氮的重要化合物

9.5.2　氮的重要化合物

9.5.2.1　氨及铵盐

1.氨　NH₃是一种有刺激臭味的无色气体，极性分子，极易溶于水。氨的主要化学性质有以下几方面：

(1)还原性：在水溶液中能被许多强氧化剂(Cl₂，H₂O₂，KMnO₄等)所氧化，例如：

3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl

(2)取代反应：取代反应的一种形式是氨分子中的氢被其他原子或基团所取代，生成一系列氨的衍生物，如氨基—NH₂的衍生物、亚氨基—NH的衍生物或氮化物N—。取代反应的另一种形式是氨以它的氨基或亚氨基取代其他化合物中的原子或基团。

HgCl₂+2NH₃=Hg(NH₂)Cl+NH₄Cl

这种反应与水解反应相类似，称为氨解反应。

(3)配位反应：氨分子中氮原子上有孤对电子，容易与具有空轨道的中心离子形成配位键。如：

AgCl+2NH₃=[Ag(NH₃)₂]Cl

铵盐一般易溶于水。由于氨的弱碱性，铵盐都有一定程度的水解：

铵盐的另一重要性质是对热的不稳定性。

(1)难挥发非氧化性酸的铵盐，如：

(2)易挥发非氧化性酸的铵盐，如：

(3)氧化性酸的铵盐，如：

如果加热温度高于573K，则一氧化二氮又分解为N₂和O₂。

由于这个反应生成大量的气体并放出大量的热，气体受热体积迅速膨胀，所以如果反应是在密闭容器中进行，就会发生爆炸。基于这种性质，NH₄NO₃可用于制造炸药。

9.5.2.2　氮的含氧酸及其盐

1.亚硝酸及其盐　亚硝酸(nitrous acid)是一种弱酸，酸性比醋酸略强。

亚硝酸很不稳定，仅存在于冷的稀溶液中，微热甚至冷时便分解为NO、NO₂和H₂O：

在亚硝酸中，N的氧化数为+3，处于中间状态，因此，它既可作氧化剂又可作还原剂，其氧化性比稀硝酸还强。

(1)氧化性：

()遇到强氧化剂时，亚硝酸表现出还原性：

硝酸盐除了浅黄色的AgNO₂难溶外，一般易溶于水，水溶液是稳定的。碱金属和碱土金属的亚硝酸盐，都有很高的热稳定性。用粉末状金属铅、碳或铁在高温下还原固态硝酸盐，可得到亚硝酸盐：

Pb+KNO₃=KNO₂+PbO

纯硝酸是无色液体，受热或见光就按下式逐渐分解，使溶液呈黄色：

溶解了过量NO₂的浓硝酸呈红棕色，称为发烟硝酸。由于NO₂起催化作用，反应被加速，所以发烟硝酸具有很强的氧化性。

非金属元素如碳、硫、磷和碘等，都能被浓硝酸氧化成氧化物或含氧酸。

除金、铂、铱、铑、钌、钛、铌、钽等金属外，硝酸几乎可氧化所有金属。某些金属如Fe、Al、Cr等能溶于稀硝酸，而不溶于冷浓硝酸。这是因为这类金属表面被浓硝酸氧化形成一层十分致密的氧化膜，阻止了内部金属与硝酸进一步作用，这种现象被称为钝化；经浓硝酸处理后的钝态金属，就不易再与稀酸作用。

硝酸作为氧化剂，可能被还原为以下一系列较低氧化态的氮的化合物：

硝酸与金属反应，其还原产物主要取决于硝酸的浓度、金属的活泼性和反应的温度。对同一种金属来说，酸愈稀则其还原产物氮的氧化态降低得愈多。一般来说，不活泼的金属如Cu、Ag、Hg和Bi等与浓硝酸反应主要生成NO₂，与稀硝酸(6mol·L^-1)反应主要生成NO；活泼金属如Fe、Zn、Mg等与稀硝酸反应则生成N₂O或铵盐。

浓硝酸与浓盐酸的混合液(体积比为1:3)称为王水，可溶解不能与硝酸作用的金属，如：

Au+HNO₃+4HCl=H[AuCl₄]+NO+2H₂O

硝酸盐大多是无色易溶于水的晶体，它的水溶液氧化性较弱。硝酸盐在常温下是较稳定的，但在高温时会分解放出O₂而显氧化性。硝酸盐热分解的产物决定于盐的阳离子。碱金属和碱土金属的硝酸盐热分解放出O₂并生成相应的亚硝酸盐。电位顺序在Mg和Cu之间的金属所形成的硝酸盐热分解时生成相应的氧化物，电位顺序在铜以后的金属硝酸盐则分解为金属，例如：