Transcript V. SK U PI N A V. S K U P I N A V.
Slide 1
V. SK U PI N A
Slide 2
V. S K U P I N A
V. skupina – 5 elektronů
Prvek
X
N
I
konfigurace s2p3
b. t. (K)
b. v. (K)
3,07
063,1
77,3
P
2,06
317,2
553,6
As
2,20
947
1090,00
889,0
Sb
1,82
834
903,0
1908,0
Bi
1,67
703
544,0
1853,0
Slide 3
Oxidační čísla prvků V. skupiny
3
4
5
N: p – p
3
4
5
P: d – p
–3
N
1
–3
P
1
–3
As
3
5
(–3)
Sb
3
5
—
Bi
3
5
2
Slide 4
DUSÍK N
N
– atmosféra 78 %
NN
litosféra NaNO3
950 kJ/mol
N2 + O2 2 NO
teplota
stupeň konverze
2 500
2 000
1 000
5%
2,5 %
> 0,1 %
N2 + 3 H2 2 NH3
6 Li + N2 2 Li3N
3 Ca + N2 Ca3N2
.
1000 °C
CaC2 + N2 CaCN2 + C
Slide 5
Sloučeniny dusíku s vodíkem H
Přehled hydridů dusíku:
mono
(n = 1)
di
(n = 2)
tri
(n = 3)
tetra
(n = 4)
sumární
vzorec
- azan
NH3
N2H4
N3H5
N4H6
NnHn+2
- azen
NH
N2H2
N3H3
N4H4
NnHn
- azadin
—
—
N3H
(N4H2)
NnHn–2
N nH m
Slide 6
Hydridy dusíku – Amoniak
N2 + 3 H2 2 NH3
H = – 46,9 kJ/mol
NH4Cl + NaOH NH3 + NaCl + H2O
Li3N + 3 H2O LiOH + NH3
voda NH3 + H2O NH4+ + OH–
NH4OH + HCl NH4Cl
NH3 + HCl NH4Cl – salmiak
KB = 1,8 · 10-5
Slide 7
Vlastnosti amoniaku
3 NiO + 2 NH3 3 Ni + 3 H2O + N2
3 Cl2 + NH3 N2 + 6 HCl
.
4 NH3 + 3 O2 2 N2 + 6 H2O
4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O
NH3 – l – b.v. 240 K
NH3 NH2– + NH4+
2 K + 2 NH3 2 KNH2 + H2
K2NH ; K3N
.
M + N2 Li3N ; Ca3N2 ; AlN
O
Deriváty kyselin
OH
S
O
NH2
Slide 8
Hydrazin N2H4
N2H4 – l – b.v. 240 K
N2H4 · HCl, N2H4 · 2 HCl, N2H6Cl2
1,04
N
H
1,47
N
N2H4 + O2 N2 + 2 H2O
H
H
H
NH3 + ClO– NH2Cl + OH–
NH2Cl + NH3 + OH– N2H4 + Cl– + H2O
2 NH2Cl + ClO– + 2OH– N2 + 3Cl– + H2O
.
2 Ni2+ + N2H4 + 4 OH– 2 Ni + N2 + H2O
Slide 9
Další sloučeniny dusíku s vodíkem
NH2OH
H
[NH3OH]Cl
O
hydroxylamin
HN3
N
N
N
N
H
Azoimid
H
1,47
H
H
N
N2H4 + HNO3 HN3 + 2 H2O
N2O + NaNH2 NaN3 + H2O
halogen-deriváty
NH2Cl; NHCl2 ; NCl3 (Br, I)
Cl – N3
NI3 · NH3
N
N
NaN3 ; Pb(N3)2
Slide 10
Fluoridy dusíku
NF3
N 2 F2
Slide 11
Jododusík NI3 · NH3
Slide 12
Oxidy dusíku
NNO
N2O
NH4NO3 N2O + 2 H2O
H2 + N2O N2 + H2O
2 NH3 + 3 N2O 4 N2 + 3 H2O
N2 + O2 2 NO
4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O
3 Cu + 8 HNO3 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
NO
N––––O
O––––N
NO+ ; CO ; CN–
NO – OSO2OH
2 NO + O2 2 NO2
Slide 13
Oxidy dusíku
N2O3
Slide 14
Oxidy dusíku
NO2
N2O4
– 10 °C 100 % N2O4
Pb + 4 HNO3 Pb(NO3)2 + NO2 + 2 H2O
NO2 -- NO
NO2 + H2 NO + H2O
NO2 + CO NO + CO2
NO2 + 4 HCl 2 NOCl + 2 H2O + Cl2
N2O4 + H2O HNO3 + HNO2
Na + N2O4 NaNO3 + NO
Slide 15
Oxidy dusíku
N2O5
NO2+ NO3–
2 HNO3 + P2O5 N2O5 + 2 HPO3
2 NO2 + O3 N2O5 + O2
Slide 16
Oxokyseliny dusíku
Vzorec
Název
Poznámky
H2N2O2
kyselina didusná
Slabá kyselina HON=NOH, izomerní
s nitramidem H2N–NO2, soli jsou známy
{HNO}
nitroxyl
Reaktivní intermediát, soli jsou známy
H2N2O3
kyselina
dihydrogendidusnatá
Známá v roztoku a jako soli,
např. Angeliho sůl Na2(ON=NO2)
H4N2O4
kyselina
nitroxylová
Explozívní; známá sodná sůl Na4(O2NNO2)
Slide 17
Oxokyseliny dusíku
Vzorec
Název
Poznámky
HNO2
kyselina dusitá
Nestálá, slabá kyselina, známé jsou stálé
soli – dusitany
HOONO
kyselina
peroxodusitá
Nestálá, izomerní s kyselinou dusičnou;
některé soli jsou stabilnější
HNO3
kyselina dusičná
Stálá, silná kyselina HONO2, známo
mnoho solí – dusičnanů
HNO4
kyselina
peroxodusičná
Nestálé, explozívní krystaly HOONO2;
známá není žádná pevná sůl
„orthodusičnanů“ NO43 –, tj. solí neznámé
kyseliny orthodusičné H3NO4
Slide 18
Oxokyseliny dusíku
O
H2N2O2
HNO2 + NH2OH H2N2O2 + H2O
2 NO3 + 4 NaHgx + 2 H2O
N2O22– + 4 Na+ + 4 OH– + x Hg
–
N
N
O
NO + NO2 + H2O 2 HNO2
AgNO2 + HCl AgCl + HNO2
HNO2
.
