【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計(jì)算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。

第五章氮和磷，氮族元素

§5-1氮?dú)?/span>

【01】學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)和周期律理論，我們已經(jīng)知道，元素和它的化合物的性質(zhì)與它的原子結(jié)構(gòu)有著密切的內(nèi)在聯(lián)系。周期表中的同主族元素具有相同的最外層電子數(shù)，這就反映在它們的最高化合價(jià)都相同；它們的性質(zhì)也非常近似。但由于同主族元素的電子層數(shù)的逐漸遞增，使它們的性質(zhì)也顯出規(guī)律性的遞變。這些事實(shí)，當(dāng)我們復(fù)習(xí)一下已學(xué)過的鹵族和氧族元素的性質(zhì)時(shí)，就能得到印證。

【02】現(xiàn)在，我們將分別學(xué)習(xí)周期表里的其他各族元素。本章研究第Ⅴ主族元素——氮族元素。

【03】氮族元素包括氮、磷、砷、錦、鉍五種元素。根據(jù)原子結(jié)構(gòu)和周期律理論，它們的結(jié)構(gòu)和主要的化學(xué)性質(zhì)等，都應(yīng)有很多的類似性和規(guī)律性?，F(xiàn)在把它們概括列出如表5·1。

【R代表這個(gè)主族中任一元素】

【04】從這些元素的原子結(jié)構(gòu)不難看出：由于這族元素的最外電子層有5個(gè)電子，接受外來電子的傾向較失去電子的要大，因此，可以預(yù)測它們的性質(zhì)基本上是屬于非金屬類型的。當(dāng)然，它們的非金屬性較鹵族、氧族元素相對地都要弱一些，特別是銻和鉍，由于電子層數(shù)的增加，已顯出較強(qiáng)的金屬性了。

【05】在這一族里，氮和磷是具有代表性的元素，它們和它們的化合物對動(dòng)植物的生命和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都具有重要的意義。因此，本章重點(diǎn)學(xué)習(xí)氮和磷。

【06】氮的元素符號(hào)是N，原子量是14。氮?dú)獾姆肿邮绞?strong>N?，分子量是28。

【07】氮元素的單質(zhì)是氮?dú)?，它是空氣的主要組分之一，這在第一冊（§2-1）【山注，化1-2-01，傳送門CV20360661】里我們已經(jīng)知道了?，F(xiàn)在就從氮?dú)庹勂稹?/p>

氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)

【08】純凈的氮?dú)馐且环N無色、無嗅、無昧的氣體。比空氣稍輕，與同體積空氣重量的比是0.97。微溶于水，在水里的溶解度比氧氣在水里的溶解度還小，如果把氮?dú)饧痈邏翰⒔档偷揭欢囟龋墒挂夯蔀橐簯B(tài)氮。液態(tài)氮的沸點(diǎn)(-196℃)比液態(tài)氧的沸點(diǎn)(-183℃)稍低，所以，用液化空氣法制氧時(shí)（見第一冊§2-5)【山注，化1-2-05，傳送門CV20385731】，首先得到的是氮?dú)狻９I(yè)上也就是用這個(gè)方法來制得氮?dú)獾摹?/p>

氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)

【09】氮?dú)獾姆肿邮怯啥€(gè)氮原子共用3個(gè)電子對構(gòu)成的。

【10】這樣的分子結(jié)構(gòu)使氮原子間結(jié)合得很牢固，不易分離。因此氮?dú)獾男再|(zhì)在常溫時(shí)較穩(wěn)定，不易跟其他元素直接化合。它與氫氣、氧氣不同，本身既不能燃燒，也不能支持燃燒，所以能大量游離存在于空氣里。

【11】在一定條件下，氮?dú)庖材芨鷼?、氧、金屬或其他非金屬等化合，例如，在高溫、高壓并有催化劑存在的條件下，氮?dú)饽芨鷼錃庵苯踊仙梢环N有刺激性氣味的氣體，叫做氨。

【12】有關(guān)氨的知識(shí)，我們將在下一節(jié)詳細(xì)研究。

【13】又如鎂在空氣里燃燒時(shí)，除跟氧化合生成氧化鎂外，也能跟氮化合生成微量的氮化鎂。

【14】氮跟氫或金屬化合時(shí)，化合價(jià)是-3價(jià)。

【15】在高溫或在電火花等條件下，氮跟氧氣直接化合生成無色的一氧化氮?dú)怏w。

【16】一氧化氮在常溫下，很易跟氧氣進(jìn)一步化合，生成棕色并有刺激性氣味的氣體——二氧化氮。

【17】二氧化氮有毒，是易溶于水的酸性氧化物（NO不溶于水）。它溶于水后生成硝酸和一氧化氮。

【18】一氧化氮和二氧化氮是二種重要的氮的氧化物。氮的氧化物除這二種外，還有如一氧化二氮N?O、三氧化二氮N?O?、五氧化二氮N?O?等。由此可看出，氮跟氧化合時(shí)，化合價(jià)是不定的，可能是+1、+2、+3、+4、+5價(jià)等，但最高是+5價(jià)。

習(xí)題5-1

1、在三個(gè)玻璃瓶里分別裝有：氧氣、氮?dú)?、二氧化硫三種氣體。怎樣鑒定哪一瓶是氮?dú)猓?/p>

2、混有硫化氫和水蒸氣的空氣先通過氫氧化鈉的溶液，再通過濃硫酸，最后通過灼熱的銅。在最后所得的氣體里含有哪些成分，為什么？寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。

3、氮?dú)?、氧氣、氟氣各跟氫氣反?yīng)時(shí)，條件怎樣？生成的氣態(tài)氫化物哪一個(gè)最穩(wěn)定？

4、以空氣為原料，可用哪二種方法制取氮?dú)?？分別說明是利用了氮氨氣的什么性質(zhì)？[提示：用磷在密閉容器內(nèi)燃燒和蒸發(fā)液態(tài)空氣]

5、一氧化氮是什么顏色的氣體？實(shí)驗(yàn)室收集一氧化氮時(shí)往往有棕色，為什么？

6、二氧化氮與溴的蒸氣都是棕色的氣體，怎樣用化學(xué)方法檢別它們？[提示：將二種氣體分別溶于水，各滴入AgNO?溶液，分別有什么反應(yīng)發(fā)生？]

7、畫出氮族元素的原子結(jié)構(gòu)簡圖，并比較它們有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。