1_氮族元素

氮族元素的思维导图，分享了氮族元素的通性、氮及其化合物、磷及其化合物、砷及其化合物、锑 铋及其化合物等知识。

氮族元素

• 氮族元素的通性
  • 1、氧化数为+5的氮族元素氧化还原性 氧化数为+5的氮族化合物，在酸性介质中都是氧化剂，特别是HNO和BizOs，在碱性介质中氧化性较弱
  • 2、氧化数为＋3的氮族元素氧化还原性 氧化数为＋3的氮族化合物，除HNO2有明显的氧化性，亚磷酸及盐有较强的还原性外， As ( III )、 Sb ( III )、 Bi ( III ）都是弱的还原剂
  • 3、氧化数为﹣3的氮族元素氧化还原性 氧化数为﹣3的氮族化合物，除 NH3和 NH4＋是弱的还原剂，其他都是强的还原剂。除单质 P 外，其他单质元素无论酸碱介质都不发生歧化反应。
• 氮及其化合物
  • 氮的单质
    • 氮的性质 氮气是无色、无臭、无味的气体。微溶于水。 常温下化学性质极不活泼，加热时与活泼金属 Li , Ca , Mg 等反应，生成离子型化合物。
    • 氮的成键特征和价键结构 1、形成离子键 和碱金属、碱土金属作用生成N3﹣的离子型固体化合物，氮化物不稳定，遇水水解 2、形成共价键 1)、sp3杂化形成三个共价单键，保留一对孤电子对 2)、sp2杂化形成一个双键和一个单键，保留一对孤电子对， CI - N = O
      • 氮气为什么可以作为保护气体？ 首先是因为氮气分子中有三重键，键能很高，说明氮分子很稳定，即使高温也不容易分解，其次，氮的化学性质很稳定，不容易与其他物质发生化学反应。
  • 氮的氢化物
    • 氮的氢化物：NH3、N2H4、NH2OH、HN3 分子式：NH3、N2H4 ，NH2OH、HN3 化学名称：氨、联氨、羟氨、叠氮酸 氧化数：-3、-2、-1，-1/3 氮的氢化物都具有还原性
    • 氮的氢化物﹣氨 氨的结构 N 原子杂化方式：不等性sp3杂化 N - H 键间的夹角：107°18' 分子空间构型：三角锥形 107.3° 氨的物理性质 有刺激性臭味的无色气体 分子间有氢键，熔、沸点高于同族磷的氢化物易液化，蒸发热高，常被用作冷冻机的循环致冷剂 氨极易溶于水，常压298K时，在水中的溶解度为1:700（体积比） 液氨的介电常数为26.7，是一种极性非水溶剂
  • 氮的含氧化合物
    • NO 无色气体，水中溶解度较小，易聚合。 顺磁性 NO 是单电子分子，一般含有单电子的分子有颜色且不稳定 - NO 既是无色气体又较稳定 被称为"稳定的自由基"
    • NO2 有毒，有特殊臭味的红棕色气
  • 氮的其他化合物
    • 含氧酸 HNO2 ，和HNO3的结构与性质
    • HNO2:不稳定 弱酸 制备：碱吸收法 性质：绝大部分无色，易溶于水。亚硝酸银浅黄色不溶极毒，是致癌物。 氧化还原性 金属活泼性差，对应亚硝酸盐稳定性差。
    • HNO3及NO3-：纯硝酸无色液体 浓硝酸含硝酸69%。硝酸挥发而产生白烟--发烟硝酸，溶有过量二氧化氮的浓硝酸产生红烟，且硝酸常带黄色或红棕色。 ①强氧化性 ②热稳定性差，保存在棕色瓶中。 ③与有机化合物发生硝化反应。 ④易溶于水。 ⑤水溶液在酸性条件下才有氧化性，固体在高温时有氧化性。 ⑥热稳定性差。
      • 硝酸越稀，金属越活泼，硝酸被还原的氧化值越低。
    • 氮的卤化物 NF3：化学性质稳定，不具备路易斯碱性 NCI3:不稳定，受热易爆炸；在水或碱中发生水解 NBr3(NI3)：不稳定
• 磷及其化合物
  • 磷的单质
    • 1、磷的存在 磷灰石：氟磷灰石／羟基磷灰石磷酸钙：Ca3(PO4)2罕见 P 形成 p - p π能力弱，以单键形成多原子分子。单质磷有多种同素异形体（10种）
