照分解受熱或光照分解能發(fā)生硝化反應(yīng)能發(fā)生硝化反應(yīng),生成硝基化合物生成硝基化合物 強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性 與水可以任何比例互溶與水可以任何比例互溶硝酸及其鹽硝酸及其鹽硝酸鹽性質(zhì)硝酸鹽性質(zhì)大多數(shù)為無(wú)色、易溶于水的離子晶體大多數(shù)為無(wú)色、易溶于水的離子晶體 固體硝酸鹽在高溫時(shí)分解固體硝酸鹽在高溫時(shí)分解 產(chǎn)物隨金屬離子不同而不同產(chǎn)物

24、隨金屬離子不同而不同金屬金屬+NO2+O2比比Cu差差金屬氧化物金屬氧化物+NO2+O2在在Mg-Cu之間之間亞硝酸鹽亞硝酸鹽+O2比比Mg活潑活潑硝酸鹽分解產(chǎn)物硝酸鹽分解產(chǎn)物金屬離子活潑性金屬離子活潑性 2NaNO3 2NaNO2 + O2 2Pb(NO3)2 2PbO + 4NO2 + O22AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2 硝酸及其鹽硝酸及其鹽硝酸鹽性質(zhì)硝酸鹽性質(zhì)大多數(shù)為無(wú)色、易溶于水的離子晶體大多數(shù)為無(wú)色、易溶于水的離子晶體 固體硝酸鹽在高溫時(shí)分解固體硝酸鹽在高溫時(shí)分解 產(chǎn)物隨金屬離子不同而不同產(chǎn)物隨金屬離子不同而不同固體硝酸鹽在高溫時(shí)是氧化劑固體硝酸鹽在高溫時(shí)是氧化劑 利用

25、此性質(zhì)可用來(lái)制造黑火藥利用此性質(zhì)可用來(lái)制造黑火藥NO3- -、NO2- - 的鑒定的鑒定1. NO3- - 棕色環(huán)實(shí)驗(yàn)棕色環(huán)實(shí)驗(yàn)3Fe2+NO3- -+4H+ + 3Fe3+NO +2H2OFe(H2O)62+NO Fe(NO)(H2O)52+ +H2O (棕色棕色) 2. NO2- -NO2- -在醋酸溶液中與在醋酸溶液中與FeSO4反應(yīng)生成反應(yīng)生成Fe(NO)(H2O)5SO4 , 使溶液呈使溶液呈棕色棕色 NO2- - 的存在會(huì)干擾的存在會(huì)干擾NO3- - 的鑒定的鑒定可先加入可先加入NH4 Cl,、加熱除去加熱除去NH4+ + + NO2- - N2 +2H2O12-1-3 氨及銨鹽氨

26、及銨鹽磷的同素異形體磷的同素異形體磷有多種同素異形體：磷有多種同素異形體： 白磷白磷、紅磷、黑磷、紫磷、紅磷、黑磷、紫磷 結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)為P4分子，四面體結(jié)構(gòu)，分子，四面體結(jié)構(gòu)， 鍵角鍵角60 ，有應(yīng)力，不穩(wěn)定，有應(yīng)力，不穩(wěn)定 P-P鍵能小，性質(zhì)非?；顫姡勺匀兼I能小，性質(zhì)非?；顫?，可自燃 溶沸點(diǎn)低，易溶于有機(jī)溶劑（溶沸點(diǎn)低，易溶于有機(jī)溶劑（CS2） 與濃硝酸、強(qiáng)堿反應(yīng)與濃硝酸、強(qiáng)堿反應(yīng) 劇毒，致死量劇毒，致死量0.15克克,可用銅鹽解毒可用銅鹽解毒12-1-3 氨及銨鹽氨及銨鹽磷的同素異形體磷的同素異形體磷有多種同素異形體：磷有多種同素異形體： 白磷、白磷、紅磷紅磷、黑磷黑磷、紫磷、紫磷2紅磷：

27、鏈狀結(jié)構(gòu)紅磷：鏈狀結(jié)構(gòu), 較穩(wěn)定，較穩(wěn)定， 不溶于不溶于CS2，3黑磷：雙層結(jié)構(gòu)，巨形分子，黑磷：雙層結(jié)構(gòu)，巨形分子， 更不活潑，更不活潑， 400 C 1200mPa 白磷白磷 紅磷紅磷 黑磷黑磷 200 C12-1-3 氨及銨鹽氨及銨鹽磷的化合物的類(lèi)型磷的化合物的類(lèi)型-3： Li3P, Ca3P2 離子型離子型,易水解易水解 PH3, 膦（膦（lin4）,無(wú)色氣體無(wú)色氣體，極毒，自然，極毒，自然， 強(qiáng)還原性，比強(qiáng)還原性，比NH3堿性弱堿性弱-2 PH2-PH2,聯(lián)膦，極毒，自然聯(lián)膦，極毒，自然+1 H3PO2, 次磷酸，一元酸（結(jié)構(gòu)圖）次磷酸，一元酸（結(jié)構(gòu)圖）+3 P4O6PCl3, 易水