2 NaOH + N2O3 2 NaNO2 + H2O
N
O
O
NaNO3 + Pb NaNO2 + PbO
2 NaNO3 2 NaNO2 + O2
.
NH4NO2 N2 + 2 H2O
AgNO2 Ag + NO2
Slide 19
Kyselina dusičná
HNO3
2 NaNO3 + H2SO4 2 HNO3 + Na2SO4
O2
N2 + O2 2 NO N2O4
NH3 + O2 NO N2O4
.
3 N2O4 + 2 H2O 2 NO + 4 HNO3
2 N2O4 + 2 H2O + O2 4 HNO3
65% ; 100%
Slide 20
Kyselina dusičná
reakce s kovy – pasivace Al, Fe, Cr
3 Cu + 8 HNO3 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
4 Zn + 10 HNO3 4 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3 H2O
2 H2SO4 + HNO3 NO2+ + 2 HSO4– + H3O+
3 HCl + HNO3 NOCl + Cl2 + 2 H2O
Slide 21
Redoxní vlastnosti sloučenin dusíku
V. SK U PI N A
Slide 2
V. S K U P I N A
V. skupina – 5 elektronů
Prvek
X
N
I
konfigurace s2p3
b. t. (K)
b. v. (K)
3,07
063,1
77,3
P
2,06
317,2
553,6
As
2,20
947
1090,00
889,0
Sb
1,82
834
903,0
1908,0
Bi
1,67
703
544,0
1853,0
Slide 3
Oxidační čísla prvků V. skupiny
3
4
5
N: p – p
3
4
5
P: d – p
–3
N
1
–3
P
1
–3
As
3
5
(–3)
Sb
3
5
—
Bi
3
5
2
Slide 4
DUSÍK N
N
– atmosféra 78 %
NN
litosféra NaNO3
950 kJ/mol
N2 + O2 2 NO
teplota
stupeň konverze
2 500
2 000
1 000
5%
2,5 %
> 0,1 %
N2 + 3 H2 2 NH3
6 Li + N2 2 Li3N
3 Ca + N2 Ca3N2
.
1000 °C
CaC2 + N2 CaCN2 + C
Slide 5
Sloučeniny dusíku s vodíkem H
Přehled hydridů dusíku:
mono
(n = 1)
di
(n = 2)
tri
(n = 3)
tetra
(n = 4)
sumární
vzorec
- azan
NH3
N2H4
N3H5
N4H6
NnHn+2
- azen
NH
N2H2
N3H3
N4H4
NnHn
- azadin
—
—
N3H
(N4H2)
NnHn–2
N nH m
Slide 6
Hydridy dusíku – Amoniak
N2 + 3 H2 2 NH3
H = – 46,9 kJ/mol
NH4Cl + NaOH NH3 + NaCl + H2O
Li3N + 3 H2O LiOH + NH3
voda NH3 + H2O NH4+ + OH–
NH4OH + HCl NH4Cl
NH3 + HCl NH4Cl – salmiak
KB = 1,8 · 10-5
Slide 7
Vlastnosti amoniaku
3 NiO + 2 NH3 3 Ni + 3 H2O + N2
3 Cl2 + NH3 N2 + 6 HCl
.
4 NH3 + 3 O2 2 N2 + 6 H2O
4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O
NH3 – l – b.v. 240 K
NH3 NH2– + NH4+
2 K + 2 NH3 2 KNH2 + H2
K2NH ; K3N
.