    • 2、白磷、红磷、黑磷的结构 黑鳞具有与石墨类似的层结构，有导电性，不溶于有机溶剂。 白鳞化学性质活泼，空气中自燃，溶于非极性溶剂。保存在水中，剧毒。 红鳞较稳定，400℃以上燃烧，不溶于有机溶剂。 化学活泼性：白磷＞红磷＞黑磷
    • 3、制备 以 Cag (PO4)2,SiO2及 C 为原料，在电炉中加热到1150℃~1450℃，生成的蒸气冷凝就得到白磷。
    • 4、白磷的化学性质： 常温下，红磷化学性质比较稳定，白磷化学活性很高：
  • 磷的氢化物，卤化物和硫化物
    • 1．磷的氢化物（腾PH3) ﹣与 NH3 ，相似 - P 采取sp3杂化 -分子的几何构型为三角锥形 性质：PH3是一种无色有大蒜臭味的剧毒气体，微溶于水，有弱碱性 稳定性和碱性都低于NH3。 - PH4+的结构与 NH4+，相似，也是四面体构型。
    • PH3的制备 PH3可利用金属磷化物水解或单质磷与碱反应得到Ca3P2+6H2O=3Ca( OH )2+2PH3 P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3
      • 沼气主要成分：﹣甲烷、CO2，无毒 少量 CO 、H2S，注意通风 少量PH3，剧毒，微量致死
    • 卤化物（PX3，PX5）磷和卤素直接反应制备得到。除了PF3
    • 磷的硫化物：零有四种较重要的硫化物。P4 S3 p4 S5 p4 S7和p4 S10。 P4 S3是制造安全火柴的原料。
  • 磷的含氧化合物
    • P4O6白色易挥发的蜡状晶体易溶于有机溶剂。
    • P4O10白色雪花状晶体强吸水性。
    • 磷的含氧酸及其盐 次磷酸（ H3PO2）及其盐 纯的次磷酸（H3PO2）是无色晶体，熔点为26.5℃，极易溶于水 性质：一元中强酸强还原剂
    • 次磷酸盐 ﹣碱金属、碱土金属及多数重金属的次磷酸盐都能溶于水 -次磷酸的盐也具有很强的还原性 ﹣次磷酸及其盐主要用作化学镀银或化学镀镍的还原剂
    • ·亚磷酸（H3PO3）及其盐 淡黄色晶体，熔点73.6℃ 易溶于水，易吸湿潮解 结构：- P 原子采取sp3杂化 性质：二元中强酸
    • 亚磷酸的还原性 - H3PO3是强还原剂，能还原中等强度的氧化剂 ﹣酸式盐NaH2PO3 -正盐Na2HPO3 碱金属的亚磷酸盐易溶于水
    • 磷酸H3PO4 纯磷酸是无色晶体，熔点42.4℃ 结构：- P 原子采取sp3杂化 性质：无氧化性、不挥发的三元中强酸 特性：脱水缩合后形成 焦磷酸、聚磷酸、（聚）偏磷酸。
• 砷及其化合物
  • 砷的单质
    • 砒霜的主要成分：As203 中毒原因 As203刺激皮肤和粘膜，影响神经系统和毛细血管通透性，严重损伤肝肾功能 解毒
    • 砷（ As ）位于周期表第四周期，第 V 族，价电子构型为，4s24p3，在地壳中含量为5*10-4%。
    • 1、自然界存在形态1）砷化物矿：砷黄铁矿（ FeAsS )；硫砷黄铁矿（FeAsS2)辉砷镍矿（ NiAsS ) 2）硫化物矿：雄黄As4S4；雌黄（As2S3) 3）氧化物矿：白砷矿（As2O3) 4）砷酸盐矿：毒石（CaHAsO4.2H2O)
  • 砷的化合物
    • 砷的生化作用 砷可与蛋白质中的疏基（- HS ）结合，使蛋白质失活，人体中有微量的 As 。 As ( III ）化合物毒性＞ As ( V ）化合物，砷的化合物可作为杀虫剂和杀菌剂。
• 锑，铋及其化合物
  • 锑铋的单质
  • 锑铋的化合物
    • 砷、锑、铋的氢化物都是无色剧毒气体 ·稳定性降低 熔沸点升高 酸性和还原性增强 检验砷中毒的马氏试砷法 古氏试砷法
• 茹扎·胡尔曼江202213044029 哈力米然·亚尔买买提202213044031
• 砷、锑、铋 ﹣砷和锑各有灰、黄、黑三种同素异形体，而没有。 -常温常压下，单质砷、锑、铋均为固体。 ﹣是非金属，、是金属，但熔点较低且易挥发。