28、解易水解 H3PO3, 亞磷酸，無(wú)色晶體，熔點(diǎn)亞磷酸，無(wú)色晶體，熔點(diǎn)13 C， 二元中強(qiáng)酸，強(qiáng)還原性，二元中強(qiáng)酸，強(qiáng)還原性，+5 PCl5, P4O10,強(qiáng)吸水性，干燥劑強(qiáng)吸水性，干燥劑 H3PO4, H4P2O7, 焦磷酸焦磷酸，四元酸四元酸， Ka1=3.0 x10-2, H5P3O10, 三聚磷酸三聚磷酸(正正)磷酸磷酸純磷酸為無(wú)色晶體純磷酸為無(wú)色晶體 , 熔點(diǎn)熔點(diǎn)42.35 C是無(wú)氧化性、不揮發(fā)的三元中強(qiáng)酸是無(wú)氧化性、不揮發(fā)的三元中強(qiáng)酸H3PO4 H+ + H2PO4- - Ka a1 1 =7.110-3H2PO4- - H+ + HPO42- 2- Ka a2 2 =6.310-8

29、HPO42- 2- H+ + PO43- 3- Ka a3 3 =4.810-13市售磷酸為粘稠狀濃溶液市售磷酸為粘稠狀濃溶液含含H3PO4 約約83%, 相當(dāng)與相當(dāng)與14molL-1密度密度1.6gcm-312-1-6 磷的含氧酸及其鹽磷的含氧酸及其鹽12-1-6 磷的含氧酸及其鹽磷的含氧酸及其鹽種類(lèi)種類(lèi)名稱(chēng)名稱(chēng)化學(xué)式化學(xué)式 磷的磷的氧化數(shù)氧化數(shù) n元酸元酸(正正)磷酸磷酸H3PO4+53焦磷酸焦磷酸H4P2O7+54三聚三聚磷酸磷酸 H5P3O10+55偏偏磷酸磷酸HPO3+51亞磷酸亞磷酸H3PO3+32次次磷酸磷酸H3PO2+11 H HO P O OH O P O OH OH HO

30、P O OH O O O HO P O P O P OH OH OH OH H H P O OH O O HO P O P OH OH OH(正正)磷酸磷酸純磷酸為無(wú)色晶體純磷酸為無(wú)色晶體 是無(wú)氧化性、不揮發(fā)的三元中強(qiáng)酸是無(wú)氧化性、不揮發(fā)的三元中強(qiáng)酸受熱時(shí)發(fā)生縮合作用，形成縮合酸受熱時(shí)發(fā)生縮合作用，形成縮合酸 O O O OHO P OH+HO P OH HO P O P OH OH OH OH OH 焦磷酸焦磷酸-H2O O HO P OH OH O HO P OH OH O HO P OH OH + O O O HO P O P O P OH 三聚磷酸三聚磷酸 OH OH OH -2H2O

31、 O HO P OH OH O HO P OH O H H O HO P OH O OH HO P OH O O HO P O O O P OH O P OH O HO P O O-4H2O四聚偏磷酸四聚偏磷酸一般縮合酸的酸性比正酸的酸性強(qiáng)一般縮合酸的酸性比正酸的酸性強(qiáng)(正正)磷酸磷酸純磷酸為無(wú)色晶體純磷酸為無(wú)色晶體 是無(wú)氧化性、不揮發(fā)的三元中強(qiáng)酸是無(wú)氧化性、不揮發(fā)的三元中強(qiáng)酸受熱時(shí)發(fā)生縮合作用，形成縮合酸受熱時(shí)發(fā)生縮合作用，形成縮合酸有強(qiáng)的配合能力有強(qiáng)的配合能力, 能與許多金屬離子能與許多金屬離子 形成配合物形成配合物如如 H3PO4 可與可與Fe3+形成形成 無(wú)色無(wú)色H3Fe(PO4)2、

32、 HFe(HPO4)2 以消除以消除Fe3+干擾干擾磷酸鹽磷酸鹽磷酸二氫鹽磷酸二氫鹽(MH2PO4)易溶于水易溶于水磷酸氫鹽磷酸氫鹽(M2HPO4)、磷酸鹽、磷酸鹽(M3PO4)除除K+、Na+、NH4+鹽易溶外鹽易溶外, 其它難溶其它難溶溶解性溶解性Ag+ + PO43- - Ag3PO4 (黃色黃色 )Ag+ + HPO42- - Ag3PO4 (黃色黃色 )Ag+ + H2PO4- - Ag3PO4 (黃色黃色 )為什么均生成為什么均生成Ag3PO4 沉淀？沉淀？溶液的酸性如何變化溶液的酸性如何變化? ?磷酸鹽磷酸鹽溶解性溶解性水解性水解性紅紅藍(lán)綠藍(lán)綠藍(lán)紫藍(lán)紫顏色顏色弱酸性弱酸性弱堿性弱

