文档介绍：关于氮族元素无机化学
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14 - 1 氮族元素的通性
元素符号
N
P
As
Sb
Bi
价层电子
构型
2s22p3
3s23p3
4s24p3
5s25p3
6s26p3
电负性
性 质
非金属
非金属
准金属
金属
金属
氧化值
-3～+5
-3,
+1,
+3,+5
-3,
+3,+5
(-3),
+3,+5
+3,(+5)
从N→Bi +3氧化态稳定性↑+5氧化态稳定性↓
最大配
位数
4
6
6
6
6
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氧化数：
Bi常显示+3氧化数。
价层的6s2这一电子对稳定性大，称为惰性
电子对。+5氧化态的化合物会显示强氧化性。
“惰性电子对效应”也存在于ⅢA 、ⅣA族元素中。
成键特征：
半充满的p轨道，易形成共价键。
N 、P、As三元素与其他元素成键时以共价为
特征，但N 、P电负性较大，与活泼金属也形成N-3 、
P-3的离子化合物，N-3 、P-3的离子化合物仅存在于
干态，溶液强烈水解，形成NH3 、PH3。
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1、N2 分子的结构
（1） N N 键长 pm
一个 键 px-px ；两个 键 ，py-py 和 pz-pz，
相互垂直
14 - 2 氮和它的化合物
一、氮（N2）
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（2） 分子轨道式
[KK(σ2s)2(σ*2s)2 (π2Py)2 (π2Pz)2 (σ2Px)2]
键级为 3，分解 N2 能量 kJ·mol-1
对比氧分子的分子轨道：
[KK(σ2s)2(σ*2s)2 (σ2Px)2 (π)2(π)2(π*2Py )1 (π*2Pz )1]
氮原子的 2s 和 2p 轨道能量比较接近，形成分子时，2s 和 2p 轨道相互作用使σ轨道能量比π 和π 高 。
2py
2pz
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2、N2 的化学性质
与非金属反应： B、Si
与氢气反应： N2 + 3 H2 2 NH3
高温高压
催 化 剂
与氧气反应： N2 + O2 2 NO
放 电
与金属反应： 6 Li + N2 2 Li3N （IA 族）
3 Ca + N2 ＝ Ca3N2 （IIA 族）
250℃
△
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3、N2 制备
（1） 工业制备 液体空气分馏出水和氧气
150×105 Pa 左右压强下钢瓶运输和使用
（2） 实验室制备
NH4Cl + NaNO2 ＝ NaCl + 2 H2O + N2↑
(NH4)2Cr2O7(s) N2↑ + Cr2O3 + 4H2O
8 NH3 + 3 Br2(aq) ＝ N2↑ + 6 NH4Br
2 NH3 + 3 CuO N2↑ + 3 H2O + 3 Cu
加热
加热
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4、氮的成键特征
(1) 离子键 同电负性较小的金属 Li，Ca，Mg 等
形成二元氮化物
(2)共价键 同非金属形成化合物时，总是以共价键
同其它原子相结合。
大 键 杂化的2p轨道的电子对可以参与成大
键参与形成大键的几个原子尽可能共
平面电子不再限定于某个原子的轨道中运动.
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大 键
NO2 分子的轨道杂化和成键示意图
(3) 配位键 氮的化合物，作为电子对给予体向金属
离子配位或 N2 分子的孤电子对也可以向金属离子配位。
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二、 氮的氢化物
（一）氨
1 氨的制备
工业制备： N2 + 3H2 = 2NH3
300×105~700×105 Pa，约400~450 ℃
实验室制备:
2 NH4C