理学氮磷砷
环境中砷元素的分布_化学形态_生物毒性及其污染治理
1砷的分布砷是周期表中第四周期、第五族元素，原子序数33，原子相对质量74.92159，在自然界中有着广泛的分布，地壳中砷的含量约为5.5×10-8。
砷在自然界中极少以单质状态存在，主要是以砷化合物方式存在，如雄黄（As2S2）、雌黄（As2S3）、硫砷铁矿（FeAsS）和砷钴矿（CoAs2）等。
世界自然土壤中砷的背景值一般为5~ 10mg·kg-1[1-2]，我国土壤砷背景值的监测结果表明，在4093个样品中，砷的算术平均值为11.2mg·kg-1，几何均值为9.2mg·kg-1[3]。
大气圈中含砷的量为0.01~ 1.0μg·m-3，水圈中砷的浓度较低，在5~50μg·L-1之间[4]。
2砷的污染砷的污染主要来自矿山开采、含砷矿石冶炼、以砷为原料的化工生产以及工农业中含砷化合物的使用等。
美国环境保护署（USEPA）把砷定为五大有毒元素之一[5]。
据报道，我国自1956—1984年期间曾发生30余起砷中毒事件[6]。
湖南素有“有色金属之乡”的美誉，由于矿产开采和金属冶炼活动，造成湖南的砷毒土壤中砷含量是世界土壤平均含砷量的8~544倍[7]。
湖南省宜章县生产砒霜的净化池中，水中含砷量达到2000mg·L-1，周围灌溉井水中砷含量为0.9mg·kg-1，高的达8mg·kg-1[8]。
石门县雄黄矿附近的3个村庄土壤中砷的含量为84~296mg·kg-1[9]。
常宁县水口山附近的水稻田中砷含量达到92~840mg·kg-1[10]。
对郴州某砷污染区进行研究，结果表明该地区土壤含砷量为19.5~237.2mg·kg-1，平均为63.9mg·kg-1，比全国平均土壤含砷量高2~25倍[11]。
20世纪90年代末，冷水江市的锡矿区曾经发生过As急性中毒的事故[12]。
曾敏等[13]也报道湖南郴州、冷水江市和石门县雄黄矿附近的土壤和植物受到严重的砷污染。
无机化学教学15章氮族元素PPT课件
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
应；而一氧化氮与氢气反应生成氨气，氮元素从+2价降低到-3价，发
生还原反应。
氮族元素的配位反应
01
02
03
配位键的形成
氮族元素可以与配位体形 成配位键，如氮元素与氢 离子形成配位键。
配位反应的规律
配位反应遵循电子配对原 则，即电子总数为偶数的 电子对。
配位反应的实例
硫酸铵与氢氧化钡反应生 成硫酸钡沉淀和氨气，其 中硫酸根离子中的硫与氢 离子形成配位键。
砷在历史上曾用于制造杀 虫剂、防腐剂和颜料等， 但现在已被禁止或限制使 用，因为其具有剧毒性和 致癌性。
无机化学教学15章氮族元 素ppt课件
02 氮族元素的物理性质
氮族元素的原子结构
氮族元素位于元素周期表第VA 族，包括氮（N）、磷（P）、
砷（As）、锑（Sb）和铋 （Bi）。
氮族元素的原子结构特点是价电 子数为5，最外层电子排布为 ns²np³。
总结
磷的含氧酸和含氧酸盐是无机化学中重要的化合物，它们在自然界 中广泛存在，并具有多种应用，如磷肥可用于农业生产。
砷的含氧酸和含氧酸盐
含氧酸
砷酸、亚砷酸、次砷酸等。
含氧酸盐
砷酸盐、亚砷酸盐、次砷酸盐等。
总结
砷的含氧酸和含氧酸盐在无机化学中具有一定的研究价值， 它们在自然界中广泛存在，并具有潜在的应用前景，如砷 化合物在药物和农药等领域的应用。
由于价电子数相同，氮族元素的 原子半径相近，具有相似的电子
结构和性质。
氮族元素的单质和化合物
氮族元素的单质包括氮气、磷 单质、砷单质等。
氮族元素的化合物种类繁多， 包括氧化物、氢化物、含氧酸 及其盐等。
砷化学元素
砷化学元素摘要：一、砷的定义及特性二、砷的发现历史三、砷的元素周期表位置四、砷的常见同位素五、砷的化合物及其应用六、砷的环境问题和健康影响七、我国对砷的管理和应对措施正文：砷（As）是一种化学元素，原子序数为33，位于元素周期表的第五周期第VA族。
