氮的反应性
- 氮是双原子分子和主不起化学反应的气体在空气中
- 78%的空气是氮气
- 氮气缺乏反应性可以通过观察它来解释分子内的债券
- 分子内键就是化学键在一个分子
在氮气中成键
- 氮原子的电子排布是1s22 s22 p3.
- 为了获得完整的外层电子,它需要获得三个电子
- 氮原子因此形成a三共价键在两个氮原子之间分享三个电子在一起
该图显示了两个氮原子之间的三重共价键,以实现完整的电子外壳
- 的键焓氮三键的能量为1000 kJ mol-1
- 这意味着需要1000千焦的能量来打破一摩尔N2三键
- 由于氮三键很难断裂,空气中的氮气和氧气不会发生反应
- 氮气只有在极端条件下才会发生反应。在雷雨中)
氮的极性
- 氮分子中的电子是共享的同样在两个氮原子之间
- 因此,氮分子是非极性的分子
由于两个氮原子的电负性相同,它们会相等地把电子拉向它们,所以总的来说,分子是非极性的
- 由于缺乏极性,氮气是不被吸引或可能会做出反应其他分子和极性分子一样
考试技巧
氮是非常不活泼的,由于缺乏极性和强度的三键。
氨的性质
- 氨是氮的化合物,会变湿吗红色的石蕊试纸蓝色的因为它是碱性气体
- 氨是在工业上大规模生产使用哈伯过程:
N2(g) + 3H2(g)⇌2NH3.(g)
氨碱度
- 氨可以作为一种Brønsted-Lowry基地通过接受质子(H+)使用孤独的一对氮原子上的电子形成铵离子:
NH3.(aq) + H+(aq)→NH4+(aq)
- 在氨水溶液中,建立了平衡混合物
NH3.(aq) + H2O(l)⇌NH4+(aq) + OH-(aq)
- 由于平衡的位置在左边,氨溶液只有弱碱性
- 溶液中氨分子的浓度高于氢氧根离子的浓度
- 氨因此是弱碱
铵离子的结构与形成
- 铵离子是由氨与水的酸碱反应形成的:
NH3.(aq) + H2O(l)⇌NH4+(aq) + OH-(aq)
- 氨中的氮与三个氢原子共价键并有一对孤电子导致氨分子有锥体形状
氨有一个金字塔形状,由于它的孤电子对
- 氨中的氮原子利用它的孤电子对与质子形成给键,形成铵离子
- 铵离子有a四面体的形状所有的键都有相同的长度
铵离子的四面体形状
从铵盐中制备氨气
- 在酸碱反应中,铵盐和碱可以制备氨气:
- 氯化铵(NH4Cl)和氢氧化钙(Ca(OH))2)混合,然后加热
- NH4+充当酸(质子供体)和OH-作为基地(质子受体)
- 这种酸碱反应可以用来测试是否有未知的解决方案含有铵离子
- 如果未知溶液中确实含有铵离子,它就会与氢氧化钙反应生成氨气
- 这种氨气会把石蕊试纸变红变蓝
该图显示了用于从铵盐和氢氧化钙制备氨气的装置