无机化学第十四章
•氨 (NH3)
结构: N:sp3杂化,三角锥形
..
N
107.3o
H
H
H
制备: 实验室:
2NH 4Cl Ca(OH) 2 CaCl 2 2H 2O 2NH 3 (g)
工业: N2 3H2 450~5 00C 30MPa Fe2NH3 性质:
① 易溶于水,易形成一元弱碱
NH3 H2O
NH3 H2O
Sb(OH)-4 Cl2 Na 2OH Na[Sb(OH)6 ](s,白) 2Cl-
Bi(OH) 3 Cl2 3NaOH NaBiO 3(s,土黄) 2NaCl 3H2O
M(V)的氧化性(由As到Bi氧化性增强)
H3AsO4 2I- 2H 强酸性 H3AsO3 I2 H2O
• •
顺磁性
分子轨道电子排布式:
(σ
1s
)
2
(σ
* 1s
)
2
(σ
2s
)
2
(σ
*
2s
)
2
(σ
2
p
)
2
(π
2
p
)
4
(π
*
2
p
)
2
酸性介质中:(氧化性强) O2 4H 4e- 2H2O E = 1.229V
碱性介质中: O2 2H2O 4e- 4OH- E = 0.401V
2. 臭氧(O3) 结构:
分子 晶体
分子 晶体
红硒 (分子晶体)
灰硒 (链状晶体)
2,4,6
链状 晶体
2,6
金属 晶体
单质Se
单质Te
H2R
H2O H2S H2Se H2Te
化学活性: 小
大
稳 定 性: 大
小
酸 性: 弱
强
熔 沸 点: 最高 小
大
14.2.2 氧及其化合物
1. 氧( O2)
结构式:
O O •
•
••• •••
Cu(NO3 )2 2NO2 2H2O 3Cu(NO3 )2 2NO 4H2O
4Zn 10HNO3 (较稀,2mol·L-1)
4Zn(NO3 )2 N2O 5H2O
规律:HNO3越稀,金属越活泼, HNO3 被还原的氧化值越低。
② 热稳定性差,保存在棕色瓶中
4HNO 3 4NO 2 O2 2H 2O
NH
4
Байду номын сангаас
OH
_
② 强还原性
4NH3 3O2 (纯) 2N2 6H2O 4NH3 5O2 (空气) Pt 4NO 6H2O
③ 加合反应
H NH3 NH4 Ag 2NH3 [Ag(NH3 )2 ]
④ 取代反应
2NH 3 2Na 5催70化C 2NaNH 2 H 2
•铵盐
①铵盐一般为无色晶体,绝大多数易溶于水
•氧化性(弱) 2Sb3 3Sn 2Sb 3Sn2 (鉴定Sb3+)
2Bi3 3Sn(OH)24- 6OH
2Bi 3Sn(OH)62 (鉴定Bi3+)
5.砷、锑、铋的硫化物
As2S3(黄) Sb2S3(橙) As2S5(黄) Sb2S5(橙)
Bi2S3(黑)
性质:•均不溶于水和稀酸。
•(浓HCl)配位溶解
焦磷酸、聚磷酸、偏磷酸。
•焦磷酸 H4P2O7
O
HO P O
OH
H HO
O
P OH
OH
O HO P O
OH
O
P OH +H2O
OH
•聚磷酸
聚磷酸(n个磷酸脱n-1个H2O)
n=3 三(聚)磷酸
O
O
n=2 焦磷酸
O
HO P O H HO P O H HO P OH
OH
OH
OH
O
O
O
HO P O P O
性质:① 易溶于水; ② 水溶液在酸性条件下才有氧化性, 固体在高温时有氧化性; ③ 热稳定性差。
K ~ Mg:2NaNO3 2NaNO2 O2 Mg ~ Cu:2Pb(NO3)2 2PbO 4NO2 O2
Cu以后:2AgNO3 2Ag 2NO2 O2
亚硝酸、硝酸及其盐的性质对比
● 酸性: HNO 3 HNO 2 ● 氧化性:
••
性质:
Π4 3
•不稳定性
中心O:sp2杂化形成 键角:117o
μ=1.8×10-30C•m
(极性单质)
2O 3 3O 2 Δ r H m = 285 .4kJ • mol -1 •氧化性
O3 2H 2eO3 H2O 2e-
O2 H2O EA = 2.075V O2 2OH EB = 1.247V
