氮的化合物
氮 的 化 合 物
喷泉实验
• 喷泉实验的基本原理是： 气体在液体中溶解度很 大，在短时间内产生足 够的压强差（负压）， 则打开活塞后，大气压 将烧杯内的液体压入烧 瓶中，在尖嘴导管口形 成喷泉。
形成喷泉的组合
（1）UTP（常温常压下），NH3、HCl、 SO2、NO2 ,O2与水组合能形成喷泉。 （2）酸性气体与NaOH（aq）组合能形成喷 泉，例如CO2与NaOH， Cl2与NaOH ，SO2 与NaOH等。
【典例1】都能用右图所示装置进行喷泉实 验的一组气体是(注：烧杯内为NaOH溶 液) ( A )
A．HCl和CO2 B．NH3和CH4 C．SO2和CO
D．NO2和NO
2、NH3的化学性质 a、溶于水，与水反应 NH3+H2O NH3· H2O的性质 唯一可溶于水的一元弱碱，不稳定，只能存在 于水溶液中，具有碱的通性。 NH3· H2O NH4++OH-
④NO、 NO2与O2混合溶于水 有多种反应比例关系，可以被水完全 吸收，也可有气体残留。
原子组成法
• 4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于 2N2O5的组成，即上述反应都与N2O5＋ H2O===2HNO3等效。这为上述问题的解决 提供了新的思路，即利用混合气体中的N、 O原子个数比进行分析判断。
一、氮在自然界的存在
1、氮原子的结构 氮原子结构示意图： +7 25
氮原子最外层有5个电子，可得到3 个电 子形成稳定离子，但也可形成共价化合物，常见 的化合价有-3、+1、 +2、 +3、 +4、 +5价。 2、存在形式:游离态的氮是空气的主要成份； 化合态的氮主要以硝酸盐和亚硝酸盐的形式存 在；
【典例3】在标准状况下，把22.4 L NO、NO2 的混合气体通入装有1 L水的密闭容器中，再 向该容器中充入足量的O2，完全反应后(假设
有机化学 含氮有机化合物
第十三章含氮有机化合物
⑵芳环上的亲核取代反应
(i)芳环的特征反应是亲电取代反应
邻位或对位被硝基取代的芳香卤代物，由于强吸电子基硝基的影响，使苯环上的电子云密度降低，不利于亲电试剂的进攻，容易发生亲核取代反应。
Cl
NO 2
O 2N
NO 2
2NH 3
NH 2
O 2N
NO 2
NO 2
NH 4Cl
氮原子与脂肪烃基相连的是脂肪胺(R-NH 2)，与芳香环直接相连的为芳香胺(Ar-NH 2)
按照分子中所含氨基的数目，有一元、二元或多元胺
注意“氨”、“胺”、“铵”字的用法，在表示基时，如氨基、亚氨基，用“氨”；表示NH 3的烃基衍生物时，用“胺”；而季铵类化合物则用“铵”。
-NH 2（氨基）、-NH-（亚氨基）
(CH3CH2)2NH CH3CH2NH CH3
N CH3N
CH3
CH3
①气相：(CH 3)3N
(CH 3)2NH CH 3NH 2NH 3
＞＞＞(CH 3)3N (CH 3)2NH CH 3NH 2NH 3
＞＞＞②水溶液相：
3°2°
1°3°
2°1°原因：CH 3的+I 效应使N 上电子云密度增加，与H +
的结合力增加，碱性增强。
K b ×10
5
59.542.5 6.73 1.8
（教材错误）。
含氮化合物
R CH2 NH2
+
HNO2
RCH2OH + RCH
CH2 + N2
+ H2O
+ Cl NH3
+ HNO2
H
+
0-5 0C
N2 Cl
+
+ 2H2O
重氮盐
设计制作：隽桂才
芳香重氮盐很活泼
OH
H 2O
+ N2 Cl
H 3PO2 H 2O CuX CuCN
CH3ONO2
硝酸甲酯
CH2CH2ONO
亚硝酸乙酯
2 硝基和亚硝基化合物中将硝基和亚硝基看作为取代基
NO2 CH3 CH3NO2 CH3
NO
硝基甲烷
邻硝基甲苯
设计制作：隽桂才
对亚硝基甲苯
硝酸酯和芳香多硝基化合物都有爆炸性，常 被用做炸药，如
CH3 CH2ONO2 CHONO2 CH2ONO2 NO2 O2N NO2
三硝基甘油酯
2，4，6-三硝基甲苯 （TNT）
设计制作：隽桂才
二 物理性质