33、堿性堿性堿性酸堿性酸堿性4591314pH值值H2PO4- -HPO42-2-PO43-3-水溶液水溶液為什么？為什么？試從解離、水解兩方面解釋試從解離、水解兩方面解釋PO43-3-的鑒定的鑒定鉬酸銨試劑鉬酸銨試劑 PO43-+12MoO42-+24H+ +3NH4+ (NH4)3PO412MoO36H2O +6H2O ( (黃色黃色) )磷酸鹽磷酸鹽磷酸二氫鈣是重要的磷肥磷酸二氫鈣是重要的磷肥普鈣普鈣(過(guò)磷酸鈣過(guò)磷酸鈣):用用硫酸硫酸處理磷酸鈣礦粉處理磷酸鈣礦粉 Ca3(PO4)2+2H2SO4+4H2O 2(CaSO42H2O)+Ca(H2PO4)2重鈣重鈣(重過(guò)磷酸鈣重過(guò)磷酸鈣):用用磷

34、酸磷酸處理磷酸鈣礦粉處理磷酸鈣礦粉 Ca5F(PO4)2+7H3PO4+5H2O 5Ca(H2PO4)22H2O + HF重鈣重鈣的含磷量的含磷量普鈣普鈣的含磷量的含磷量混合物即普鈣，可直接用作肥料混合物即普鈣，可直接用作肥料磷的氯化物磷的氯化物 制?。哼^(guò)量磷在氯氣中燃燒制?。哼^(guò)量磷在氯氣中燃燒PCl3 性質(zhì)：性質(zhì)：1.1.室溫下是無(wú)色液體室溫下是無(wú)色液體 2.2.在潮濕空氣中強(qiáng)烈發(fā)煙在潮濕空氣中強(qiáng)烈發(fā)煙 在水中強(qiáng)烈水解在水中強(qiáng)烈水解 PCl3 + 3H2O H3PO3+ 3HCl 亞磷酸亞磷酸磷的氯化物磷的氯化物 制?。褐迫。?.1.磷與過(guò)量氯氣反應(yīng)磷與過(guò)量氯氣反應(yīng) 2.2.PCl3 與氯氣

35、直接反應(yīng)與氯氣直接反應(yīng)PCl5 性質(zhì)：性質(zhì)：1.1.白色晶體白色晶體 2.2.受熱分解為受熱分解為PCl3 和和Cl23.3.易水解易水解水量不足水量不足 PCl5+H2O POCl3+2HCl過(guò)量水過(guò)量水 POCl3+3H2O H3PO4+3HCl12-1-7砷、銻、鉍及其重要化合物砷、銻、鉍及其重要化合物砷、銻、鉍砷、銻、鉍及其重要化合物及其重要化合物12-1-712-1-7合金合金 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：在機(jī)械在機(jī)械、物理和化學(xué)性能優(yōu)于純金屬物理和化學(xué)性能優(yōu)于純金屬形成形成：金屬在熔化狀態(tài)互相溶解或混合而成金屬在熔化狀態(tài)互相溶解或混合而成為具有金屬特性的多種金屬元素混合物為具有金屬特性的多種金屬元素

36、混合物種類(lèi)種類(lèi)：繁多。舉例如下繁多。舉例如下合金鋼合金鋼如不銹鋼如不銹鋼低熔合金低熔合金如含銦低熔合金如含銦低熔合金硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金如如WC、TiC、CrN、FeB形狀記憶合金形狀記憶合金如如Ni-Ti合金合金1.1.合金及金屬化合物合金及金屬化合物1.1.合金及金屬化合物合金及金屬化合物金屬化合物金屬化合物形成形成：電負(fù)性、電子構(gòu)型和原子半徑相差電負(fù)性、電子構(gòu)型和原子半徑相差 較大的兩種金屬易形成金屬化合物較大的兩種金屬易形成金屬化合物 AsAs、SbSb、BiBi可與許多金屬形成金屬化合物可與許多金屬形成金屬化合物為合金的一種為合金的一種種類(lèi)種類(lèi)：正常金屬化合物正常金屬化合物組成固定組成固

