一、氨的分子結(jié)構(gòu)
氮原子有5個(gè)價(jià)電子其中有3個(gè)未成對(duì)當(dāng)它與氫原子化合時(shí)每個(gè)氮原子可以和3個(gè)氫原子通過(guò)極性共價(jià)鍵結(jié)合成氨分子，氨分子里的氮原子還有一個(gè)孤對(duì)電子。
氨分子的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形三個(gè)氫原子處于錐底氮原子處在錐頂。每?jī)蓚�(gè)N—H鍵之間夾角為107°18’因此氨分子屬于極性分子。
H H
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電子式: H:N:H 結(jié)構(gòu)式: H-N-H
..
二、氨的性質(zhì)
化學(xué)式 NH3
1、物理性質(zhì)
相對(duì)分子質(zhì)量 17.031
氨氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.7081g/L
氨氣極易溶于水溶解度1：700
2、化學(xué)性質(zhì)
(1)跟水反應(yīng)
氨溶于水時(shí)氨分子跟水分子通過(guò)*氫鍵結(jié)合成一水合氨(NH3•H2O)一水合氨能小部分電離成銨離子和氫氧根離子所以氨水顯弱堿性能使酚酞溶液變紅色。氨在水中的反應(yīng)可表示為：
一水合氨不穩(wěn)定受熱分解生成氨和水
氨水中存在三分子、三離子、三平衡
分子：NH3、NH3•H2O、H2O；
離子：NH4+、OH-、H+；
三平衡：NH3+H2O NH3•H2O NH4++OH-
H2O H++OH-
氨水在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中三應(yīng)用
①用蘸有濃氨水的玻璃棒檢驗(yàn)HCl等氣體的存在；②實(shí)驗(yàn)室用它與鋁鹽溶液反應(yīng)制氫氧化鋁；③配制銀氨溶液檢驗(yàn)有機(jī)物分子中醛基的存在。
(2)跟酸反應(yīng)
2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
3NH3+H3PO4===(NH4)3PO4
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
（反應(yīng)實(shí)質(zhì)是氨分子中氮原子的孤對(duì)電子跟溶液里具有空軌道的氫離子通過(guò)配位鍵而結(jié)合成離子晶體。若在水溶液中反應(yīng)離子方程式為：
8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl
(黃綠色褪去產(chǎn)生白煙)
反應(yīng)實(shí)質(zhì)：2NH3+3Cl2===N2+6HCl
NH3+HCl===NH4Cl
總反應(yīng)式：8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl
三、氨的制法
1.
工業(yè)制法：工業(yè)上氨是以哈伯法通過(guò)N2和H2在高溫高壓和催化劑存在下直接化合而制成：
工業(yè)上制氨氣
高溫高壓
N2(g)+3H2(g)========2NH3(g)（可逆反應(yīng)）
催化劑
△rHθ =-92.4kJ/mol
2.
實(shí)驗(yàn)室制備:
實(shí)驗(yàn)室氨常用銨鹽與堿作用或利用氮化物易水解的特性制備：
△
2NH4Cl + Ca(OH)2===2NH3↑+ CaCl2 + 2H2O↑
Li3N + 3H2O === LiOH + NH3↑
四、銨鹽
銨鹽是氨與酸作用得到銨鹽，銨鹽是由銨離子(NH4+)和酸根離子組成的化合物。一般為無(wú)色晶體易溶于水是強(qiáng)電解質(zhì)。從結(jié)構(gòu)來(lái)看NH4+離子和Na+離子是等電子體。NH4+離子的半徑比Na+離子的大而且接近于K+離子一般銨鹽的性質(zhì)也類(lèi)似于鉀鹽如溶解度一般易溶易成礬。銨鹽和鉀鹽是同晶型等在化合物分類(lèi)中常把銨鹽和堿金屬鹽歸為一類(lèi)。銨鹽的化學(xué)性質(zhì)：①有一定程度的水解。因?yàn)榘笔侨鯄A銨鹽是弱堿強(qiáng)酸鹽或弱堿弱酸鹽前者水解后溶液顯酸性：
NH4++H2O== NH3•H2O+H+
②受熱分解所有的銨鹽加熱后都能分解其分解產(chǎn)物與對(duì)應(yīng)的酸以及加熱的溫度有關(guān)。分解產(chǎn)物一般為氨和相應(yīng)的酸。如果酸具有氧化性則在加熱條件下氧化性酸和產(chǎn)物氨將進(jìn)一步反應(yīng)使NH3氧化為N2或其氧化物：
人 碳酸氫銨最易分解分解溫度為30℃：
氯化銨受熱分解成氨氣和氯化氫。這兩種氣體在冷處相遇又可化合成氯化銨。這不是氯化銨的升華而是它在不同條件下的兩種化學(xué)反應(yīng)：
硝酸銨受熱分解的產(chǎn)物隨溫度的不同而不同。加熱溫度較低時(shí)分解生成硝酸和氨氣：
溫度再高時(shí)產(chǎn)物又有不同；在更高的溫度或撞擊時(shí)還會(huì)因分解產(chǎn)物都呈氣體而爆炸。
硫酸銨要在較高的溫度才分解成NH3和相應(yīng)的硫酸、磷酸。強(qiáng)熱時(shí)還伴隨有氨被硫酸氧化的副反應(yīng)所以產(chǎn)物就比較復(fù)雜。
③跟堿反應(yīng)放出氨氣
