р -елементи VА групи. Нітроген та його сполуки Фосфор та його сполуки

р-элементы VА группы. Азот и его соединения. Фосфор и его соединения. р-элементы VА группы. Одгруппа Арсена (Арсен, Стибий, Бисмут)

р-елементи VА групи. Нітроген та його сполукиФосфор та його сполуки

Загальна характеристика елементів VА групи. Нітроген, Фосфор, Арсен в організмі, їх біологічна роль, знаходження в природі та організмі.

Нітроген. Загальна характеристика. Сполуки з різними значеннями ступенів окиснення. Азот як проста речовина. Причини малої хімічної активності. Молекула азоту як ліганд. Сполуки з від’ємним ступенем окиснення. Нітриди. Амоніак, кислотно-основна та окисно-відновна характеристика, реакції заміщення. Похідні амоніаку. Аміди, Амоніакати. Йон амонію та його солі, кислотно-основні властивості, термічне розкладання. Гідразин та гідроксиламін. Кислотно-основна та окисно-відновна характеристики. Азотистоводнева кислота, азиди, їх стійкість.

Сполуки Нітрогену з додатним ступенем окиснення. Оксиди Нітрогену. Будова молекул і природа зв’язку. Способи одержання. Кислотно-основні та окисно-відновні властивості. Нітритна кислота та нітрити, їх властивості. Нітратна кислота та нітрати, кислотно-основна та окисно-відновна характеристика. Термічна стійкість, застосування. «Царська вода». Механізм токсичної дії оксидів Нітрогену та нітратів.

Фосфор. Загальна характеристика. Алотропні видозміни Фосфору, їх хімічна активність. Фосфіди, фосфін, порівняння їх з відповідними сполуками Нітрогену.

Сполуки Фосфору з позитивним значенням ступеня окиснення. Галогеніди, їх гідроліз. Оксиди, стереохімія і природа зв’язку, взаємодія з водою і спиртами. Фосфатна(І) і фосфатна(ІІІ) кислоти, будова молекул, кислотно-основні та окисно-відновні властивості. Ортофосфатна кислота та її йони; дигідрогенфосфати, гідрогенфосфати і фосфати, їх кислотно-основні властивості. Дифосфатна кислота. Ізополі- і гетерополіфосфатні кислоти. Метафосфатна кислота, порівняння її з нітратною кислотою. Якісна реакція на фосфат-іон. Біологічна роль Фосфору та його сполук.

Название (протонное

число)

Эл. конф Ат.радиус, 10–10м

,

г/см3

tпл.0С tкип.

0С ЕН ПІ1,

еВ

С.о.

N (7) [He] 2s22p3

0,075 -210 -196 3,0 14,53

-3, -2, -1, +1,+2, +3, +4,

+5

Р (15) [Ne] 3s23p3

0,110 1,83 44 (белый

)

280 2,1 10,48

-3, +1, +3, +5

As (33) [Ar] 3d10 4s24p3

0,121 5,7 817 2,0 9,81 -3, +3, +5

Sb (51) [Kr] 4d10 5s2 5p3

0,141 6,68 630,7 1750 1,9 8,64 -3, +3, +4, +5

Ві (83) [Xe]4f14

5d106s2

6p3

0,152 9,78 271,3 1560 1,9 7,29 +3, +5

2s2p

N

Электронная формула валентной оболочки азота

2s22p3

2s2p

N

N2s

2p

Образование молекулы азота

N N

Тройная связь в молекуле азота

x*

yz* *

yzзвзв

звx

2p 2p

зв

*

s

s

2s2s

E N NN2

Степени окисления азота

0

N2

1+

N2O

3+

NO

2+

HNO3

4+ 5+

HNO2 NO2

3-

NH3

7N1s2 2s2 2p3

Степени окисления

Степень окисления

–3 –2 –1 0

Соединения NH3, Mg3N2 N2H4 NH2OH N2


+1 +2 +3 +4 +5

Соединения N2O NO N2O3,

HNO2

NaNO2

NO2, N2O4 N2O5,

HNO3

C2N2C2N2

P3N5P3N5

не реагируетне реагирует NO(t=12000)

NO(t=12000)

NF3NF3

NH3NH3

Me3N

Ме3N2

МеxNу*

Me3N

Ме3N2

МеxNу*

N2N2

МеН2

Hal2

O2S

P

C t

t

t

t t

t

t

электрический разряд

Круговорот азота в природе

4N2 + O2 + C 4N2 + CO2 (4N2 + O2 – повітря) 4N2 + O2 + 2Cu 4N2 + 2CuO

NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O NH3 + HNO2 NH4NO2 N2 + 2H2O