砷的化学性质与磷相似，为非金属元素，但其金属性比磷更强。
砷的负化合价有-3、-5、-1、-2、-6，正化合价有+1、+3、+5。
砷的发现历史可以追溯到公元前1500年，当时人们从雄黄（As4S4）和雌黄（As2S3）这两种矿物质中发现了砷。
砷的英文名字“arsenic”来源于希腊语“arsenikos”，意为“雄性”。
砷在元素周期表中的位置是第五周期第VA族。
它的原子半径随着周期数的增加而减小，而在同一周期中，原子半径随着原子序数的增加而减小。
砷的原子结构示意如下：1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p砷有多种同位素，其中最稳定的是砷-75（As-75，丰度为24.76%），其次是砷-73（As-73，丰度为21.38%）和砷-71（As-71，丰度为11.48%）。
砷的化合物种类繁多，具有广泛的应用。
砷酸盐（如砒霜，As2O3）可用作农药和杀虫剂；亚砷酸盐（如亚砒霜，As2O5）可用作木材防腐剂；砷化物（如砷化镓，GaAs）可用作半导体材料。
砷在环境中以化合态存在，主要以砷酸盐和亚砷酸盐的形式。
砷的环境问题主要体现在饮用水、土壤和食物等方面。
砷污染对人体健康的影响包括皮肤损害、神经系统损害、肝脏损害等。
我国对砷的管理和应对措施包括制定相关法规、标准和指南，加强对砷污染的监测和治理，以及提高公众对砷污染的认识。
在饮用水方面，我国制定了砷的卫生标准，规定砷含量不得超过0.05mg/L。
总之，砷是一种具有广泛应用的化学元素，但同时也带来了环境和健康问题。
高中化学氮族元素知识点
高中化学氮族元素知识点氮族元素是元素周期表中的第15族元素，包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）和锇（Bi）。
这些元素在化学性质上具有一些共同的特征，例如它们的价态多变，敏感度较高，容易形成各种化合物等。
1.化学特性氮族元素的价态多变，氮的电子结构为1s²2s²2p³，其价态通常为-3、+3、0和+5、氮和磷的成键性质更加明显而形成更多的化合物，而砷、锑和锇则形成较少的化合物。
在化合物中，氮族元素通常以共价键形式存在。
2.氮族元素的重要化合物（1）氮化物：氮族元素与金属形成氮化物，例如氮化钙（Ca3N2）、氮化铍（Be3N2）等。
这些化合物通常具有很高的热稳定性和硬度，可用作耐磨材料和催化剂。
（2）卤化物：氮族元素与卤素形成卤化物，例如五氯化磷（PCl5）、五溴化磷（PBr5）等。
这些化合物在有机合成和分析化学中具有重要的应用，例如五氯化磷可用于酰氯的制备，五溴化磷可用于酰溴的制备。
（3）氮氧化物：氮氧化物是氮族元素中最重要的化合物之一，其中最常见的是一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）和氧化氮（N2O）。
氮氧化物在大气中起着重要的化学作用，例如一氧化氮对臭氧层的破坏、二氧化氮和空气中的水蒸气反应形成酸雨等。
3.氮族元素的生物化学作用氮族元素在生物体内具有重要的生物化学作用。
例如，氨基酸中的氮以氨的形式存在，氨是合成蛋白质和核酸的关键物质。
此外，生物体内的ATP（三磷酸腺苷）也包含氮元素，ATP是细胞内能量转化的重要媒介物。
4.氮族元素的应用（1）氮化物的应用：氮化物具有耐磨、高熔点和高硬度的特点，因此被广泛应用于耐磨涂层、陶瓷材料和切削工具等领域。
（2）磷适用性广泛：磷广泛应用于农业和化学工业。
作为肥料，磷是作物生长所需的关键元素之一；作为化学品，磷广泛应用于合成有机化合物、制备药品和消防材料等。
（3）磷化氢的用途：磷化氢（PH3）可用作溴化和碘化的脱溴和脱碘试剂，也可用于制备金属磷化物，例如氢磷化镉和氢磷化铜等。