實(shí)驗(yàn)室里就是利用此反應(yīng)來(lái)制取氨同時(shí)也利用這個(gè)性質(zhì)來(lái)檢驗(yàn)銨離子的存在。銨鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要用途大量的銨鹽用作氮肥如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等。NH4NO3還是某些炸藥的成分NH4Cl用于制備干
電池和染料工業(yè)它也用于金屬的焊接上以除去金屬表面的氧化物薄層。
五、人工固氮和天然固氮
1、人工固氮
工業(yè)上通常用H2和N2 在催化劑、高溫、高壓下合成氨
最近兩位希臘化學(xué)家位于Thessaloniki的阿里斯多德大學(xué)的George Marnellos和MichaelStoukides發(fā)明了一種合成氨的新方法(Science2Oct．1998P98)。在常壓下令氫與用氦稀釋的氮分別通入一加熱到570℃的以鍶-鈰-釔-鈣鈦礦多孔陶瓷(SCY)為固體電解質(zhì)的電解池中用覆蓋在固體電解質(zhì)內(nèi)外表面的多孔鈀多晶薄膜的催化轉(zhuǎn)化為氨轉(zhuǎn)化率達(dá)到78％；對(duì)比：幾近一個(gè)世紀(jì)的哈伯法合成氨工藝通常轉(zhuǎn)化率為10至15％！他們用在線氣相色譜檢測(cè)進(jìn)出電解池的氣體用HCl吸收氨引起的pH變化估算氨的產(chǎn)率證實(shí)提高氮的分壓對(duì)提高轉(zhuǎn)化率無(wú)效；升高電流和溫度雖提高質(zhì)子在SCY中的傳遞速度卻因SCY導(dǎo)電率受溫度限制升溫反而加速氨的分解。
2、天然固氮
閃電能使空氣里的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為一氧化氮一次閃電能生成80～1500kg的一氧化氮。這也是一種自然固氮。自然固氮遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。
豆科植物中寄生有根瘤菌它含有氮酶能使空氣里的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為氮的化合物。固氮酶的作用可以簡(jiǎn)述如下：
除豆科植物的根瘤菌外還有牧草和
其他禾科作物根部的固氮螺旋桿菌、一些原核低等植物——固氮藍(lán)藻、自生固氮菌體內(nèi)都含有固氮酶這些酶有固氮作用。這一類(lèi)屬自然固氮的生物固氮。
六、注意事項(xiàng)
氨對(duì)接觸的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用可以吸收皮膚組織中的水分使組織蛋白變性并使組織脂肪皂化破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。氨的溶解度極高所以主要對(duì)動(dòng)物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用常被吸附在皮膚粘膜和眼結(jié)膜上從而產(chǎn)生刺激和炎癥。可麻痹呼吸道纖毛和損害粘膜上皮組織使病原微生物易于侵入減弱人體對(duì)疾病的抵抗力。氨通常以氣體形式吸入人體氨被吸入肺后容易通過(guò)肺泡進(jìn)入血液與血紅蛋白結(jié)合破壞運(yùn)氧功能。進(jìn)入肺泡內(nèi)的氨，
時(shí)代洛氏硬度計(jì)少部分為二氧化碳所中和余下被吸收至血液少量的氨可隨汗液、尿液或呼吸排出體外。
短期內(nèi)吸入大量氨氣后會(huì)出現(xiàn)流淚、咽痛、咳嗽、胸悶、呼吸困難、頭暈、嘔吐、乏力等。若吸入的氨氣過(guò)多導(dǎo)致血液中氨濃度過(guò)高就會(huì)通過(guò)三叉神經(jīng)末梢的反射作用而引起心臟的停搏和呼吸停止危及生命。
長(zhǎng)期接觸氨氣部分人可能會(huì)出現(xiàn)皮膚色素沉積或手指潰瘍等癥狀；氨氣被呼入肺后容易通過(guò)肺泡進(jìn)入血液與血紅蛋白結(jié)合破壞運(yùn)氧功能。短期內(nèi)吸入大量氨氣后可出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶、呼吸困難可伴有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等嚴(yán)重者可發(fā)生肺水腫、成人呼吸窘迫綜合癥同時(shí)可能發(fā)生呼吸道刺激癥狀。
室內(nèi)空氣中氨氣主要來(lái)自建筑施工中使用的混泥土添加劑。添加劑中含有大量氨內(nèi)物質(zhì)在墻體中隨著溫度、濕度等環(huán)境因素的變化而還原成氨氣釋放出來(lái)。
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）
NH3 + H2O NH3.H2O
NH3.H2O NH4+ + OH-
NH3.H2O + Ag+ == AgOH↓+ NH4+ ；2AgOH == Ag2O + H2O (AgNO3溶液中加入少量氨水)
2NH3.H2O + Ag+ == [Ag(NH3)2]+ + H2O (足量氨水)：
2NH3.H2O + Cu2+ == Cu(OH)2↓+ 2NH4+ (向CuSO4溶液中加入少量氨水)：
4NH3.H2O + Cu2+ == [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O (足量氨水)：
2NH3.H2O + Zn2+ == Zn(OH)2↓+ 2NH4+ (向ZnCl2溶液中加入少量氨水)
4NH3.H2O + Zn2+ == [Zn(NH3)4]2+ + 4H2O ( 足量氨水)：
3NH3.H2O + Al3+ == Al(OH)3↓+ 3NH4+
