【二氧化铅】又称棕色氧化铅。化学式PbO2,式量239.19,棕色细片粉末。密度9.375克/厘米3,难溶于水和乙醇。将二氧化铅加热,它会逐步转变为铅的低氧化态氧化物并放出氧
二氧化铅系两性氧化物,酸性比碱性强。跟强碱共热生成铅酸盐。有强氧化性。跟硫酸共热生成硫酸铅、氧气和水。跟盐酸共热,生成二氯化铅、氯气和水。跟硫、磷等可燃物混和研磨引起发火。用作分析试剂、氧化剂、媒染剂、蓄电池电极,还用于制火柴、染料等。用熔融的氯酸钾或硝酸盐氧化一氧化铅,或用次氯酸钠氧化亚铅酸盐可制得二氧化铅。
【四氧化三铅】俗称红丹或铅丹,红色氧化铅。化学式Pb3O4,式量685.57。橙红色晶体或粉末,密度9.1克/厘米3,不溶于水和醇。四氧化三铅中,有2/3的铅氧化数为 2,1/3的铅氧化数为 4,化学式可写作2PbO?PbO2。根据结构应属于铅酸二价铅盐(Pb2[PbO4])。在加热至500℃以上时分解为一氧化铅和氧气。不溶于水。可溶于热碱溶液中。有氧化性,跟盐酸反应放出氯气;跟硫酸反应放出氧气。可被稀硝酸分解,其中2/3的铅被酸溶解,生成硝酸铅(Ⅱ),其它为不溶的二氧化铅。一氧化铅有碱性,溶于稀硝酸,二氧化铅呈弱碱性,稍溶于酸。有毒。用于制铅玻璃、油漆、蓄电池、陶瓷、搪瓷。还用于制钢铁涂料。将一氧化铅粉末在空气中加热至450~500℃氧化制得。
【硝酸铅】化学式Pb(NO3)2,式量331.21。无色单斜或立方晶体。密度4.53克/厘米3。溶于水,微溶于醇。在470℃时分解为一氧化铅、二氧化氮和氧气。有强氧化性,与有机物接触、摩擦或撞击能引起燃烧或爆炸。有剧毒。用作氧化剂、媒染剂、照像增感剂、分析试剂、制版等。由铅跟硝酸反应制得。
【醋酸铅】亦称乙酸铅,俗称铅糖。无色晶体或白色粉末,化学式(CH3COO)2Pb?3H2O,式量379.33,密度2.55克/厘米3。75℃失去结晶水,无水物是白色粉末,密度3.25克/厘米3,熔点280℃。味甜,有毒!易溶于水和甘油,微溶于乙醇。具有醋酸气味。在空气中吸收二氧化碳后变为不溶性的碱式碳酸盐。在100℃时分解出乙酸,在200℃时完全分解。用作分析试剂、媒染剂、染发剂、医药、生物染色、有机合成,还用于制铬酸铅颜料等。由铅粒跟醋酸反应制得。
【硫化铅】化学式PbS,式量239.25,蓝色有金属光泽立方晶体或棕黑色粉末。密度7.5克/厘米3,熔点1114℃,在860℃时开始挥发,难溶于水和碱溶液。可溶于硝酸。在空气中灼烧,可生成一氧化铅和二氧化硫。自然界中主要矿石为方铅矿,是炼铅的原料。高纯度的硫化铅用作半导体。将硫化氢通入酸性硝酸铅溶液可制得。
【铬酸铅】俗名铬黄,化学式PbCrO4,式量323.18。黄色或橙黄色针状晶体或粉末,密度6.12克/厘米3,熔点844℃。难溶于水,溶于强碱溶液或硝酸。有毒。加热到熔点以上,缓慢分解放出氧气。用作分析试剂、氧化剂、黄色颜料。由铬酸钾溶液跟硝酸铅溶液反应制得。
【密陀僧】见一氧化铅条。
【黄丹】见一氧化铅条。
【红丹】见四氧化三铅条。
【铅丹】矿物名,主要成分是Pb3O4,红色粉末状块体。硬度2~3,密度4.6克/厘米3,常与方铅矿和白铅矿伴生。用于制红色颜料和铅玻璃。通常用的红丹即铅丹,大部分由人工制成。
【方铅矿】主要成分为PbS,常含银。等轴晶系,晶体形状多为立方体、有时为八面体。铅灰色,有金属光泽,立方体解理完全,硬度2~3,性脆,密度7.4~7.6克/厘米3。炼铅的主要矿石,由于常含银,又是炼银的主要矿石。
【锡石】矿物名。化学成分为SnO2,四方晶系,晶体一般为双锥状,双锥柱状,常具膝状双晶,集合体呈不规则颗粒。通常呈棕色至黑褐色,有金刚光泽。硬度6.0~7.0,密度6.8~7.0克/厘米3。是炼锡的主要原料。
【白铅矿】主要成分是PbCO3。正交晶系,晶形常呈假六方双锥形状,集合体为粒状或致密块状。白色微带浅灰。金刚光泽,硬度3.0~3.5,密度6.4~6.6克/厘米3。炼铅用矿石。
六、第V主族
