§14、2 氮族元素
14、2、1 元素的基本性质
氮族元素包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)五种元素。随着原子半径的递增，电负性递减，从非金属元素N和P到准金属元素As和Sb，Bi为金属元素。
氮族元素的价电子构型为ns 2 np 3与氧族、卤素比较，它们若要获得三个电子而形成-3价的离子是较困难的。仅电负性较大的N和P可与碱金属或碱土金属形成极少数离子型固态化合物，如Li3N，Mg3N2，Na3P，Mg3N2，Ca3P2等。由于N3-、P3-离子半径大容易变型，N3--和P3-只能存在于干态，遇水强烈水解生成NH3和PH3如：
Mg3N2 6H2O===3Mg(OH)2 3NH3
Na3P 3H2O===3NaOH 3PH3
氮族元素形成的化合物大多数是共价化合物。
J 形成三个共价单键，如NH3，N为sp3杂化
J 形成一个共价双键和一个共价单键，如–N=O， N为sp2杂化
J 形成一个共价叁键，如N2、CN¯， N为sp杂化
J N原子还可以有氧化数为 5的氧化态，如 NO3¯
形成一3氧化数的趋势从N到Sb降低，Bi不形成一3氧化数的稳定化合物。在氢化物中除NH3外，其余元素氢化物都不稳定。N，P氧化数为 5的化合物比十3的化合物稳定。As和Sb常见氧化数为 3和 5，Bi氧化数主要是 3。
N 与同族其他元素性质的差异：
1. N-N 单键键能反常地比P-P 单键小。
2. N=N 和N ≡N 的键能又比其他元素的大。
3. N 的最大配位数为4 ，而P 、As 可达到5 或6 。
4. N 有形成氢键的倾向，但氢键强度要比O 和F 的弱。
14、2、2 氮及其化合物
1、氮气
氮气是无色、无味的气体。难溶于水，难于液化。工业上大量的氮由分馏液态空气制得，通常以约150MPa装入钢瓶中备用。
组成N2分子的两个N原子以三键结合，键能大。故氮气在常温下化学性质极不活泼，常用作保护气体。但在高温特别是有催化剂存在时，氮气能和某些金属如镁、钙、锶、钡等化合生成氮化物，也能与氢、氧化合。
实验室常用加热饱和氯化铵溶液和固体亚硝酸钠的混合物来制取氮。
NH4C1 NaN02→NH4N02↑ NaCl
NH4N02→N2十 2H20
工业上的氮主要用于合成氨，制取硝酸，作为保护气体及深度冷冻剂
CO、CN-和NO 等N 2的等电子体中，由于电子云分布的对称性与键的极性改变，使反应性显著增强。
氮原子间能形成多重键，因而能生成本族其它元素所没有的化合物如叠氮化物(N3-)，偶氮化合物(—N＝N—)等。
2、氮的化合物
（1）氨：氨分子构型为三角锥形，N原子除以SP3不等性杂化轨道与氢原子成键外，还有一对孤对电子。氨分子是极性分子。NH3极易溶于水，常温时1体积水能溶解400体积的NH3。NH3溶于水后体积显著增大，故氨水越浓，溶液密度反而越小。市售氨水浓度为25％～28％，密度约为0．9g／mL。氨 (NH3)是无色有刺激性臭味的气体。NH3容易被液化。液态氨的汽化焓较大，故液态氨可用作制冷剂。氨是氮的最重要化合物之一。是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一。
实验室一般用铵盐与强碱共热来制取氨。工业上目前主要是采用合成的方法制氨。
NH3的化学性质主要有以下三方面：
氨的化学性质较活泼，能和许多物质发生反应。
①加合反应 NH3与H 通过配位键结合成NH4 ，还能和许多金属离子通过配位键加合成氨合离子，如[Cu(NH4)4]2 ，[Ag(NH4)4] 等。
NH3与水通过氢键加合生成氨的水合物，已确定的氨的水合物有NH4•H2O和2NH3•H2O两种，通常表示为NH3•H2O。NH3溶于水后生成水合物的同时，发生少部分解离而显碱性。
NH3十H20≒NH3•H20 ≒ NH 4 OH- K b = 1.76 ×10 -5
②还原性 氨分子中N的氧化值为-3，是N的最底氧化值，所以氨具有还原性。
NH3在空气中不能燃烧，但在氧气中可以燃烧生成水和氮气：
4NH 3 O 2 == 2N 2 6H 2 O
在催化剂存在下，NH3可被O2氧化为NO。
4NH3 502 == 4NO 6H2O
NH3在空气中的爆炸极限浓度为16％～27％。
氨在水溶液中能被Cl 2 、H 2 O 2 、KMnO 4 等氧化：
3Cl 2 2NH 3 ===N 2 6HCl
若Cl 2过量则得NCl3
3Cl 2 NH 3 ===NCl 3 3HCl
③取代反应 NH3遇活泼金属，其中的H可被取代，生成氨基(—NH2)化合物、亚氨基(=NH)化合物和氮(=N)的化合物。例如
2NH3 2Na→2NaNH2 H2 350℃
NaNH2有机合成中的重要缩合剂。此外，金属氮化物（如氮化镁Mg3N2）可以看成是氨分子中的3个氢原子全部被金属原子取代而形成的化合物。
NH2还可以氨基或亚氨基取代其他化合物中的原子或原子团，如
HgCl 2 2NH 3 ==Hg(NH 2 )Cl ↓(白色) NH 4 Cl
COCl 2 (光气) 4NH 3 ==CO(NH 2 ) 2 (尿素) 2NH 4 Cl
NH 3 作为配体提供孤对电子，与金属离子Ag 、Cu2 或缺电子分子形成配合物，如[Ag(NH 3 ) 2 ] 等。NH 3与某些盐的晶体也有类似的反应。
氨是一种重要的化工原料，主要用于制造氮肥，还用来制造硝酸，铵盐、纯碱等。氨也是尿素、纤维、塑料等有机合成工业的原料。