颜色 多为淡黄色 沸点 比相应的卤代烃高, 常温下为高沸点 的液体或结晶固体 溶解性 不溶于水,易溶于有机溶剂,液体的 硝基化合物是有机化合物的良好的溶剂 但是因为硝基化合物有毒性 ,可透过皮肤被 机体吸收,生产上很少采用它，例如硝基苯有 剧毒；多硝基化合物有爆炸性 , 如 2,4,6-三 硝基甲苯(TNT)为烈性炸
含氮化合物
名称 氨
结构式 NH3
名称 胺
结构式 RNH2，ArNH2 R2NH (Ar)2NH R3N (Ar)3N R4N+OHR4 N+Cl-
氮元素的单质及其化合物
氮元素的单质及其化合物氮元素是自然界中最常见的元素之一，可以以多种形式存在，包括单质和化合物。
在这篇文章中，我们将探讨氮的单质及其一些重要化合物。
氮的单质是氮气(N2)，也被称为氮分子。
氮气是大气中的主要组成部分，占据了大约78%的体积比例。
它具有无色、无味、无毒的特点，是一种稳定而不反应的分子。
氮气在自然界中通过固定氮和解耦过程进行循环。
固定氮是将氮气转化为植物可用的形态，解耦是指将固定的氮还原回氮气的过程。
氮气的化学性质相当稳定，对大部分物质不起反应。
然而，在极高的温度下，氮气会与氧气在空气中反应生成一氧化二氮(NO)和二氧化氮(NO2)。
这些物质是空气污染的主要原因，会对人类健康和环境造成危害。
此外，氮气也可以反应生成氮化物和氨等化合物。
氮化物是氮和金属之间的化合物。
氮通常以3-价形式存在，因此当与金属形成化合物时，氮原子通常会接受金属的3个电子来形成盐式化合物。
常见的氮化物包括三氮化硼(BN)、三氮化钛(TiN)和三氮化铝(AlN)等。
氮化物具有高熔点、高硬度和良好的热和电导性能，因此在材料科学中有广泛的应用。
氨是氮的另一种重要化合物，化学式为NH3、氨是一种无色气体，在常温下有刺激性的气味。
它是一种强碱性化合物，可以与酸反应生成相应的盐。
由于氨具有很强的溶解性，因此在制药、化工和肥料工业中有广泛的应用。
此外，氨也是生物体内的重要分子，它是氨基酸和蛋白质的组成成分之一硝酸盐是含有氮元素的化合物，由一个正离子和一个硝酸根离子组成。
硝酸盐广泛存在于自然界中，包括地壳、水和空气中的通过自然过程形成的盐。
硝酸盐在农业中也是重要的肥料，因为它们能为植物提供必要的氮源。
此外，硝酸盐还用于制造炸药和火药。
氰化物是含氮和碳的化合物，其化学式为CN。
氰化物是高度有毒的物质，对生命体具有致命的影响。
尽管如此，氰化物在一些工业过程中仍然有用途。
例如，氰化物被用于金矿提取中，因为它能与金形成稳定的配合物。
在总结中，氮元素有多种形式存在，包括氮气、氮化物、氨、硝酸盐和氰化物等。
含氮有机化合物
（一）酰胺的结构和命名
其结构通式如下：
酰胺的命名是根据酰基和氨（或胺）基的名称而称为“某酰 某胺”，并在酸胺名称前指明氮上所连的烃基。例如：
酰胺的性质： （二）酰胺的性质： 1、酸碱性： 酰胺的碱性很弱，接近于中性。（因氮原子 上的未共用电子对与碳氧双键形成P-π共轭）。
酰亚胺(酰胺氮上的另一个氢原子也被酰基取 代)显弱酸性（例如，邻苯二甲酰亚胺，能与强碱 的水溶液生成盐）。
2-甲基-4-氨基己烷
CH3 CH3 CH3-CH-CH2-CH-N-CH2-CH3 CH2-CH3
2-甲基-4-(二乙氨基)戊烷
二、 胺的性质
（一）胺的物理性质 低级胺有氨味或鱼腥味，高级胺无味。 芳胺有毒！ 溶解度：低级胺可溶于水，高级胺不溶于水。 溶解度 （氢键、R在分子中所占比重） 沸点：伯、仲胺沸点较高(氢键)，叔胺沸点 沸点 较低。
+ H2O
N-甲基-N-亚硝基苯胺
。 3 胺 (CH3)2N
+ HNO2
(CH3)2N
N=O
对亚硝基-N,N-二甲苯胺
脂肪族胺与HNO2的反应可用来区别伯、仲、叔胺。
酰胺
酰胺可看作羧酸分子中羧基上的羟基被 氨基取代后所生成的化合物，其官能团为酰 胺基（ ），是羧酸的重要衍生物，也
是氨或胺的酰基衍生物。
尿素在农业上又是一种很好的肥料。
尿素晶体缓慢加热，则两分子尿素脱去一分子氨 而缩合成二缩脲。
二缩脲反应：二缩脲在碱性溶液中与稀硫酸铜溶 液反应，能产生紫色或紫红色的配合物。
