1 Ch ng ươ 7 NHÓM V 2 NHÓM VA N – P As – Sb – Bi 3 Đặc điểm của nhóm VA N P As Sb Bi Số thứ tự Z 7 15 33 51 83 Electron hóa trị 2s 2 2p 3 3s 2 3p 3 4s 2 4p 3 5s 2 5p 3 6s 2 6p 3 N.lượng ion hóa I 1 (eV) 14,5 10,9 10,5 8,5 8,0 Bán kính ngtử R(Å) 0,71 1,30 1,48 1,61 Bán kính ion E +3 (Å) 1,48 1,86 1,92 2,08 Độ âm điện 3,04 2,19 2,18 2,05 2,02 4 NITƠ Cấu tạo phân tử  Electron hoá trị: 2s 2 2p 3 ⇒ phân tử: N 2  Theo MO, N 2 có cấu hinh electron như sau: σ < σ < σ < π = π  Theo VB: độ bội liên kết: N = 3 nên trong phân tử N 2 có liên kết ba: : N≡N: Xem 3 điện tử độc thân 2p 3 đã góp chung tạo ra 3 liên kết gồm 1σ và 2π. Vì vậy phân tử N 2 rất bền, E N ≡ N = 942kJ/mol; d N ≡ N = 1,095Å. 2 2s 2* 2s 2 Pz 2 Px 2 Py 5 NITƠ 6 NITƠ Tính chất vật lý  N 2 : khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí và không duy trì sự sống. T 0 nc = -210 0 C và T 0 s = -195,8 0 C.  Ít tan trong nước (2,35ml N 2 /100ml H 2 O ở0 0 C) và ít tan trong dung môi hữu cơ.  Ở trạng thái rắn, nitơ tồn tại dưới dạng thù hình: lập phương và lục phương. 7 NITƠ Tính chất hoá học  N 2 là nguyên tố phi kim điển hình, χ N = 3,04 ⇒ về hoạt tính chỉ thua flo, clo và oxi.  Trong các hợp chất, nguyên tố N có thể ở trạng thái lai hoá sp 3 , sp 2 hay sp. Trạng thái lai hoá sp 2 và sp bền vững nhờ các liên kết π. Do vậy các mức oxy hoá của nitơ là -3, 0 , +1, +2, +3, +4, +5.  N 2 rất bền với nhiệt, ở 3000 0 C chưa phân huỷ rõ rệt thành nguyên tử ⇒ ở nhiệt độ thường, N 2 là chất trơ nhưng khi ở nhiệt độ cao thì nó trở nên hoạt động hơn, nhất là khi có xúc tác. 8 NITƠ Tính chất hoá học  Ở nhiệt độ thường, N 2 chỉ tác dụng trực tiếp với Li tạo nitrua: 6Li + N 2 = 2Li 3 N  Khi được hoạt hoá, N 2 thường tham gia phản ứng với vai trò chất oxi hoá (trừ trường hợp tác dụng với F 2 , O 2 thì mới thể hiện tính khử) và phản ứng được với nhiều kim loại, không kim loại tạo nitrua (như Hg, As, Zn, Cd, Na, P, S .). N 2 + O 2 2NO 2N 2 lỏng + 3O 2 lỏng phóng điện 2N 2 O 3 N 2 + 3F 2 phóng điện 2NF 3 N 2 +2Al bột 2AlN N 2 + 3H 2 2NH 3  → 2 0 /,2000 MnOPtC  → − C 0 1200800  → −PtFepC ,,500 0 9 NITƠ Tính chất hoá học  Ở nhiệt độ thường, nitơ được đồng hoá trực tiếp bởi một số vi sinh vật như các azotobacte chuyển hoá được N 2 thành NH 3 rồi thành phân đạm. 10 NITƠ Trạng thái thiên nhiên  Nitơ tồn tại ở dạng tự do và hợp chất.  Trong khí quyển, nitơ chiếm 78,03% thể tích. Nitơ có 2 đồng vị là 14N (99,635%).  