Chuyên đề và bài tập Hóa đại cương và vô cơ 11 C2 Nitơ Photpho là tài liệu môn Hóa Học trong chương trình Lớp 11 được cungthi.vn tổng hợp và biên soạn. Tạo nguồn tài liệu giúp các bạn trong việc ôn tập
Những địa chỉ uy tín để bạn mua sách
Nội dung tóm tắt
CHUYÊN ĐỀ 2 : NHÓM NITƠ
BÀI 1 : KHÁI QUÁT VỀ NHÓM NITƠ
A. LÝ THUYẾT
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.
Một số tính chất của các nguyên tố nhóm nitơ
Nitơ Photpho Asen Antimon Bitmut
Số hiệu nguyên tử 7 15 33 51 83
Nguyên tử khối 14,01 30,97 74,92 121,75 208,98
Cấu hình electron lớp ngoài cùng 2s22p3 3s23p3 4s24p3 5s25p3 6s26p3
Bán kính nguyên tử (nm) 0,070 0,110 0,121 0,141 0,146
Độ âm điện 3,04 2,19 2,18 2,05 2,02
Năng lượng ion hoá thứ nhất (kJ/mol) 1402 1012 947 834 703
II. Tính chất chung của các nguyên tố nhóm nitơ
1. Cấu hình electron nguyên tử
Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử là ns2np3, có 5 electron.
ns2 np3
Ở 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.
Đối với nguyên tử của các nguyên tố P, As, Sb và Bi ở trạng thái kích thích, một electron trong cặp electron của phân lớp ns có thể chuyển sang obitan d trống của phân lớp nd.
Như vậy, ở 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 hoá - khử
Trong các hợp chất, các nguyên tố nhóm nitơ có số oxi hoá cao nhất là +5. Ngoài ra, chúng còn có các số oxi hoá +3 và -3. Riêng nguyên tử nitơ còn có thêm các số oxi hoá +1, +2, +4.
Do có khả năng giảm và tăng số oxi hoá trong các phản ứng hoá học, nên nguyên tử các nguyên tố nhóm nitơ thể hiện tính oxi hoá và tính khử. Khả năng oxi hoá giảm dần từ nitơ đến bitmut, phù hợp với chiều giảm độ âm điện của các nguyên tử nguyên tố trong nhóm.
b. Tính kim loại - phi kim
Đi từ nitơ đến bitmut, tính phi kim của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính kim loại tăng dần. Nitơ, photpho là các phi kim. Asen thể hiện tính phi kim trội hơn tính kim loại. Antimon thể hiện tính kim loại và tính phi kim ở mức độ gần như nhau, còn ở bitmut tính kim loại trội hơn tính phi kim.
3. Sự biến đổi tính chất của các hợp chất
a. Hợp chất với hiđro
Tất cả các nguyên tố nhóm nitơ đều tạo được các hợp chất khí với hiđro (hiđrua), có công thức chung là RH3. Độ bền nhiệt của các hiđrua giảm dần từ NH3 đến BiH3. Dung dịch của chúng không có tính axit.
b. Oxit và hiđroxit
Từ nitơ đến bitmut, tính axit của các oxit và hiđroxit tương ứng giảm dần đồng thời tính bazơ của chúng tăng dần. Độ bền của các hợp chất với số oxi hoá +3 tăng, còn độ bền của các hợp chất với số oxi hoá +5 nói chung giảm. Các oxit của nitơ và photpho với số oxi hoá +5 (N2O5, P2O5) là oxit axit, hiđroxit của chúng là các axit (HNO3, H3PO4). Trong các oxit với số oxi hoá +3 thì As2O3 là oxit lưỡng tính, tính axit trội hơn tính bazơ ; Sb2O3 là oxit lưỡng tính, tính bazơ trội hơn tính axit ; còn Bi2O3 là oxit bazơ, tan dễ dàng trong dung dịch axit và hầu như không tan trong dung dịch kiềm.
BÀI 2 : NITƠ
A. LÝ THUYẾT
I. Cấu tạo phân tử
- Cấu hình electron : 1s22s22p3
- CTCT : N N CTPT : N2
II. Tính chất vật lí
- Là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, hóa lỏng ở -196oC.
- Nitơ ít tan trong nước, hoá lỏng và hoá rắn ở nhiệt độ rất thấp.
- Không duy trì sự cháy và sự hô hấp.
III. Tính chất hóa học
1. Tính oxi hoá
Phân tử nitơ có liên kết ba rất bền (ở 3000oC nó chưa bị phân hủy), nên nitơ khá trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ thường.
a. Tác dụng với hiđro :
Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có xúc tác. Nitơ phản ứng với hiđro tạo amoniac. Đây là phản ứng thuận nghịch và toả nhiệt :
H = -92KJ
b. Tác dụng với kim loại
- Ở nhiệt độ thường nitơ chỉ tác dụng với liti tạo liti nitrua.
6Li + N2 2Li3N
- Ở nhiệt độ cao, nitơ tác dụng với nhiều kim loại.
3Mg + N2 Mg3N2 magie nitrua
● Nhận xét : Nitơ thể hiện tính oxi hoá khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn.
2. Tính khử
- Ở nhiệt độ cao (3000oC) Nitơ phản ứng với oxi tạo nitơ monoxit.
N2 + O2 2NO (không màu)
- Ở điều kiện thường, nitơ monoxit tác dụng với oxi không khí tạo nitơ đioxit màu nâu đỏ.
2NO + O2 2NO2
● Nhận xét : Nitơ thể hiện tính khử khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.
Chú ý : Các oxit khác của nitơ : N2O , N2O3, N2O5 không điều chế được trực tiếp từ niơ và oxi.
IV. Điều chế
a. Trong công nghiệp
Nitơ được sản xuất bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng.
b. Trong phòng thí nghiệm
Nhiệt phân muối nitrit
NH4NO2 N2 + 2H2O
NH4Cl + NaNO2 N2 + NaCl +2H2O
BÀI 3 : AMONIAC VÀ MUỐI AMONI
A. LÝ THUYẾT
● PHẦN 1 : AMONIAC
Trong phân tử NH3, N liên kết với ba nguyên tử hiđro bằng ba liên kết cộng hóa trị có cực. NH3 có cấu tạo hình chóp với nguyên tử Nitơ ở đỉnh. Nitơ còn một cặp electron hóa trị là nguyên nhân
