一、内容提要

  氮族元素、氮气、氮的氧化物、氨、铵盐、磷、膦、磷的氧化物及磷酸

  二、知识框架

  1.关于氮族元素

  氮(7N)位于元素周期表第2周期,第VA族。初学者往往把N放在第1周期,易出记忆性错误。其它元素原子序数记忆方法是:在上周期同族元素原子序数上加上下周期中元素种类数即可。例如磷(15P),砷的原子序数=15+18(第4周期有18种元素)=33。依次类推:锑(33+18=51 51Sb)铋(51+32=83 83Bi)。

  N、P、As属于非金属元素,其中As位于金属于非金属分界上之上,是两性元素偏于非金属。Sb位于分界线之下,属两性元素偏于金属。认识这个知识点,对化合价的认识,非金属有负价和正价,金属均为正价;对熔点、沸点的认识,非金属随核电荷的升高,熔沸点升高(与卤素族变化规律相同),而金属元素随核电荷数升高,熔沸点降低(同碱金属族变化相同)都有益。

  简述介绍下砷:砷在自然界含量不大,有时以游离态存在,但主要以硫化物矿存在。例如雄黄(As4S4)、雌黄(As2S3)等。As2O3是砷的重要化合物,俗称砒霜,是剧毒的白色粉状固体,致死量为0.1克。As2O3中毒时,可服用新制的Fe(OH)2(把MgO加入到FeSO4溶液中强烈摇动制得)悬浮液来解毒。As2O3是两性偏酸性氧化物,因此它易溶于碱生成亚砷酸盐。

  As2O3+6NaOH=2Na2AsO3+3H2O

  As2O3+6HCl=2AsCl3+3H2O

  2.关于氮气:

  空气中含N278%(体积),按质量计算约75%

  (1)氮气有关知识

  由于N2键能大,N2参加反应必须在特定的条件下。比例N2+O2=2NO,N2+3H2=2NH3,N2+3Mg= Mg3N2

  (2)氮元素正化合价及氧化物

  3.关于NO和NO2

  一氧化氮和二氧化氮是氮的氧化物中最重要的两个氧化物,它们的分子中具有奇数价电子的分子,称奇分子。

  (1)实验室制法及性质

  3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O

  NO近似不溶于水,不与水反应。NO极易被O2氧化(2NO+O2=2NO2),所以只用排水取气法收集NO。

  NO是空气的污染物,它使人和动物中毒,中毒的原因是,NO与血红蛋白结合,使血携氧能力降低,造成组织缺氧,脑缺氧,心脏缺氧危及生命。

  Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O NO2溶于水,而且跟水发生歧化反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,所以NO2只能用向上排空气法收集。

  NO2是有刺激性气味有毒的气体,它使人中毒的原因是:刺激呼吸器官,引起肺部病变,使人生病甚至死亡。

  -9°C~140°C NO2是红棕色气体,在低温时易聚合成二聚体N2O4

  N24—>2NO2,温度在140度以上N2O4全部成变NO2,超过140度,NO2发生分解2NO2—>2NO+O2

  (2)自然界中氮的循环

  氮分子键能大,一般条件下不参加反应,但给它足够能量,比如高温、高压,放电条件下,N2也能参加反应。在氮族元素这章开篇,第一个内容就是一副图,图的内容是大气中氮参与的自然循环。自然现象中的雷电,使,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,HNO3在土址中形成硝酸盐,被植物吸收,生成蛋白质,动物食用蛋白质,给动物以活力,动物死了,植物、动物遗体腐烂,被微生物分解,又生成N2,回归自然,周而复始,大气中的N2含量基本不变。

  (3)关于光化学污染

  大气中NOx浓度达一定程度时,如果还有碳氢化合物,硫氧化合物等存在,受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物——光化学烟雾。在复杂的光化学反应中,主要生成光化学氧化剂(O3)及其他复杂的化合物,统称为光化学烟雾。