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氮族

氮族(the Nitrogen group)是元素周期表上的第VA族(IUPAC第15族),包括氮(N、nitrogen)、磷(P、phosphorus)、砷(As、arsenic)、锑(Sb、antimony)、 铋(Bi、bismuth)等。氮族元素的许多单质和化合物和我们息息相关。

氮族(the Nitrogen group)是元素周期表上的第VA族(IUPAC第15族),位于碳族和氧族之间。氮族元素包括(N、nitrogen)、(P、phosphorus)、(As、arsenic)、(Sb、antimony)、(Bi、bismuth)。其中,氮和是非金属;是准金属;是金属。

氮气的发现是在研究空气的组成过程中完成的。1772年,卢瑟福在论文中描述了一种不能维持生命,不能被石灰水吸收,不能燃烧的浊气。与其同时,许多其他的化学家用不同的方法得到了氮气。绝大部分氮以单质的形式存在,少量的氮以铵盐,硝酸盐的形式存在于土壤中。

17世纪,德国商人布兰德将沙子木炭等混合蒸馏加热,偶然得到了能在黑暗中发光的物质。这就是磷。自然界不存在单质磷,总是以磷酸盐的形式存在。

砷和锑都是中国古代书籍就有记载的元素。曾经,砷被作为一种贵重药物,又有毒性。砷主要以硫化物和氧化物的形式存在;锑曾在1753年被化学家弗拉明证明是一种元素。锑主要以硫化物矿的形式存在。

氮族元素的价电子层结构是

氮族元素的常见氧化态有:-3、+3和+5。除此之外,磷还有-2和+1的氧化态,而氮的氧化态则从-3到+5都有。

除了氮以外,其他氮族元素都有空的d轨道可以参与成键,所以氮的最高配位数是4,其他元素最高的配位数是6。

氮的单质是氮气,磷的常见单质有白磷红磷

氮气常温下是气体,其余元素单质是固体。氮气是空气的重要组成部分,体积分数约为79-;白磷在空气中会自燃,有剧毒.(致死量0.1g,与氰化钾相同,但容易被忽视。)

氮的非金属性很强,但氮气的氧化性却不强,是因为氮气分子中存在键能较高的N≡N三键的缘故。

氮族元素的氢化物

氮族元素氢化物溶于水时常常水合,不仅不像氧族卤素一样形成无氧酸溶液,反而生成弱碱。但是在液态时由于自偶电离亦可成为酸。

由于存在孤对电子,氮族元素氢化物很容易因为X→H配位键形成

磷化氢

物理性质: 无色气体。纯时几乎无味,但工业品有腐鱼样臭味。分子式H3-P。分子量34。相对密度 1.17。熔点 -133℃。沸点 -87.7℃。自燃点 100~150℃。蒸气压 20 atm(-3℃)。微溶于水(20℃时,能溶解 0.26 体积磷化氢)。

化学性质: 磷化氢是一个比氨还要弱的多碱,它与识配的卤化氢作用可生成卤化磷,磷化氢是比氨还要强的还原剂,在空气中容易燃烧,与氧发生爆炸反应.与空气混合物爆炸下限 1.79-(26 g/m3)空气中含痕量P2H4可自燃; 浓度达到一定程度时可发生爆炸。能与氧气、卤素发生剧烈化合反应。通过灼热金属块生成磷化物,放出氢气。还能与铜、银、金及他们的盐类反应。 在约357°C下,磷化氢开始分解,生成磷和氢.磷化氢可与氯发生自发反应.

用途:可用于n-型半导体的掺杂剂,加加聚反应的引发剂,缩聚反应的催化剂,也可用于有机合成.

砷化氢

应用:医学上鉴定砷的“马氏试砷法”的根据。检验方法是用Zn、盐酸和试样混在一起,将生成的气体导入热玻璃管,若试样中有砷的化合物存在,就会生成

氮族元素常见的氧化物

y氧化二氮俗称笑气;NO、

硝酸,属于强酸;磷酸,属于中强酸;砷酸两性氢氧化物,而

硝酸是国民工业“三大强酸”之一,是比较理想的氧化性酸和硝化剂;磷酸是可乐的成分;硝酸盐是常用氧化剂和氮肥;磷酸盐是常用磷肥;K[Sb(OH)6]是实验室中检验钠离子的试剂;亚硝酸钠在食品工业中作为腊肉、香肠的增色剂,会致癌;高铋酸盐是强氧化剂。

氮和磷都是有机物中的常见原子。

含氮的氨基酸蛋白质的组成部分,含氮、磷的核苷酸核酸的组成部分,二者都是生物体所必需的元素,因此农业上常施氮肥和磷肥。

第一电离能

kJ/mol

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