1、第十四章 p区元素（二）,14.2 氧族元素,14.1 氮族元素,14.1.5 砷、锑、铋的 化合物,14.1.4 磷的化合物,14.1.3 氮的化合物,14.1.2 氮族元素的单质,14.1.1 氮族元素概述,14.1 氮族元素,氮气是无色、无臭、无味的气体。沸点为 -195.8C。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。,14.1.2 氮族元素的单质,磷的同素异形体,P4化学性质活泼，空气中自燃，溶于非极性溶剂。,较稳定，400以上燃烧，不溶于有机溶剂。,磷的燃烧,氮、磷为非金属，砷、锑为准金属，铋为金属。,白磷的结构,红磷的结构,黑磷的
2、结构,14.1.3 氮的化合物,结构：,N：sp3杂化，三角锥形,1.氮的氢化物,氨 (NH3),工业：,制备：,实验室：,性质：, 易溶于水，易形成一元弱碱, 强还原性, 取代反应,催化, 加合反应,铵盐一般为无色晶体，绝大多数易溶于水,铵盐,石蕊试纸法 (红蓝),的结构：,N：sp3杂化， 正四面体,的鉴定：,(奈斯勒）,挥发性非氧化性酸铵盐,非挥发性，非氧化性酸铵盐, 热稳定性差,氧化性酸铵盐,催化剂,2.氮的氧化物,铂丝网,一氧化氮(NO),制备：,性质： 无色气体，水中溶解度较小。,二氧化氮(NO2),N：价电子2s22p3sp2杂化后, 有毒，有特殊臭味的红棕色气体, 溶于水, 用
3、碱吸收,结构：,：,性质：,3.氮的含氧酸及其盐,N：sp2杂化后：,亚硝酸（HNO2）,制备：,结构：,亚硝酸 (HNO2),NO+NO2,性质：, 弱酸,(蓝色), 不稳定,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。, 金属活泼性差,对应亚硝酸盐稳定性差,主,AgNO2NaNO2, 氧化还原性,硝酸 (HNO3),物理性质 ： 纯硝酸：无色液体，密度为1.53gcm-3 浓硝酸：含HNO3 69%，密度 1.4gcm-3硝酸挥发而产生白烟发烟硝酸，溶有过量NO2的浓硝酸产生红 烟，且硝酸常带黄色或红棕色。,结构：,N：sp2杂化后,
4、HNO3的化学性质, 强氧化性,规律：HNO3越稀，金属越活泼， HNO3被还原的氧化值越低。,活泼金属：, 与有机化合物发生硝化反应,多为黄色, 热稳定性差，保存在棕色瓶中,冷的浓硝酸使Fe, Al, Cr钝化 王水：（氧化配位溶解）,硝酸盐,的结构：,N：sp2杂化后,4个p轨道,性质： 易溶于水； 水溶液在酸性条件下才有氧化性，固体在高温时有氧化性； 热稳定性差。,亚硝酸、硝酸及其盐的性质对比, 酸性：, 热稳定性：, 氧化性：,活泼金属 MNO2MNO3,14.1.4 磷的化合物,1.磷的氢化物 (膦 PH3),结构：与NH3相似,性质：无色气体，似大蒜臭味，剧毒强还原性：,制备：,次
5、磷酸钾,2.磷的氧化物,O2(足),性质：,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。,歧化,次磷酸( H3PO2)及其盐,性质：一元中强酸,3.磷的含氧酸及其盐,结构：,强还原剂,=1.010-2,亚磷酸 (H3PO3)及其盐,性质：二元中强酸：,结构：,强还原性：,磷酸 H3PO4,特性：脱水缩合后形成焦磷酸、聚磷酸、(聚)偏磷酸。,结构：,性质：三元中强酸,焦磷酸 H4P2O7,聚磷酸,聚磷酸(n个磷酸脱n-1个H2O) n=2 焦磷酸n=3 三(聚)磷酸,(聚)偏磷酸,(聚)偏磷酸 (n个H3PO4脱n个H2O) 偏磷酸：HPO3(n=1)，四
6、(聚)偏磷酸：(HPO3)4,酸性变化一般规律,缩合度增加，酸性增强。,同一元素不同氧化态，高价偏酸，但磷酸的含氧酸例外。,磷酸盐,聚磷酸盐具有配位性：,或六偏磷酸钠(格氏盐),硬水软化,4.磷的卤化物,PX3 PX5 结构： 三角锥 三角双锥,分子晶体,离子晶体,PCl3 PCl5,杂化类型：不等性sp3 sp3d,PCl5离子晶体,PCl5固体中含有PCl4+和PCl6-离子 PCl4+：P：sp3杂化 四面体,PCl6-：P：sp3d2杂化 八面体,同样：PBr5晶体中有PBr4+和Br-离子，分子构型为三角双锥。,重要性质：水解,(制备H3PO3或HBr),关于五氯化磷 (PCl5)，
