無(wú)機(jī)--氮元素.ppt

1、氮元素,關(guān)于氮元素,相對(duì)原子量為14.006747。元素名來(lái)源于希臘文，原意是“硝石”。1772年由瑞典藥劑師舍勒和英國(guó)化學(xué)家盧瑟福同時(shí)發(fā)現(xiàn)，后由法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫確定是一種元素。氮1在地殼中的含量為0.0046%，自然界絕大部分的氮是以單質(zhì)分子氮?dú)獾男问酱嬖谟诖髿庵?，氮?dú)庹伎諝怏w積的78%。氮的最重要的礦物是硝酸鹽。氮有兩種天然同位素：氮14和氮15，其中氮14的豐度為99.625%。,元素類型：非金屬元素 元素原子量： 質(zhì)子數(shù)： 中子數(shù)： 原子序數(shù)： 所屬周期： 所屬族數(shù)： 電子層分布：LK 氮?dú)鉃闊o(wú)色、無(wú)味的氣體，熔點(diǎn)-209.86C，沸點(diǎn)-195.8C，氣體密度1.25046克/升，臨界

2、溫度-146.95C，臨界壓力33.54大氣壓。,下面讓我們來(lái)講一下單的結(jié)構(gòu)特征,一. 原子結(jié)構(gòu) 二、成鍵特征 1.形成離子鍵 ( N3- ) 2.形成共價(jià)鍵 (1)三個(gè)共價(jià)單鍵 ( NH3 NF3 NCl3 ) (2)一個(gè)共價(jià)雙鍵和一個(gè)共價(jià)單鍵 ( Cl-N=O角形 ) (3)一個(gè)共價(jià)三鍵 (:NN: :CN:-) (4)+5氧化態(tài) ( NO3- HNO3 NF4+ FNO2 ) 3.形成配位鍵 Cu(NH3)4)2+、Os(NH3)5(N2)2+,1、分子結(jié)構(gòu),氮分子的分子軌道式為： KK( 2s)2(*2s)2(2py)2( 2pz)2(2px)2， 由于氮原子的2s和2p軌道能量比較接

3、近，在形成分子時(shí)， 2s和2p軌道相互作用，影響了軌道的能量，因此強(qiáng)成鍵的( 2s)2，(2py)2和( 2pz)2構(gòu)成了N2分子中的三重鍵，弱成鍵(2px)2和弱反鍵(*2s)2近似抵消，它們相當(dāng)于孤電子對(duì),( 2p)2是N2分子中填有電子的最高能級(jí)，它的電子云大部分集中在分子的兩端。由于N2分子具有3個(gè)強(qiáng)的成鍵軌道，所以它具有很大的穩(wěn)定性，將它分解為原子需要吸收941.69 kJmol-1的能量。 N2分子是已知的雙原子分子中最穩(wěn)定的。,所以氮分子是已知的雙原子分子中最穩(wěn)定的,化學(xué)性質(zhì) （1）與氫氣化合在高溫高壓并有催化劑存在的條件下，氮?dú)饪梢院蜌錃夥磻?yīng)生成氨： N2 + 3H2 = 2N

4、H3,（2）與氧氣化合氮?dú)庠诜烹姉l件下也可以直接和氧 氣合成一氧化氮： 放電 N2 + O2 - 2NO,4.制備,(1)空氣分餾 (2) 實(shí)驗(yàn)室 NH4NO2 (aq)=N2 +2H2O NH4Cl (飽和) +NaNO2 (飽和)=NaCl+2H2O+N2 (NH4)2Cr2O7(s)=N2 +Cr2O3+4H2O 8NH3+3Br2 (aq ) =N2 +NH4Br 2NH3+CuO(s) =N2 +3H2O +3Cu,氮化物,一、類型,1、鹽型：Li3N、M3N2(M=Mg、Ca、Sr、Ba) 2、共價(jià)型：(CN)2、P3N5、As4N4、S2N2、S4N4 3、金屬型：MN、M2N、

5、M4N(M=Ti、V、 Cr、Fe、Th、U等 4、金剛型：HN(M=B、Al、Ga、In、Tl),1-4 氮的氫化物,一、氨及銨鹽,NH3、 N2H4、N2H2、N4H4、 NH2OH、HN3、NH4N3、N2H5N3,像水一樣，純液氨也是電的不良導(dǎo)體，但卻有微弱的電離作用： NH3(l) + NH3(l) NH4+ + NH2- 酸堿體系 NH4NO3 + KNH2 KNO3 + 2NH3 酸 堿 鹽 溶劑,1、 液氨 1）自偶電離,2）堿金屬的液氨溶液,金屬溶于液氨溶液發(fā)生如下反應(yīng)： Na=Na+e- Na+xNH3 Na(NH3)x + e- +yNH3 e(NH3)y-,特點(diǎn)： a.

6、深藍(lán)色的溶液； b.強(qiáng)導(dǎo)電性； c.還原性； d.蒸干即得原金屬； e.放置緩慢分解，放出氫氣，藍(lán)色慢慢褪去。,1）加合反應(yīng)：又叫做氨合反應(yīng)如Ag(NH3)2+，Cu(NH3)42+，Cr(NH3)63+，Pt(NH3)42+等。,2、氨的化學(xué)性質(zhì),2）取代反應(yīng),從兩方面來(lái)考慮: 一方面把NH3看作是一種三元酸，其中的氫依次被取代，生成氨基、亞氨基和氮化物。,3）氧化反應(yīng),NH3分子和NH4+離子中的N的氧化數(shù)為-3，因此它們?cè)谝欢l件下只能有失去電子的傾向而顯還原性。,由于我們和氮元素有太多不得不說(shuō)的話，而且氮元素實(shí)在太熱情了，所以我們不得不介紹一下別的，如生物固氮,生物固氮是指固氮微生物將

7、大氣中的氮?dú)膺€原成氨的過(guò)程。,自生固氮 自生固氮微生物在土壤或培養(yǎng)基中生活時(shí)，可以自行固定空氣中的分子態(tài)氮，對(duì)植物沒(méi)有依存關(guān)系。常見(jiàn)的自生固氮微生物包括以圓褐固氮菌為代表的好氧性自生固氮菌、以梭菌為代表的厭氧性自生固氮菌，以及以魚(yú)腥藻、念珠藻和顫藻為代表的具有異形胞的固氮藍(lán)藻（異形胞內(nèi)含有固氮酶，可以進(jìn)行生物固氮,共生固氮 共生固氮微生物只有和植物互利共生時(shí)，才能固定空氣中的分子態(tài)氮。共生固氮微生物可以分為兩類：一類是與豆科植物互利共生的根瘤菌，以及與榿木屬、楊梅屬和沙棘屬等非豆科植物共生的弗蘭克氏放線菌；另一類是與紅萍（又叫做滿江紅）等水生蕨類植物或羅漢松等裸子植物共生的藍(lán)藻。由藍(lán)藻和某些真菌形成的地衣也屬于這一類。,聯(lián)合固氮 有些固氮微生物如固氮螺菌、雀稗固氮菌等，能夠生活在玉米、