2NH3 + 3Cl2 N2 + 6HCl

получение N2

Химические свойстваN2 + O2 2NO

N2 + 3H2 2NH3

N2 + 2C C2N2 (электричесеий разряд)N2 + 3F2 2NF3 (электрический разряд)

N2 взаимодействие с карбидами:СaC2 + N2 CaCN2 (t=300-3500C)Азот взаимодействует с гидридами:

N2 + 3LiH Li3N + NH3

Соединения N–3 (нитриды, аммиак и аммиды)

Добування6Li + N2 2Li3NN2 + Al 2AlN (t=800-12000C)

3Mg + N2 = Mg3N2

2B + N2 = 2BN3H2 + N2 = 2NH3.Li3N + 3HOH = 3LiOH + NH3

Аммиак Пространственное строение молекулы можно объяснить наличием пары электронов:

H

HH

N.. H+ N

H

H

H

H

+

NH3 + Н2O NH4OH NH4+ + OH–

5

23

4 108,1][

]][[

OHNH

OHNHK

NH3 + HCl = NH4ClNH3 + HClO4 = NH4ClO4

NH3 + H2SO4 NH4HSO4

2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4

NH3 + H2CO3 NH4HCO3

NH4HCO3 + NH3 (NH4)2CO3

NH3 + 3/2O2 1/2N2 + 3/2H2O

2NH3 + 5/2O2 2NO + 3/2H2O (Pt – каталлизатор)

2NH3 + 2O2 NH4NO3 + H2O

3CuO + 2NH3 3Cu + 3H2O + N2

2NH3 + 3Cl2 N2 + 6HCl

2NH3 + 3Br2 N2 + 6HBr

6NH4NO3 + 3MnO2 3Mn(NO3)2 + N2 + 4NH3 + 6H2O (t<1750C)

N2 + 3H2 = 2NH3

Са + 2C = CаC2; CаC2 + N2 = CаCN2 + C;CаCN2 + 3H2O = 2NH3 + CаCO3

NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2

(NH4)2CO3 2NH3 + H2O + CO2

(NH4)2HPO4 2NH3 + H3PO4 (t, 0C)

(NH4)H2PO4 NH3 + H2O + HPO4

3(NH4)2SO4 N2 + 3SO2 + 6H2O + 4NH3

NH4NO3 N2O + 2H2O

NH4NO2 N2 + 2H2O

(NH4)2Cr2O7 N2 + Cr2O3 + 4H2O (“вулканічний попіл”)

NaOHOHNHHNaNO концHNOZn 23

03 28 )(3

NH4Cl + NaOH(насыщ., гор.) NaCl + NH3 + H2O

Гидразин N2H4 (NH2–NH2)

2NH3 + NaOCl N2H4 + NaCl + H2O

N2 + 2H2 N2H4; ΔH0=12 ккал/моль

N2H4 + O2 N2 + 2H2O; ΔH0 = –148.6 ккал/моль N2H4 + H+ NH3

+NH2 6N2H4 + 4KJO3 6N2 + 4KJ + 12H2O

Гидроксиламмин NH2OH

HNO3 + 6e + 6H+ NH2OH + 2H2O

3 NH2OH NH3 + N2 + 3H2O

2NH2OH + J2 + 2KOH N2 + 2KJ + 4H2O

Соеединение N2O NO N2O3

Цвет, агрегатное состояние

Бесцветный сладкий газ

Бесцветный газ Голубая неустойчивая

жидкость


+1 +2 +3

Характерные реакции

NH4NO3

N2O + 2H2O

2N2O 2N2 +

O2 + 39

ккал/моль

N2 + O2 2NO –

43.2ккал/моль

3NO N2O + NO2

NO + 1/2O2 NO2

NO + FeSO4 [Fe(NO)]SO4

N2O3 + 2NaOH

2NaNO2 +

H2O

Соединение NO2 N2O5


Бурая жидкость Белое, кристаллическое, гигроскопическое

веществоСтепень окисления +4 +5

Расстворимость в Н2О 2NO2 + H2O HNO3 +

HNO2

N2O5 + H2O

2HNO3

Характер соединения Полярное соединение твердое N2O5 –

ионное соединение NO2

+NO3–

Характерні реакції 2NO2 + H2O HNO3 +

HNO2 (в холодній

воді)

3NO2 + H2O 2HNO3

+ NO (в гарячій воді)

HNO3 N2O5 +

H2O

N2O5 2NO2 +

1/2О2

соединение HNO3 HNO2

Название Нитратная кислота Нитритная кислота


азота

+5 +3


Бесцветная жидкость

Синий раствор в

Н2О

Расстворимость в Н2О

Хорошо растворима

Хорошо растворима

HNO3

NO2NO

N2O3N2ON2

NH4NO3

-3 0 +1 +2 +3 +4 +5

NH3 N2 N2O NO N2O3 NO2HNO3


(концентрированная)