季铵盐和季铵碱
季铵盐：是氨彻底烃基化的产物。具有无机盐的性 质，在水中完全电离，不溶于有机溶剂。
R3N + RX R4N X季铵盐
有机含氮化合物
有机含氮化合物有机含氮化合物是指分子中氮原子和碳原子直接相连的有机物，也可看成是烃分子的一个或几个氢原子被含氮的官能团所取代的衍生物，前面学过的包括氨基酸、腈、酰胺，亚胺、肟、腙。
一、硝基化合物硝基化合物是指烃分子中的氢原子被硝基取代后得到的化合物，常用RNO2或ArNO2表示。
根据硝基所连接烃基的不同可以分为脂肪族和芳香族硝基化合物，根据分子中所连硝基的多少又可以分为一硝基化合物和多硝基化合物。
共振论的观点认为硝基化合物是两种极限式的共振杂化体。
大部分芳香族硝基化合物为淡黄色固体，大多数具有苦杏仁气味。
硝基对苯环有亲电取代又有亲核取代。
（一）芳核上的亲核取代反应（1）硝基对苯环上取代基特别是邻、对位取代基的性质有很大影响卤苯型化合物中的卤素卤素很不活泼。
，难以发生亲核取代.，但当卤素的邻、对位有硝基存在时，卤原子活泼型增加，硝基越多，亲核取代反应越容易进行。
有证据表明该反应是分两步进行的，第一步是亲核加成，形成带负电荷的活性中间体买森海默尔配合物，第二步是离去基团卤素的离去。
在这个反应中，决定反应速率的步骤中有两种分子参与，所以是双分子历程。
原因。
由于邻、对位硝基对卤素的强吸电子作用，使得与卤素相连的碳原子密度降低。
容易受到亲核试剂的进攻。
硝基在邻位的情况与之在对位的情况相似，如果邻对位均有硝基，芳香亲核取代反应则更容易。
（二）硝基的还原反应硝基化合物易被还原，反应条件对还原产物有较大影响，在酸性介质中，以zn，Fe,或Sn 为还原剂，硝基将被还原成氨基，该反应的中间产物是亚硝基苯及羟基苯胺，但它们比硝基苯更容易还原，不容易分离出来。
，进一步还原为氨基，若以二氯化锡为还原剂，还可选择还原硝基，避免醛基得还原。
在中性或弱酸性下，主要得芳基羟胺。
在碱性介质中，主要发生双分子还原，还原剂不同，还原产物有很大差异。
，但产物经酸性条件进一步还原最终形成苯胺。
若用硫化钠，硫氢化钠，可以选择性地还原一个。
（三）缩合反应有a氢的硝基化合物在碱性条件下生成负碳离子，缩合反应。
含氮有机化合物和杂环汇总
CH3NHCH2CH3 甲乙胺 （仲胺） 甲基-乙基-环丙基 H 3C N CH2CH3 胺（叔胺）
6
NHCH 3
N-甲基苯胺
邻-甲基苯胺 N-甲基-N-乙基 苯胺
7
NH 2 CH3
N CH3 CH2CH3
CH2NH 2
+ NH 3 Cl
苯甲胺（苄胺） 氯化苯铵 溴化四甲铵
-
(CH3)4N Br
31
第二节 重氮化合物 和偶氮化合物
重氮化合物 R-N=N（Ar）
偶氮化合物
R-N=N-R’ （Ar）
32
重氮化合物的化学性质 1.重氮基取代反应（放氮反应）
33
OH
+
N2
H
+
3 PO 2+ H 2O
O H2
/ △
N2
N2
N) 2 C ( u 2 C N KC
+
Cu
2X 2
+H
X
CN N2
X
+
27
(3) 叔胺和亚硝酸反应
N(CH3)2
N(CH3)2
+ HNO2
N O
28
鉴别：
伯胺 脂 肪 族 仲胺
HNO2
N2 黄色油 状物
叔胺
溶解
29
五.与医学有关的胺类
苯胺
NH 2 + 3Br2(水）
Br Br NH 2 Br + HBr
白
30
ห้องสมุดไป่ตู้
拓展
“新洁尔灭”
溴化二甲基十二烷基苄基铵，又称苯扎溴 铵（C6H5CH2N+(CH3)2C12H25Br-），商品名为 “新洁尔灭”。它为季铵盐型阳离子表面活性 广谱杀菌剂，杀菌力和去垢效力强，对皮肤和 组织无刺激性，对金属、橡胶制品无腐蚀作用， 不污染衣服，性质稳定，易于保存，属消毒防 腐类药物。1:1000～2000的新洁尔灭溶液广泛 用于手、皮肤、粘膜、器械等的消毒。
有机含氮化合物
有机含氮化合物概述有机含氮化合物是一类含有碳-氮化合键的有机化合物。
这类化合物具有丰富的结构类型和多样的性质，广泛存在于自然界中，也是合成有机化合物的重要起始物质之一。