生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征
生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征一、本文概述生态化学计量学是研究生物圈中不同生物体及其与环境之间化学元素（如碳、氮、磷等）比例关系的科学。
这些元素比例关系不仅影响生物体的生长、繁殖和代谢过程，也是生态系统稳定性和功能的关键指标。
碳、氮、磷作为生命活动的基本元素，在生态系统中的循环和转化过程中起着至关重要的作用。
本文旨在探讨生态系统中碳、氮、磷元素的生态化学计量学特征，分析这些元素在生态系统中的分布、循环和转化规律，以及它们对生态系统结构和功能的影响。
本文首先介绍了生态化学计量学的基本概念和研究背景，阐述了碳、氮、磷元素在生态系统中的重要性。
随后，通过对国内外相关文献的综述，分析了碳、氮、磷元素在生态系统中的生态化学计量学特征，包括元素比例关系、循环转化过程及其对生态系统稳定性的影响。
在此基础上，本文还探讨了不同生态系统类型（如森林、草原、湖泊等）中碳、氮、磷元素的生态化学计量学特征差异及其机制。
本文总结了碳、氮、磷元素生态化学计量学特征研究的现状和未来发展趋势，提出了今后研究中需要关注的问题和研究方向。
通过本文的研究，有望为深入理解生态系统碳、氮、磷元素的循环转化过程及其对生态系统稳定性的影响提供理论支持和实践指导。
二、生态系统中的碳元素生态化学计量学特征碳（C）是生命体系中最基本的元素之一，是构成生物有机体的主要骨架。
碳在生态系统中的生态化学计量学特征具有显著的多样性和复杂性。
在生态系统层面上，碳的循环和转化是生命活动的基础，也是全球碳循环的重要组成部分。
在大多数生态系统中，碳的主要存在形式是有机碳，包括植物组织、动物体和微生物体等。
这些有机碳通过光合作用、化能合成等生物过程进入生态系统，并通过呼吸作用、分解作用等过程返回大气中。
碳的这种循环过程对于维持生态系统的稳定具有重要作用。
在生态化学计量学研究中，碳与其他元素的比值（如C:N、C:P）是描述生态系统功能的重要指标。
这些比值的变化可以反映生态系统的营养结构、生产力、分解速率等重要信息。
2020高考总复习化学必考知识创新设计核心素养提升12 磷、砷及其化合物性质探究
素养说明：磷、砷及其化合物的探究题，充分体现了考生对陌生物质的分析能力，以及获取信息和利用信息的能力。
一、磷及其化合物1.磷的氢化物(PH3)磷的氢化物PH3(磷化氢)又称为膦，膦分子与氨分子的结构相似，也呈三角锥形。
膦是一种较强的还原剂，稳定性较差，在水中的溶解度很小。
2.磷的含氧酸(1)亚磷酸(H3PO3)性质和结构：纯净的亚磷酸是一种无色固体，在水中有较大溶解度；亚磷酸是一种中强二元酸，它的电离常数是K1＝1.6×10－2，K2＝7×10－7。
其电子式和结构式分别是：(2)次磷酸(H3PO2)性质和结构：次磷酸是一种无色的晶体，熔点26.5 ℃，易溶解，－2它是中强酸，又是一元酸，并依下式电离：H3PO2H＋＋H2PO，其电子式和结构式分别是二、砷及其化合物1.砷(As)旧名“砒”。
有灰、黄、黑褐三种同素异形体，具有金属性。
2.砷的氢化物(AsH3)砷与氢结合生成剧毒的砷化氢(AsH3)，砷化氢相当不稳定，加热时分解为单质砷，砷化氢还是一种很强的还原剂。
3.砷的氧化物砷有两种氧化物，三氧化二砷(As2O3)和五氧化二砷(As2O5)。
三氧化二砷，俗称砒霜，是最具商业价值的砷化合物及主要的砷化学开始物料。
它也是最古老的毒物之一，无臭无味，外观为白色霜状粉末，故称砒霜。
4.砷化物砷化物是指一种含有金属砷的化合物。
金属与砷生成的化合物。
自然界中存在砷铜矿Cu3As、斜方砷铁矿FeAs2、砷钴矿CoAs2等砷化物。
