化工四大化学(专业)氮族元素(课堂讲义).ppt

第十二章氮族、碳族和硼族元素
12. 1
氮族元素
0
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
He 氦
2
B 硼
C 碳
N 氮
O 氧
F ***
Ne 氖
3
Al 铝
Si 硅
P 磷
S 硫
Cl ***
Ar 氩
4
Ga 镓
Ge 锗
As ***
Se 硒
Br 溴
Kr 氪
5
In 铟
Sn 锡
Sb 锑
Te 碲
I 碘
Xe 氙
6
Tl ***
Pb 铅
Bi 铋
Po
At 砹
Rn 氡
此族元素称为氮族元素
氮族元素概述
ⅤA
氮(N)
磷(P)
***(As)
锑(Sb)
铋(Bi)
原子序数
7
15
33
51
83
价层电子构型
2s22p3
3s23p3
4s24p3
5s25p3
6s26p3
主要氧化数
-3、0
+1、+2
+3 、+4
-3 、0
+3、+5
-3 、0
+3、+5
(-3) 、0
+3、+5
(-3) 、0
+3、+5
原子半径/pm
70
110
121
141
155
离子
半径
r(M3-)/pm
171
212
222
245
213
r(M3+)/pm
16
44
58
76
103
r(M5+)/pm
13
38
46
60
76
I1/(kJ·mol-1)
1402
1012
947
834
703
电负性( )





p
主要以单质形式存在于大气中
是动、植物不可缺少的元素
主要矿石为硫化物矿,
如雄黄(As4S4)、雌黄(As2S3)
辉锑矿(Sb2S3)、辉铋矿(Bi2S3)
主要用于制造合金
以化合状态存在于自然界,
最重要的矿石是磷灰石。
是动植物不可缺少的元素。
有多种同素异形体
主要有白磷(或黄磷)、红磷和黑磷
熔点(271℃)、沸点(1740℃)相差较大
可做原子能反应堆中的
冷却剂
ⅤA
氮(N)
磷(P)
***(As)
锑(Sb)
铋(Bi)
原子序数
7
15
33
51
83
价层电子构型
2s22p3
3s23p3
4s24p3
5s25p3
6s26p3
主要氧化数
-3、0
+1、+2
+3 、+4
-3 、0
+3、+5
-3 、0
+3、+5
(-3) 、0
+3、+5
(-3) 、0
+3、+5
原子半径/pm
70
110
121
141
155
离子
半径
r(M3-)/pm
171
212
222
245
213
r(M3+)/pm
16
44
58
76
103
r(M5+)/pm
13
38
46
60
76
I1/(kJ·mol-1)
1402
1012
947
834
703
电负性( )





p
具有多种氧化数
+5 存在└含氧酸及其盐┘ MBiO3
+3 M3+盐└不存在┘└少量存在┘存在

氧化数为+3物质的稳定性增加
氧化数为+5物质的稳定性降低
此现象称为惰性电子对效应
ⅤA
氮(N)
磷(P)
***(As)
锑(Sb)
铋(Bi)
原子序数
7
15
33
51
83
价层电子构型
2s22p3
3s23p3
4s24p3
5s25p3
6s26p3
主要氧化数
-3、0
+1、+2
+3 、+4
-3 、0
+3、+5
-3 、0
+3、+5
(-3) 、0
+3、+5
(-3) 、0
+3、+5
原子半径/pm
70
110
121
141
155
离子
半径
r(M3-)/pm
171
212
222
245
213
r(M3+)/pm
16
44
58
76
103
r(M5+)/pm
13
38
46
60
76
I1/(kJ·mol-1)
1402
1012
947
834
703
电负性( )





p
金属性增加,非金属性降低
典型非金属准金属金属
双原子分子
具有特殊的稳定性。在常温下化
学性质很不活泼,表现出高的化
学惰性,常用作保护气体
氮气
性质
氮气的实验室制备
NH4Cl + NaNO2 → NH4NO2 + NaCl
NH4NO2 → N2↑+ 2H2O
氮气
氮气的制备
氮气的工业制备
液态空气分馏膜分离
N2 CO
分子结