Hóa học 11 - Chương 2 Nitơ photpho

1

Chương 2: NITƠ – PHOTPHO A. NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN § 9. KHÁI QUÁT VỀ NHÓM NITƠ I. VỊ TRÍ CỦA NHÓM NITƠ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN.

- Nhóm nitơ gồm các nguyên tố : nitơ (N), photpho (P), asen (As), antimon (Sb) và bitmut (Bi). Chúng đều thuộc các nguyên tố p. ( Nhóm VA).

II. TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM NITƠ.

1. Cấu hình electron nguyên tử.

- Trạng thái cơ bản, nguyên tử của các nguyên tố nhóm nitơ có 3 electron độc thân, do đó trong một số hợp chất chúng có hoá trị ba. Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử là ns2np3,

cã 5 electron.

  

ns2 np3

- Trạng thái kích thích đối với nguyên tử của các nguyên tố P, As, Sb và Bi, một electron trong cặp electron của phân lớp ns có thể chuyển sang obitan d trống của phân lớp nd.

Như vậy, ë trạng thái kích thích nguyên tử của các nguyên tố này có 5 electron độc thân và chúng có thể có hoá trị năm trong các hợp chất. 2. Sự biến đổi tính chất của các đơn chất.

a) Tính oxi hóa - khử. Số oxi hóa: Chung- Cao nhất + 5. Ngoài ra còn có – 3 và + 3. Từ N Bi tính oxi hóa giảm dần. Riêng nitơ: +1, +2, +4. b) Tính kim loại – phi kim. Từ N Bi - tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính kim loại tăng dần. (do r , I và ĐÂĐ). 3. Sự biến đổi tính chất của các hợp chất.

a) Hợp chất với hiđro. CTTQ: RH3 : NH3  BiH3: - Độ bền nhiệt giảm. dung dịch không có tính axit. b) Oxit và hiđroxit. CTTQ: Các oxit R2O3: độ bền tăng R2O5: độ bền giảm. Các hiđroxit: HNO3, H3PO4,… Từ N  Bi tính axit của các oxit và hiđroxit tương ứng giảm Đồng thời tính bazơ của chúng tăng. (As2O3 > Sb2O3 > Bi2O3) về tính axit lưỡng tính lưỡng tính oxit bazơ (As2O3 < Sb2O3 < Bi2O3) về tính bazơ. lưỡng tính lưỡng tính oxit bazơ § 10. NITƠ.

I. CẤU TẠO PHÂN TỬ.

II TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- ë điều kiện thường, nitơ là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí. - Hoá lỏng ë 196oC, hoá rắn ë 210oC. - Khí nitơ tan rất ít trong nước : ë 20oC, 1 lít nước hoà tan được 0,015 lít khí nitơ. - Nitơ không duy trì sự cháy và sự sống. III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC. - Phân tử nitơ rất bền. ë nhiệt độ thường, nitơ khá trơ về mặt hoá học. Vì có liên kết ba với năng



ThuVienDeThi.com

2

lượng liên kết lớn (ENN = 946 kJ/mol).

- ë nhiệt độ cao nitơ trở nên hoạt động hơn và có thể tác dụng với nhiều chất.

- Độ âm điện của nó chỉ nhỏ hơn độ âm điện của flo và oxi. - Tuỳ thuộc vào độ âm điện của chất phản ứng mà nitơ thể hiện tính oxi hoá hay tính khử. ( tính oxi hóa trội hơn). 1.Tính oxi hóa (số oxi hoá của nitơ giảm từ N0 N-3 )

a) Tác dụng với hiđro

(Trên 400oC, p cao , xt). ; H = -92 kJ

o o 3 t , P 2 2 3 xt N 3H 2 NH

   

khÝ amoniac. b) Tác dụng với kim loại

 ë nhiệt độ thường: (liti nitrua) 0

2 6Li N  

3

3 2Li N



 ë nhiệt độ cao: Nitơ tác dụng với một số kim loại như Ca, Mg, Al,...

3Mg + N2 Mg3N2 (magie nitrua) ot  2. Tính khử.

- Nhiệt độ khoảng 3000oC (hoặc nhiệt độ của lò hồ quang điện).

; H = +180 kJ 0

2 2 N O 

ot  

2 2 NO



Khí monooxit ( không màu, kém bền)

Dễ bị hóa nâu trong không khí , do phản ứng: 2

2 2NO O 

 

4

2 2NO



khí nitơ đioxit, màu nâu đỏ. - Các oxit không điều chế được trực tiếp từ oxi và nitơ như: N2O, N2O3, N2O5. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ. IV . 1. Trạng thái tự nhiên. (nitơ tồn tại ë dạng tự do và dạng hợp chất).

 ë dạng tự do, nitơ chiếm khoảng 80% thể tích của không khí. Nitơ thiên nhiên là hỗn

hợp của hai đồng vị : (99,63%) và (0,37%). 14

7N 15

7N

 ë dạng hợp chất, nitơ có nhiều trong khoáng vật natri nitrat (NaNO3) với tên gọi là diêm tiêu natri. Nitơ còn có trong thành phần của protein, axit nucleic,... và nhiều hợp chất hữu cơ thiên nhiên. 2. Điều chế.

a) Trong công nghiệp. - Sản xuất bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng. - Sau khi đã loại bỏ CO2 và hơi nước, không khí được hoá lỏng dưới áp suất cao và nhiệt độ thấp. Nâng dần nhiệt độ, đến 196oC thì nitơ sôi và được tách khỏi oxi lỏng vì oxi có nhiệt độ sôi cao hơn (183oC). Khí nitơ được vận chuyển trong các bình thép, nén dưới áp suất …