本文将从有机含氮化合物的分类、合成方法、性质及应用等方面进行探讨。
有机含氮化合物的分类有机含氮化合物根据氮原子的氧化态以及与碳原子的连接方式可以分为以下几类：1. 胺类化合物胺类化合物是最常见的有机含氮化合物之一，其分子中至少含有一个或多个氨基（-NH2）基团。
根据氨基原子的碳原子个数不同，胺类化合物又可分为三类：一级胺、二级胺和三级胺。
一级胺：有一个氨基与两个碳原子相连，例如甲胺（CH3NH2）；二级胺：有两个氨基与一个碳原子相连，例如二甲胺（CH3NHCH3）；三级胺：有三个氨基与一个碳原子相连，例如三甲胺（CH3N(CH3)2）。
2. 腈类化合物腈类化合物是由碳与氮原子形成三键而构成的化合物，其通式为RC≡N。
腈类化合物具有较高的活性，可用于合成多种有机化合物。
3. 酰胺类化合物酰胺类化合物是由酰基羰基与氨基反应形成的衍生物，其通式为RCONR’2。
酰胺类化合物具有重要的生理活性和药理活性，广泛用于医药和农药等领域。
4. 腙类化合物腙类化合物是碳原子与氮原子通过氧化还原反应形成的化合物，其通式为R2C=NOH。
腙类化合物具有良好的亲电性，可用于合成多种含氮有机化合物。
有机含氮化合物的合成方法有机含氮化合物的合成方法多种多样，下面介绍几种常用的方法：1. 氨解反应氨解反应是通过氨与有机化合物反应生成胺类化合物的方法。
该反应常采用氨气或胺盐与卤代烃、醛、酮等有机化合物反应，生成相应的胺类产物。
2. 脱水胺化法脱水胺化法是通过三氧化二砷、氯化亚砜等试剂将羧酸和胺反应生成酰胺类化合物的方法。
该方法条件温和，适用于大多数羧酸和胺的反应。
3. 加成反应加成反应是将含有双键的有机化合物与胺类化合物反应，生成带有氮原子的化合物。
例如，马达尔反应是将亚硝基化合物与烯烃反应生成胺类化合物。
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氮的化合物
自从20世纪以来，氮的化合物的研究取得了巨大的进步，从生物、经济到环境方面都产生了重要的影响。
本文将介绍氮的化合物的分类、性质、生物作用，以及它们在环境和经济领域发挥的作用，并探讨未来的发展趋势。
一、氮的化合物的分类
氮的化合物可以根据其化学特性以及构成的元素的不同而分为两大类：氮的有机化合物和无机氮化物。
有机氮化合物指的是含有氮的有机化合物，包括各种天然物质和合成物。
无机氮化物指的是以氮为元素的离子化合物或非离子化合物，如氮气、氮化物、氮氧化物等。
二、氮的化合物的性质
氮的化合物具有不同的化学性质，可以根据其结构特征进行分类。
有机氮化合物的性质比较复杂，具有不同的化学稳定性和生物活性，有的可以持续发挥作用，有的很快就会分解；无机氮化物的性质比较单一，主要是氧化还原性和腐蚀性。
三、氮的化合物的生物作用
氮的化合物在生物体中发挥着重要作用，它们可以作为生物体内重要物质的成分，如氨基酸和多糖、脂肪等，也可以作为维持有机物体存在的必要条件，如氮气和氮化物。
氮的化合物也可以用作生物体内重要代谢过程的辅助物质，如氨基酸的合成和分解过程，以及激素的分泌等。
四、氮的化合物在环境和经济领域的作用
氮的化合物在环境和经济方面发挥着重要作用。
氮的化合物能够改善土壤的肥力，可以提高土壤的质量，增强其对水、肥料和其他营养元素的利用效率；氮的化合物也是农业生产的重要物质，可以提高作物的收获量和品质，促进农业的发展；此外，氮的化合物能够为纺织行业提供肥沃的材料，可以改善纤维和织物的性能和质量，提高纺织品的价值。
五、未来的发展趋势
氮的化合物的研究发展正在以迅猛的步伐前进，将给我们的生活带来巨大的变革。
随着氮的化合物的不断开发利用，它不仅可以改善环境质量，还可以促进经济社会发展，实现经济增长和生态环境改善的双赢局面。
未来，将会有更多关于氮的化合物的研究，研究将更多元化，注重应用，开展新的技术，以提高氮在经济社会发展中的作用。
综上所述，氮的化合物的研究取得了突破性的进展，在生物、环境和经济领域发挥着重要的作用，并将会进一步增强其在经济社会发展中的作用。