[题型专练]磷及其化合物性质探究1.已知磷酸分子中的三个氢原子都可以跟重水分子(D2O)中的D原子发生氢交换。
又知次磷酸(H3PO2)也可跟D2O进行氢交换，但次磷酸钠(NaH2PO2)不再能和D2O发生氢交换。
因此可推断H3PO2的分子结构是( )解析 从题上所给信息可知—O—H中的H才能与D2O进行氢交换，中的氢不能和D2O进行氢交换，又从NaH2PO2和D2O不能进行氢交换可得，NaH2PO2中没有—O—H结构，所以H3PO2的结构为，答案应选B。
元素化学—p区元素及其重要化合物
磷的含氧酸及其盐
磷酸盐
溶解性: 所有的磷酸二氢盐都易溶于水，而磷酸氢盐和正盐除了K+、 Na+、NH4+离子的盐外，一般不溶于水。 水解性: Na3PO4水解呈较强的碱性pH＞12 ；Na2HPO4水溶液呈弱 碱性pH= 9～10，而NaH2PO4的水溶液呈弱酸性pH= 4～5。
磷的含氧酸及其盐
分析上常用此反 应检定溶液中有
无 Mn2+ 离子
基 础 化 学
卤族元素
周期表中元素的分区
IA
0
1
IIA
IIIA IVA VA VIA VIIA
2
3
IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB
(3) 活泼性在Cu之后：
2AgNO3
2Ag + 2NO2 + O2
NO3-、NO2- 的鉴定
NO2-的鉴定 Fe2++NO2-+HAc → Fe3++NO +H2O+2Ac[Fe(H2O)6]2++NO → [Fe(NO)(H2O)5]2+ (棕色) + H2O
NO3-、NO2- 的鉴定
NO3-的鉴定 3Fe2++NO3-+4H+ → 3Fe3++NO +2H2O [Fe(H2O)6]2++NO → [Fe(NO)(H2O)5]2+ (棕色) + H2O
亚硝酸盐比较稳定，特别是碱 金属和碱土金属亚硝酸盐。
2HNO2 N2O3 + H2O NO + NO2 + H2O
蓝色
棕色
国外对砷的研究报告_概述及报告范文
国外对砷的研究报告概述及报告范文1. 引言1.1 概述在过去的几十年里，砷作为一种严重污染物质引起了全球范围内的广泛关注。
砷是地壳中普遍存在的元素之一，但由于人类活动的影响，例如工业排放、农药和化肥使用等，导致砷污染成为目前面临的一项严重环境问题。
随着对砷相关风险的认识不断提升，国外各地区展开了大量针对砷的深入研究。
这些研究涉及到砷的背景和特性、砷来源和传播途径、砷污染风险评估与管理措施、检测方法与仪器设备、去除技术与处理方法以及毒性影响评估等方面。
通过总结国外对砷的研究成果，并借鉴其经验和启示，能够为中国及其他国家开展相关研究提供指导。
1.2 文章结构本文将分为五个章节进行详细论述。
首先在引言部分进行概述，包括背景介绍、现实问题和文章目标。
接下来，在第二部分中，我们将具体介绍国外对砷的研究概况，包括砷的背景和特性、污染源及传播途径以及风险评估与管理措施。
第三部分将重点介绍国外的研究方法和技术，包括砷检测方法与仪器设备、砷去除技术与处理方法以及毒性影响评估方法。
在第四部分，我们将详细阐述国外近年来的研究进展和成果，包括实验室及团队的成果概述、重点研究领域和突破以及成功案例和经验总结。
最后，在第五部分中，我们将对国外的研究报告进行总结和分析，并提出相关问题和挑战。
同时，展望未来国外对砷的研究发展方向，并探讨其对中国及其他国家开展相关研究的借鉴和启示。
1.3 目的本文旨在通过对国外对砷的深入研究进行概述，并总结其成果和经验，为我国及其他国家开展相关研究提供参考和指导。
通过了解国外在检测方法、治理技术和风险评估等方面的最新进展，我们可以借鉴其经验来提高对砷污染问题的认识，并开展有效的防治措施。
同时，通过展望未来国外研究的发展方向，我们可以了解到全球砷污染管理领域可能出现的新问题和挑战，为相关政策制定者提供参考依据。