【氮】元素符号N,原子序数7,原子量14.01,外围电子排布2s22p3,位于第二周期第VA族。共价半径74皮米,离子半径(N3-)171皮米,(N 5)13皮米,第一电离能1402千焦/摩尔,电负性3.0。氮气(N2)是无色、无嗅、无味气体,密度1.25克/升(气),0.8081克/厘米3(液),熔点-209.86℃,沸点为-195.8℃。氧化数有 1、 2、 3、 4、 5、-1、-2、-3。氮气分子中核间距离为109.5皮米,分子中含有一个σ键和两个π键,两个氮原子间形成三个共价键,每个氮原子的2s电子为孤电子对。氮气分子很稳定,分子的离解能为946千焦/摩尔,加热到3000℃也不分解,比其它双原子分子都稳定。所以氮在常温下不活动。难溶于水,常温下每一体积水大约溶0.02体积氮。在高温时氮气可跟许多金属、非金属锂、钙、镁、铍、锶、钡、铬、钛、硅、硼等形成氮化物;跟氧化合成一氧化氮;在适当温度和压强并有催化剂存在条件下,跟氢化合生成氨;当超过1800℃时,氮、碳与氢化合生成氰化氢。利用氮气的不活动性,用作充填灯泡、焊接金属的保护气,保存粮食,水果等农副产品。还用于制取氨、硝酸、氰氨化钙、氰化物、尿素等。液态氮用作低温致冷剂,15N常用作示踪同位素。地壳中含氮0.0046%(质量百分数),绝大部分以游离态形式存在于大气中(约占大气体积的78%)。化合态则以多种形式存在,并且是动植物体的蛋白质的重要组成元素。主要矿物是硝酸钠。1772年,英国的丹尼尔?卢瑟福从磷和空气作用后剩下的气体中发现了氮。工业上采用大规模蒸发液态空气方法大规模制取氮。实验室中将亚硝酸钠溶液慢慢加到热饱和氯化铵溶液中制取氮气。
将氨通过热氧化铜,可得纯净的氮
叠氮化钠热分解可制得光谱纯氮。
【液态氮】无色无臭的液体。熔点-209.8℃,沸点-195.8℃。密度0.808克/厘米3,临界温度-146.89℃,临界压力3287±2千帕(33.54±0.02大气压)。主要用于获得低温的冷冻剂,广泛应用于制备稀有气体,低温手术、半导体工业以及超导等科研中。
【一氧化氮】化学式NO,式量30,分子中含有sp杂化轨道形成的共价键,一个σ键,一个双电子π键,一个三电子π键。它是含有奇数价电子的分子。通常为无色气体、液态、固态时呈蓝色。固态时有微弱的很松弛的双聚体N2O3存在。密度1.34克/升(气),1.269克/厘米3(液),熔点-163.6℃,沸点-151℃。微溶于水,不与水反应。较易溶于乙醇。在1000℃以上时才被分解。常温下易跟氧化合生成二氧化氮。能跟氟、氯、溴等化合生成卤化亚硝酰,如:
2NO Cl2=2NOCl
由于分子中存在孤电子对,可以跟金属离子络合,如跟硫酸亚铁溶液形成棕色可溶性的硫酸亚硝基合铁(Ⅱ):
FeSO4 NO [Fe(NO)]SO4
高温时表现有氧化性。汽车尾气中含有此气,是大气的一种污染源。是工业制硝酸的中间产物。由铜跟稀硝酸反应或由氨催化氧化制得。
【一氧化二氮】俗称笑气。化学式N2O2,式量44.02。无色气体,有微甜气味和微甜味道。密度1.977克/升,熔点-90.8℃,沸点-88.5℃。溶于水和乙醇,但不与水反应。室温时不活动。加热至500℃以上分解为氮气和氧气。高温时跟碱金属及许多有机物反应。有麻醉作用,吸入极少量时刺激面神经使人发笑。用作外科或牙科的麻醉剂及食物溶胶。用硝酸铵在熔融状态下分解制得。
【二氧化氮】化学式NO2,式量46.01。红棕色气体,有刺激性气味。分子有顺磁性。密度为l.4494克/升,熔点-11.2℃,沸点21.2℃,有毒!二氧化氮可以互相化合生成无色的四氧化二氮气体,常温下两种气体共存处于平衡状态。低于0℃时几乎都以四氧化二氮存在,为无色晶体,有抗磁性。140℃以上时全部转为NO2,加热至150℃以上时分解为NO和O2。溶于水生成硝酸和一氧化氮(或硝酸和亚硝酸)
3NO2 H2O=WHNO3 NO
溶于碱溶液生成硝酸盐和亚硝酸盐
2NO2 2NaOH=NaNO3 NaNO2 H2O
溶于浓硝酸生成发烟硝酸。有强氧化性(比硝酸强),碳、硫、磷等可在二氧化氮中燃烧。可跟许多有机物发生剧烈反应。用作氧化剂、有机反应中的硝化剂,铅室法制硫酸用作催化剂。由铜跟浓硝酸反应制得。