【转帖】氨的分子结构及性质

dfjy3017

2009/01/12

私聊

分析化学

一、氨的分子结构
　　氮原子有5个价电子，其中有3个未成对，当它与氢原子化合时，每个氮原子可以和3个氢原子通过极性共价键结合成氨分子，氨分子里的氮原子还有一个孤对电子。
　　氨分子的空间结构是三角锥形，三个氢原子处于锥底，氮原子处在锥顶。每两个N—H键之间夹角为107°18’，因此，氨分子属于极性分子。
　　 H H
　　 .. |
　　电子式: H:N:H 结构式: H-N-H
　　 ..
二、氨的性质
　　化学式 NH3
　　 1、物理性质
　　相对分子质量 17.031
　　氨气在标准状况下的密度为0.7081g/L
　　氨气极易溶于水，溶解度1：700
　　 2、化学性质
　　 (1)跟水反应
　　氨溶于水时，氨分子跟水分子通过*氢键结合成一水合氨(NH3•H2O)，一水合氨能小部分电离成铵离子和氢氧根离子，所以氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变红色。氨在水中的反应可表示为：
　　一水合氨不稳定受热分解生成氨和水
　　氨水中存在三分子、三离子、三平衡
　　分子：NH3、NH3•H2O、H2O；
　　离子：NH4+、OH-、H+；
　　三平衡：NH3+H2O NH3•H2O NH4++OH-
　　 H2O H++OH-
　　氨水在中学化学实验中三应用
　　 ①用蘸有浓氨水的玻璃棒检验HCl等气体的存在；②实验室用它与铝盐溶液反应制氢氧化铝；③配制银氨溶液检验有机物分子中醛基的存在。
　　 (2)跟酸反应
　　 2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
　　 3NH3+H3PO4===(NH4)3PO4
　　 NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
　　（反应实质是氨分子中氮原子的孤对电子跟溶液里具有空轨道的氢离子通过配位键而结合成离子晶体。若在水溶液中反应，离子方程式为：
　　 8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl
　　 (黄绿色褪去，产生白烟)
　　反应实质：2NH3+3Cl2===N2+6HCl
　　 NH3+HCl===NH4Cl
　　总反应式：8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl
三、氨的制法
　　 1.工业制法：工业上氨是以哈伯法通过N2和H2在高温高压和催化剂存在下直接化合而制成：
　　工业上制氨气
　　高温高压
　　 N2(g)+3H2(g)========2NH3(g)（可逆反应）
　　催化剂
　　 △rHθ =-92.4kJ/mol
　　 2. 实验室制备:
　　实验室，氨常用铵盐与碱作用或利用氮化物易水解的特性制备：
　　 △
　　 2NH4Cl + Ca(OH)2===2NH3↑+ CaCl2 + 2H2O↑
　　 Li3N + 3H2O === LiOH + NH3↑
四、铵盐
　　铵盐是氨与酸作用得到铵盐，铵盐是由铵离子(NH4+)和酸根离子组成的化合物。一般为无色晶体，易溶于水，是强电解质。从结构来看，NH4+离子和Na+离子是等电子体。NH4+离子的半径比Na+离子的大，而且接近于K+离子，一般铵盐的性质也类似于钾盐，如溶解度，一般易溶，易成矾。铵盐和钾盐是同晶型等，在化合物分类中常把铵盐和碱金属盐归为一类。铵盐的化学性质：①有一定程度的水解。因为氨是弱碱，铵盐是弱碱强酸盐或弱碱弱酸盐，前者水解后溶液显酸性：
　　 NH4++H2O== NH3•H2O+H+
　　 ②受热分解，所有的铵盐加热后都能分解，其分解产物与对应的酸以及加热的温度有关。分解产物一般为氨和相应的酸。如果酸具有氧化性，则在加热条件下，氧化性酸和产物氨将进一步反应，使NH3氧化为N2或其氧化物：
　　人碳酸氢铵最易分解，分解温度为30℃：
　　氯化铵受热分解成氨气和氯化氢。这两种气体在冷处相遇又可化合成氯化铵。这不是氯化铵的升华，而是它在不同条件下的两种化学反应：

　　 ③跟碱反应放出氨气
　　
　　 1、人工固氮
　　工业上通常用H2和N2 在催化剂、高温、高压下合成氨
　　最近，两位希腊化学家，位于Thessaloniki的阿里斯多德大学的George Marnellos和MichaelStoukides发明了一种合成氨的新方法(Science，2Oct．1998，P98)。
　　 2、天然固氮
　　闪电能使空气里的氮气转化为一氧化氮，一次闪电能生成80～1500kg的一氧化氮。这也是一种自然固氮。自然固氮远远满足不了农业生产的需求。

六、注意事项
　　氨对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用，可以吸收皮肤组织中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结构。氨的溶解度极高，所以主要对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用，常被吸附在皮肤粘膜和眼结膜上，从而产生刺激和炎症。可麻痹呼吸道纤毛和损害粘膜上皮组织，使病原微生物易于侵入，减弱人体对疾病的抵抗力。氨通常以气体形式吸入人体，氨被吸入肺后容易通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合，破坏运氧功能。进入肺泡内的氨，少部分为二氧化碳所中和，余下被吸收至血液，少量的氨可随汗液、尿液或呼吸排出体外。
　　
七.NH3系列常用方程式
　　 NH4+ + H2O NH3.H2O + H+
　　 2NH4+ + SiO32- + H2O == H4SiO4↓ + 2NH3↑
　　 NH4+ + AlO2- + H2O == Al(OH)3↓ + NH3↑
　　 NH4+ + HCO3- + 2OH- == CO32- + H2O + NH3.H2O（向NH4HCO3溶液中加入足量NaOH溶液）
　　　

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