-3 0 +1 +2 +3 +4 +5

NH3 N2 N2O NO N2O3 NO2HNO3


(розведенная)

Малоактивныеметаллы

Активные металлы

Щелочные и щелочно-земельные металлы

Малоактивные металлы

Активные металлы

Щелочные и щелочно-земельные металлы

2HNO3 + 6HCl 3Cl2 + 2NO + 4H2OAu + 4HCl + HNO3 = H[AuCl4] + NO + 2H2O

3Si + 18HF + 4HNO3 = 3H2[SiF6] + 4NO + 8H2OW + 8HF + 2HNO3 = H2[WF8] + 2NO + 4H2O

4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O

HNO3 + H2SO4 NO2+ + HSO4

– + H2O нитрирущая смесь

HNO3 + KOH KNO3 + H2O

8HNO3 + 3Cu 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

4HNO3 + C CO2 + 4NO2 + 2H2O + Q

4Sn + 10HNO3 4Sn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

NO2(OH) – HNO3 – нитратная PO(OH)3 – H3PO4 – ортофосфатная AsO(OH)3 – H3AsO4 – арсенатная

H[Sb(OH)6] – стибиатнаяBi2O5 H2O – бисмутатная

ФОСФОР

15P

1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

3d0

E

P*

1s2 2s2 2p6 3s1 3p3

3d1

Получение Р2Ca3(PO4)2+10C+ 6SiO2 = 6CaSiO3 + 10CO + P4

І ст:Ca3(PO4)2 + 3SiO2 3CaSiO3 + P2O5

ІІ ст:2P2O5 + 10C P4 + 10CO

Р–3

PH3, Ca3P2 Р2+ P2J4

Р–2 P2H4 Р3+ P4O6, H3PO3, PF3

Р0 P4 Р5+ P4O10, H3PO4,

Р1+ H3PO2 (aq),

H2PO2–(aq)

H2PO4–(aq), PF5,

PCl5, POCl3

33As

1s22s2 2p6

3s2 3p6 3d104s2

4p3

Свойства As, Sb, Bi1. Горение на воздухе 2As + 3O2 = 2As2O3 (Bi)

2Sb + 2O2 = Sb2O4 2. Реакции с кослотами окислителями

As + 5HNO3 (конц) = H3AsO4 + 5NO2 + H2O (Sb)Bi + 4HNO3 = Bi(NO3)3 + NO + 2H2O

Sb2O3 + 6H+ + 6e 2Sb + 3H2O (E0=0.152 B).2Sb + 6H2SO4 Sb2(SO4)3 + 3SO2 + H2O

3Sb + 5HNO3 (розв.) = 3HSbO3 + 5NO + H2O або Sb + 5HNO3 (конц.) H3SbO4 + 5NO2 + H2O

Bi + 4HNO3 = Bi(NO3)3 + NO + 2H2O3. Реакції з галогенами 2As + 5F2 = 2AsF5 (Sb)

2Bi + 3Cl2 = BiCl3

4. Реакція Марша 2As+5NaOCl+6NaOH=2Na3AsO4+5NaCl+3H2O (лише As)

Bi(NO3)3 + 3KOH =Bi(OH)3 + 3KNO3,Bi2O3 + 3H2SO4 = Bi2(SO4)3 + 3H2OBi(NO3)3 + H2O BiOH(NO3)2 + HNO3,Bi(OH)(NO3)2 + H2O Bi(OH)2NO3 + HNO3.Bi(OH)2NO3 BiONO3 + H2O

Арсенатная кислота H3AsO4 As2O3 + 2HNO3 + 2H2O 2H3AsO4 + NO2 + NO.

Na3AsO4 + 2KJ + 2HCl = J2 + 2KCl + Na3AsO3 + H2O10KBiO3 + 4MnSO4 + 16H2SO4 = 4HМnO4 + 5Bi2(SO4)3 + 5K2SO4 +

14H2OSb2O5 + 10HCl = 2SbCl3 + 2Cl2 + 5H2O

Бисмута нитрат (Bismuthi subnitras)

,, Bi

O

OH

Bi

NO3

OBi

NO3

OH

OH

Bi

OH

NO3

OBiO,

Получение Bi2O3 + 3C 2Bi + 3CO

Bi + 4HNO3 Bi(NO3)3 + NO + 2H2O

B i

N O 3

N O 3

N O 3

B i

N O 3

N O 3

O H

B i

O

N O 3

+ H O HH N O 3 H N O 3

_ _

р -елементи VА групи. Нітроген та його сполуки Фосфор та його сполуки

Documents