37、定 電子化合物電子化合物組成可變組成可變舉例舉例：GaAs重要的半導(dǎo)體材料重要的半導(dǎo)體材料伍德合金伍德合金(含一定比例含一定比例Bi、Sn、Cd 、Pb的合金的合金) 適用于制造子彈和軸承適用于制造子彈和軸承2.2.砷砷、銻銻、鉍的氧化物及其水合物鉍的氧化物及其水合物+3 As2O3(白白)Sb2O3(白白)Bi2O3(黑黑)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3兩性偏酸兩性偏酸兩性?xún)尚匀鯄A性弱堿性+5 As2O5(白白)Sb2O5(淡紅淡紅)Bi2O5(紅棕紅棕)H3AsO4HSb(OH)6 極不穩(wěn)定極不穩(wěn)定中中強(qiáng)酸強(qiáng)酸兩性偏酸兩性偏酸弱酸性弱酸性 微溶于水，熱水中溶解度稍大微溶于水，熱水

38、中溶解度稍大 溶于堿溶于堿 AsAs2 2O O3 3+6NaOH +6NaOH NaNa3 3AsOAsO3 3+3H+3H2 2O O 溶于濃酸溶于濃酸 AsAs2 2O O3 3+6HCl+6HCl2AsCl2AsCl3 3+3H+3H2 2O O 俗稱(chēng)砒霜，有劇毒俗稱(chēng)砒霜，有劇毒, ,微溶微溶 主要用于制造殺蟲(chóng)劑、主要用于制造殺蟲(chóng)劑、 除草劑、含砷藥物除草劑、含砷藥物2.2.砷砷、銻銻、鉍的氧化物及其水合物鉍的氧化物及其水合物+3 As2O3(白白)Sb2O3(白白)Bi2O3(黑黑)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3兩性偏酸兩性偏酸兩性?xún)尚匀鯄A性弱堿性+5 As2O5(白白)S

39、b2O5(淡紅淡紅)Bi2O5(紅棕紅棕)H3AsO4HSb(OH)6 極不穩(wěn)定極不穩(wěn)定中中強(qiáng)酸強(qiáng)酸兩性偏酸兩性偏酸弱酸性弱酸性酸性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)難溶于水難溶于水難溶于水難溶于水2.2.砷砷、銻銻、鉍的氧化物及其水合物鉍的氧化物及其水合物+3 As2O3(白白)Sb2O3(白白)Bi2O3(黑黑)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3兩性偏酸兩性偏酸兩性?xún)尚匀鯄A性弱堿性+5 As2O5(白白)Sb2O5(淡紅淡紅)Bi2O5(紅棕紅棕)H3AsO4HSb(OH)6 極不穩(wěn)定極不穩(wěn)定中中強(qiáng)酸強(qiáng)酸兩性偏酸兩性偏酸弱酸性弱酸性酸性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)還原性減弱還原性減弱氧化性

40、增強(qiáng)氧化性增強(qiáng)AsO43- 、SbO43-在強(qiáng)酸性介質(zhì)中有氧化性在強(qiáng)酸性介質(zhì)中有氧化性如如 H3AsO4+2I- -+2H+ + H3AsO3+I2 2+H2O鉍酸鹽在酸性介質(zhì)中是強(qiáng)氧化劑鉍酸鹽在酸性介質(zhì)中是強(qiáng)氧化劑如如 5NaBiO3+2Mn2+14H+ 5Bi3+2MnO4- -+ 5Na+7H2OH3AsO3在堿性介質(zhì)中在堿性介質(zhì)中還原性較強(qiáng)還原性較強(qiáng)如如 AsO33-+I2+2OH- - AsO43-+2I- -+H2OBi(OH)3在堿性介質(zhì)中被強(qiáng)還原性氧化在堿性介質(zhì)中被強(qiáng)還原性氧化如如 Bi(OH)3+Cl2+3NaOH NaBiO3+2NaCl+3H2O3.3.砷砷、銻銻、鉍的鹽

41、鉍的鹽陽(yáng)離子鹽陽(yáng)離子鹽: M3+ , M5+ As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, 鉍主要形成鉍主要形成Bi3+鹽鹽含氧酸鹽含氧酸鹽: MO33-3-, MO43-3- AsO33-3-, AsO43-3-, SbO33-3-, SbO43-3-, NaBiO3(黃色黃色)離子多數(shù)無(wú)色離子多數(shù)無(wú)色, 易水解易水解氯化物、硝酸鹽水解氯化物、硝酸鹽水解配制以上鹽溶液配制以上鹽溶液,應(yīng)加入酸應(yīng)加入酸,抑制水解抑制水解3.3.砷砷、銻銻、鉍的鹽鉍的鹽 AsCl3+ 3H2O H3AsO3 + 3HCl SbCl3+H2O SbOCl + 2HCl BiCl3+ H2O BiOCl + 2HCl Sb(NO3)3+H2O SbONO3 + 2HNO3 Bi(NO3)3+ H2O BiONO3 + 2HNO34.4.砷砷、銻銻、鉍