7、下列说法中不正确的是( ) 它在气态时很稳定 它容易水解生成磷酸 (H3PO4) C. 它由氯与 PCl3反应制得 D. 它的固体状态是结构式为 PCl4PCl6的晶体,14.1.5 砷、锑、铋的 化合物,AsH3 SbH3 BiH3,自燃：,化学性质：,缺氧分解：,1.砷、锑、铋的氢化物,AsH3 的性质应用：,马氏试砷法：试样、锌和盐酸混合，产生气体导入热玻璃管。,砷镜,古氏试砷法：,M(III)的氧化物和氢氧化物,2. 砷、锑、铋的氧化物及其水合物,两性：,M(V)的氧化物和氢氧化物,三元中强酸 一元弱酸,小结：,M(III)的还原性(由As到Bi还原性减弱),可用H2O2代替Cl2,3
8、.砷、锑、铋的化合物的氧化还原性,M(V)的氧化性(由As到Bi氧化性增强),(鉴定Mn2+),H3AsO4在强酸性的溶液中才有明显氧化性。,=0.5748V,I2+2e- 2I-,=0.5345V,小结：,As() Sb() Bi() As() Sb() Bi(),碱性增强,还原性增强,酸性增强,氧化性增强,碱 性 增 强,酸 性 增 强,4.砷、锑、铋的盐,盐类水解,氧化性(弱),(鉴定Sb3+),(鉴定Bi3+),5.砷、锑、铋的硫化物,均不溶于水和稀酸。,As2S3、As2S5不溶,性质：,氧化性酸(HNO3)溶解,(浓HCl)配位溶解,NaOH,(M=As，Sb),Na2S,(M=A
9、s，Sb) Bi2S3不溶,碱溶,氧化碱溶,(M=As，Sb),14.2 氧族元素,14.2.3 硫及其化合物,14.2.2 氧及其化合物,14.2.1 氧族元素概述,2. 臭氧(O3)：O2的同素异形体,结构：,中心O：sp2杂化形成,键角：117o =1.810-30Cm,性质：,不稳定性,惟一极性单质,3. 过氧化氢（H2O2）,不稳定性,性质：,弱酸性,结构：,可见：H2O2氧化性强，还原性弱；是不造成二次污染的杀菌剂。,酸性：,氧化还原性,结构： S：sp3杂化形成环状S8分子。,硫有几种同素异形体斜方硫 单斜硫 弹性硫 密度/gcm-3 2.06 1.99 颜色 黄色 浅黄色 19
10、0的熔融硫 稳定性 94.5 用冷水速冷,1.单质硫,14.2.3 硫及其化合物,物理性质：,硫的化学性质,与许多金属直接化合,与氢、氧、碳、卤素(碘除外)、磷等直接作用,与氧化性酸作用,与碱的作用,2.硫化氢和硫化物,H2S是无色，有腐蛋味，剧毒气体。稍溶于水。水溶液呈酸性，为二元弱酸。,硫化氢,结构：H2S结构与H2O相似,性质：,与空气(O2)反应,最重要的性质是它的还原性：,与中等强度氧化剂作用,与强氧化剂反应,金属硫化物,颜色：(大多数为黑色,少数需要特殊记忆)SnS 棕,SnS2 黄,As2S3 黄,As2S5 黄,Sb2S3橙, Sb2S5橙,MnS 肉,ZnS 白，CdS 黄。
11、,易水解：最易水解的化合物是Cr2S3和Al2S3,溶解性：,易溶：NH4+和碱金属硫化物 微溶：MgS，CaS，SrS(但BeS难溶)其余难溶。,稀酸溶性：,水溶性：,配位酸溶解(浓HCl)：,氧化性酸溶解(HNO3)：,氧化配位溶解(王水)：,碱溶（用NaOH或Na2S）,氧化碱溶：（Na2S2）,3.多硫化物,制备：现象：黄橙红红 x,性质：,遇酸不稳定,氧化性,还原性,SO2的性质：气体、无色，有强烈刺激性气味，易溶于水，溶于水后形成亚硫酸。,4.二氧化硫、亚硫酸及其盐,SO2的结构： S：sp2杂化， OSO=119.5， S-O键长143pm，,SO2是极性分子,H2SO3的性质：
12、,二元中强酸（只存在水溶液中）,氧化性,还原性,漂白-使品红褪色,强氧化性,与非金属反应：,与不活泼金属反应：,与活泼金属反应：,硫代硫酸(H2S2O3)：极不稳定，尚未制得纯品。硫代硫酸盐：Na2S2O35H2O，海波，大苏打。,硫代硫酸及其盐,6.硫的其他含氧酸及其盐,制备：,性质：易溶于水,水溶液呈弱碱性；遇酸分解：,还原性：,配位性：,思考题：,在往AgNO3溶液中滴加Na2S2O3溶液时，可观测到先生成白色沉淀，随后沉淀的颜色变深，最后变成黑色。如果往Na2S2O3溶液中滴加AgNO3溶液你能观测到什么现象？用化学方程式解释之。,2AgNO3+Na2S2O3=Ag2S2O3(白)+2NaNO3 Ag2S2O3+H2O=Ag2S(黑)+H2SO4,往往Na2S2O3溶液中滴加AgNO3溶液将得到无色透明的溶液 AgNO3+2Na2S2O3=Na3Ag(S2O3)2+ NaNO3,冷却发烟硫酸时，可以析出焦硫酸晶体,H2S2O7为无色晶体，吸水性、腐蚀性比H2SO4更强。,焦硫酸盐可作为溶剂,焦硫酸及其盐,过氧化氢：H-O-O-H,过二硫酸,过一硫酸,过硫酸及其盐,磺酸基,过二硫酸盐：,强氧化剂：,稳定性差：,连二亚硫酸：(H2S2O4),亚硫酸：,二元中强酸：,遇水分解：,连二亚硫酸盐：,保险粉,还原剂：,稳定性比相应的酸强：,作业：P548：2、8、9、15,