M + N2 Li3N ; Ca3N2 ; AlN
O
Deriváty kyselin
OH
S
O
NH2
Slide 8
Hydrazin N2H4
N2H4 – l – b.v. 240 K
N2H4 · HCl, N2H4 · 2 HCl, N2H6Cl2
1,04
N
H
1,47
N
N2H4 + O2 N2 + 2 H2O
H
H
H
NH3 + ClO– NH2Cl + OH–
NH2Cl + NH3 + OH– N2H4 + Cl– + H2O
2 NH2Cl + ClO– + 2OH– N2 + 3Cl– + H2O
.
2 Ni2+ + N2H4 + 4 OH– 2 Ni + N2 + H2O
Slide 9
Další sloučeniny dusíku s vodíkem
NH2OH
H
[NH3OH]Cl
O
hydroxylamin
HN3
N
N
N
N
H
Azoimid
H
1,47
H
H
N
N2H4 + HNO3 HN3 + 2 H2O
N2O + NaNH2 NaN3 + H2O
halogen-deriváty
NH2Cl; NHCl2 ; NCl3 (Br, I)
Cl – N3
NI3 · NH3
N
N
NaN3 ; Pb(N3)2
Slide 10
Fluoridy dusíku
NF3
N 2 F2
Slide 11
Jododusík NI3 · NH3
Slide 12
Oxidy dusíku
NNO
N2O
NH4NO3 N2O + 2 H2O
H2 + N2O N2 + H2O
2 NH3 + 3 N2O 4 N2 + 3 H2O
N2 + O2 2 NO
4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O
3 Cu + 8 HNO3 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
NO
N––––O
O––––N
NO+ ; CO ; CN–
NO – OSO2OH
2 NO + O2 2 NO2
Slide 13
Oxidy dusíku
N2O3
Slide 14
Oxidy dusíku
NO2
N2O4
– 10 °C 100 % N2O4
Pb + 4 HNO3 Pb(NO3)2 + NO2 + 2 H2O
NO2 -- NO
NO2 + H2 NO + H2O
NO2 + CO NO + CO2
NO2 + 4 HCl 2 NOCl + 2 H2O + Cl2
N2O4 + H2O HNO3 + HNO2
Na + N2O4 NaNO3 + NO
Slide 15
Oxidy dusíku
N2O5
NO2+ NO3–
2 HNO3 + P2O5 N2O5 + 2 HPO3
2 NO2 + O3 N2O5 + O2
Slide 16
Oxokyseliny dusíku
Vzorec
Název
Poznámky
H2N2O2
kyselina didusná
Slabá kyselina HON=NOH, izomerní
s nitramidem H2N–NO2, soli jsou známy
{HNO}
nitroxyl
Reaktivní intermediát, soli jsou známy
H2N2O3
kyselina
dihydrogendidusnatá
Známá v roztoku a jako soli,
např. Angeliho sůl Na2(ON=NO2)
H4N2O4
kyselina
nitroxylová
Explozívní; známá sodná sůl Na4(O2NNO2)
Slide 17
Oxokyseliny dusíku
Vzorec
Název
Poznámky
HNO2
kyselina dusitá
Nestálá, slabá kyselina, známé jsou stálé
soli – dusitany
HOONO
kyselina
peroxodusitá
Nestálá, izomerní s kyselinou dusičnou;
některé soli jsou stabilnější
HNO3
kyselina dusičná
Stálá, silná kyselina HONO2, známo
mnoho solí – dusičnanů
HNO4
kyselina
peroxodusičná
Nestálé, explozívní krystaly HOONO2;
známá není žádná pevná sůl
„orthodusičnanů“ NO43 –, tj. solí neznámé
kyseliny orthodusičné H3NO4
Slide 18
Oxokyseliny dusíku
O
H2N2O2
HNO2 + NH2OH H2N2O2 + H2O
2 NO3 + 4 NaHgx + 2 H2O
N2O22– + 4 Na+ + 4 OH– + x Hg
–
N
N
O
NO + NO2 + H2O 2 HNO2
AgNO2 + HCl AgCl + HNO2
HNO2
.
2 NaOH + N2O3 2 NaNO2 + H2O
N
O
O
NaNO3 + Pb NaNO2 + PbO
2 NaNO3 2 NaNO2 + O2
.
NH4NO2 N2 + 2 H2O
AgNO2 Ag + NO2
Slide 19
Kyselina dusičná
HNO3
2 NaNO3 + H2SO4 2 HNO3 + Na2SO4
O2
N2 + O2 2 NO N2O4
NH3 + O2 NO N2O4
.
3 N2O4 + 2 H2O 2 NO + 4 HNO3
2 N2O4 + 2 H2O + O2 4 HNO3
65% ; 100%
Slide 20
Kyselina dusičná
reakce s kovy – pasivace Al, Fe, Cr
3 Cu + 8 HNO3 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
4 Zn + 10 HNO3 4 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3 H2O
2 H2SO4 + HNO3 NO2+ + 2 HSO4– + H3O+
3 HCl + HNO3 NOCl + Cl2 + 2 H2O
Slide 21
Redoxní vlastnosti sloučenin dusíku