Hợp chất tự nhiên quan trọng nhất của nitơ là diêm tiêu natri NaNO 3 (diêm tiêu Chilê) và diêm tiêu kali KNO 3 (diêm tiêu Ấn độ).  Trong sinh vật, nitơ tồn tại dưới dạng hợp chất hữu cơ phức tạp như protein, axit nucleic, một số sinh tố và kích thích tố, chất màu của máu, clorophin .  Trong nước mưa, có một lượng nhỏ axit HNO 2 và axit HNO 3 được tạo nên do hiện tượng phóng điện (sét) trong khí quyển. [...]... mùi khó chịu và độc Ở trạng thái rắn, oxit tồn tại hoàn to n dưới dạng N2O4; ở trạng thái lỏng, N2O4 phân ly một phần: ở T0nc= -11,20C chất lỏng chứa 0,01%NO2 và có màu vàng nhạt, ở T0s= 21, 150 C chất lỏng chứa 0,1%NO2 và có màu nâu đỏ Ở 1000C, hơi chứa 90%NO2 và đến 1400C, N2O4 phân ly hoàn to n Khí NO2 phân hủy rõ rệt ở 150 0C, phân hủy hoàn to n ở 6000C: 2NO2 = 2NO + O2 28 HỢP CHẤT CỦA NITƠ Nitơ đioxit... của amoniac NH3.H2O đun sôi NH3 + H2O Nước vôi trong tác dụng với muối amoni 2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3 + CaCl2 + 2H2O  Khí NH3 được làm khô bằng KOH rắn hoặc CaO mới nung 19 HỢP CHẤT CỦA NITƠ Amoniăc NH3 Điều chế: Trong công nghiệp  Canxi xianamit tác dụng với hơi nước trong nồi áp suất CaCN2 + 3H2Oh = CaCO3 + 2NH3↑  Tổng hợp NH3 theo phương pháp F.HaberBosch từ các nguyên tố trong điều kiện nhiệt độ,... (0,074litNO/litH2O ở 00C)  Bền nhiệt: chưa phân hủy rõ rệt ở 53 00C  Tính oxy hóa: 2NO + 2H2S  → N2 + 2S + 2H2O 2NO + SO2 → N2O + SO3  300 − 350 0 C 23 HỢP CHẤT CỦA NITƠ Nitơ oxit NO Tính chất: Tính khử: + Kết hợp dễ dàng với oxi: 2NO + O2 = 2NO2  + Tương tác với F2, Cl2, Br2 tạo nitrozoni halogenua: 2NO + Cl2 = 2NOCl + Tác dụng với chất oxi hóa mạnh: N+4 → N +5 6KMnO4 + 10NO + 9H2SO4 = 10HNO3 + 3K2SO4 + + 6MnSO4... H H 12 HỢP CHẤT CỦA NITƠ Amoniăc NH3 Tính chất vật lý  Điều kiện thường: khí không màu, mùi khai và xốc, nhẹ hơn không khí; T0nc = -77, 750 C; T0s = -33, 350 C  Phân tử có cực ⇒ NH3 tan nhiều trong nước ( 700lit NH3/lit H2O ở 200C; 1200lit NH3/lit H2O ở 00C)  dNH3 25% = 0,91  T0nc, T0s và ∆H0bh cao bất thường so với những hợp chất tương tự  NH3 lỏng có thể hoà tan được kim loại kiềm và kiềm thổ tạo... Hoặc khi nhiệt phân muối natri azit, thu được N2 rất tinh khiết:  250 −→  300 C 2NaN3 2Na + 3N2 11 0 HỢP CHẤT CỦA NITƠ Amoniăc NH3 ↑↓ Cấu tạo  Phân tử NH3 có cấu tạo hình chóp, đáy là tam giác đều Trong đó, nguyên tử N ở đỉnh hình chóp, 3 nguyên tử H ở H các đỉnh của đáy tam giác đều  ∠HNH = 107,30; dN-H = 1,014Å, Elktrung bình = 3 85 kJ/mol   Theo VB: trong NH3, N