Sb2S3 12Cl- 6H 2SbCl36- 3H2S
Bi 2S3
8Cl-
6H
2BiCl
4
3H2S
Sb 2S5
12Cl
10 H
2SbCl
6
5H 2S
As2S3、As2S5不溶
•碱溶
NaOH
M2S3 6OH - MO33- MS33- 3H 2O
4M
2S5
24OH
-
3MO
3. 过氧化氢(H2O2)
94o
结构: 性质:
97pm
H
97 o
149pm
O
O
97 o
H
•弱酸性
H2O2
第十四章 p区元素(二)
§14.1 氮族元素 §14.2 氧族元素
§14.1 氮族元素
14.1.1 氮族元素概述 14.1.2 氮族元素的单质 14.1.3 氮的化合物 14.1.4 磷的化合物
14.1.1 氮族元素概述
氮族(VA):N,P,As,Sb, Bi 价电子构型:ns2np3
N P As Sb Bi
14.2.1 氧族元素概述
氧族
(VIA) 元素
O
S
非金属
存在 单质或矿物
价层电 子构型
2s22p4
3s23p4
电负性 3.44 2.58
Se
Te
Po
准金属
放射性金属
共生于重金属硫化物中
4s24p4 5s25p4
6s26p4
2.55
2.10
2.0
氧化值 -2, (-1) ±2,4,6 ±2,4,6
晶体
3.氮的含氧酸及其盐
•亚硝酸(HNO2)
结构:
H
。
102
O
N
。
110
O
N:sp2杂化后: π
性质: ① 不稳定
2HNO2
② 弱酸
HNO 2
H2O N2O3
(蓝色)
H
_
NO 2
Ka = 6.0×10 _ 4
H2O NO NO2
•硝酸 (HNO3) 结构:
N:sp2杂化后
Π
Π4 3
物理性质 : 纯硝酸:无色液体,密度为1.53g·cm-3 浓硝酸:含HNO3 69%,密度 1.4g·cm-3
E (HNO2/NO) = 1.04V E (NO3- /NO) = 0.96V
● 热稳定性: HNO 3 HNO 2
14.1.4 磷的化合物
•磷酸 H3PO4
O
结构:
P
HO
性质:三元中强酸 OH
OH
Ka1 = 6.7 103 Ka3 = 4.51013
Ka2 = 6.2108
特性:脱水缩合后形成
OH
OH
P OH 2H 2O OH
•偏磷酸
偏磷酸 (n个H3PO4脱n个H2O) 偏磷酸:HPO3(n=1),四偏磷酸:(HPO3)4
O
O
O
O
HO P O H HO P OH
HO P O P OH
O
O
H
H
O
O
H
H
HO P O P OH
O
O
HO P OH H O P OH
O
O
O
O
+4H2O
酸性变化一般规律 •缩合度增加,酸性增强。
34
5MS
34
12H
2O
(M=As,Sb) Bi 2S3 不溶
Na2S
M2S3 3S2M2S5 3S2-
2MS332MS34-
(M=As,Sb) Bi2S3不溶
•氧化性酸(HNO3)溶解
Bi 2S3
2NO
3
8H
2Bi
3
3S
2NO
4H 2O
§14.2 氧族元素
14.2.1 氧族元素概述 14.2.2 氧及其化合物 14.2.3 硫及其化合物
2.氮的氧化物
• 一氧化氮(NO) 性质: 无色气体,水中溶解度较小。
2NO O2 2NO2 2NO Cl2 2NOCl(氯化亚硝酰) Fe2 NO [Fe(NO)]2
• 二氧化氮(NO2)
结构:
:
性质:
N:价电子2s22p3
Π
sp2杂化后
Π3
3
① 有毒,有特殊臭味的红棕色气体
② 2NO(2 红棕色)1冷40却C N 2O(4 无色) ③ 溶于水 3NO 2 H 2O 2HNO 3 NO
③ 与有机化合物发生硝化反应
C6 H 6 HNO 3 H2SO4 C6 H5 NO 2 H 2O
多为黄色
CH3C6H5 3HNO3 H2SO4 △ CH3C6H2 (NO2 )3 3H2O TNT(三硝基甲苯)
•硝酸盐
NO
3
的结构:N:sp2杂化后
Π