ở trạng thái lai hoá sp3 2 2 (... mol ∆S 0 pu = − 45, 9Cal / mol 20 HỢP CHẤT CỦA NITƠ Amoniăc NH3 Điều chế: Trong công nghiệp 21 HỢP CHẤT CỦA NITƠ Nitơ oxit NO Cấu tạo:  Theo VB: :N O:  dN-O = 1,14Å  Trạng thái lỏng và rắn: có sự trùng hợp N phân tử tạo đime liên kết yếu O O N 2,33Å 1,1Å 22 HỢP CHẤT CỦA NITƠ Nitơ oxit NO Tính chất: NO tương đối bền và kém hoạt động  Là khí không màu, rất độc, T0nc = -1630C; T0s = - 150 0C; ít tan trong... hợp:  Khi tan trong nước, NH3 kết hợp với ion H+ của nước : NH3 + H2O = NH3 H2O  NH4+ + OHvới K = 1,8.10 -5 (là bazơ yếu)  NH3 dễ dàng kết hợp với các axit mạnh như HCl, HNO3, H2SO4 tạo muối tương ứng: NH3 + HCl = NH4Cl  NH3 có thể kết hợp rất nhiều muối kim loại tạo amoniacat dạng tinh thể như CaCl2.8NH3, 14 CuSO4.4NH3 HỢP CHẤT CỦA NITƠ Amoniăc NH3 Tính chất hóa học: Tính khử Thể hiện tính khử khi... Pt-Rh ở 800-9000C thì khí NH3 bị O2 không khí oxi hoá thành nitơ oxit 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O  Với X2 : + Cl2, Br2 oxi hoá mãnh liệt NH3 ở trạng thái khí và trạng thái dd: 2NH3 + 3Cl2 đốt nóng N2 + 6HCl + F2 tác dụng với khí NH3 tạo khí nitơ florua : 4NH3 + 3F2 = NF3 + 3NH4F + I2 tác dụng với dung dịch NH3 tạo kết tủa đen có 15 thành phần là NI3.NH3 HỢP CHẤT CỦA NITƠ Amoniăc NH3 Tính chất hóa học: Tính... chất: NO2 vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử: + Tác dụng với đơn chất: 2NO2 + Cl2 = 2NO2Cl (nitroni clorua) 2NO2 + 7H2 = 2NH3 + 4H2O  600 C NO2 + 4Cu 50 0 −→ N2 + 4CuO + Tác dụng với hợp chất: NO2 + CO = NO + CO2 NO2 + SO2 = NO + SO3 2NO2 + O3 = N2O5 + O2 2NO2 + H2O2 = 2HNO3  0 30 HỢP CHẤT CỦA NITƠ Nitơ đioxit NO2 Điều chế:  Trong công nghiệp: NO2 là sản phẩm trung gian để điều chế HNO3, được tạo... = 1 ,56 ; kết tinh ở - 41,60C; sôi ở 82,60C  Tan trong nước bất kỳ tỷ lệ nào Nó tạo với nước một hỗn hợp đồng sôi (đẳng phí) chứa 68,4% HNO3, có d = 1,41; T0s = 120,70C tạo nên hiđrat HNO3.H2O có T0nc= -37,80C và hiđrat HNO3.3H2O có T0nc= -18,47034 C HỢP CHẤT CỦA NITƠ Axit nitric HNO3 Tính chất hóa học:  Tính bền nhiệt: Axit HNO3 tinh khiết kém bền, dễ bị nhiệt hay ánh sáng phân huỷ: 4 HNO3 to 4 . Số thứ tự Z 7 15 33 51 83 Electron hóa trị 2s 2 2p 3 3s 2 3p 3 4s 2 4p 3 5s 2 5p 3 6s 2 6p 3 N.lượng ion hóa I 1 (eV) 14 ,5 10,9 10 ,5 8 ,5 8,0 Bán kính ngtử. -77, 75 0 C; T 0 s = -33, 35 0 C.  Phân tử có cực ⇒ NH 3 tan nhiều trong nước ( 700lit NH 3/lit H2O ở 20 0C ; 1200lit NH 3 /lit H 2 O ở 0 0 C).  d NH3 25%