2. 国外对砷的研究报告概述2.1 砷的背景和特性砷是一种常见的地壳元素，可以以多种形态存在。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1、元素的基本性质从上向下的变化规律强，氮磷之间 有突跃（与Ⅶ、Ⅵ两族相似）
2、以上到下呈现从典型的非金属经过准金属而到金属 的一个 完整过渡
3、能由nS2nP3 3e nS2nP6 仅氮和磷可以在少数化合物 中体现 (Na3Y、Ca3Y2)
4、能由 nS2nP3 -3e nS2nP0仅As3+、Sb3+、Bi3+（需在 强酸介 质中）
因N的原子半径小、又没有d轨道可供成键，所以 N在化合物中的配位数最多不超过4。
四、preparation 工业上生产氮一般是由分馏
液态空气在15.2MPa (150atm)压 力下装入钢瓶备用。或做成液氮 存于液氮瓶中，实验室里备少量 氮气。如:
NH4Cl(s)+NaNO2(饱和)===NH4NO2+NaCl NH4NO2===N2+2H2O
砷是由中国的炼丹家葛洪发现的（317年），德国 的A.Magnus在（1250年）也得到了砷。
锑是古代发现的。铋是由法国的C.J.Geoffroy从铅 中分离得到的。
Section 1 survey
elements 氮 磷
砷
锑
铋
nitrogen phosphorus arsenic stibium bismuth
symbol
N
P
As
Sb
Bi
state
g
s
s
s
s
property non- non- quasi- metal metal
existence air ore
Concentration ore
valence electron configuration
nS2nP3 （half-filled shell）
2*p
*2p
-1504kJ·mol-1
2p 2p
2*s 2s N2
N2的分子轨道能级图 MO理论 N2[KK(σ2s)2(σ2s*)2(π2p2)4(σ2p)2]
特点 ①三重键 ②π轨道＜σ2P轨道
三、property
At the earth`s surface virtually all elemental nitrogen exists as the N2 molecule with its very triple bond （941kJ/mol）.Because of this large bond energy, the N2 molecule is so unreactive that it can coexist with most other elements undernormal conditions without undergoing any appreciable reaction (except Li). This property makes nitrogen gas very useful as a medium for experiments involving substances that react with oxygen or water. Such experiments can be done using an inert atmosphere box of the type shown in Fig.
5、半充满的结构和较大的电负性导致形成共价化合物 是本质 的特征。
6、主要氧化态
N：-3→+5 P： -3、+3、+5 As分族+3、+5
稳定性增强
稳定性减弱
N（V）
P（V）
Bi（V）
氧化性减弱
氧化性增强
氧化性由强到无 还原性减弱
N（Ⅲ ）
P（Ⅲ）
Bi（Ⅲ）
还原性由弱到强
稳定性增强
N（-Ⅲ）
P（Ⅲ）
把空气中的N2转化为可利用的含氮化合物的过程叫做固
氮。雷雨闪电时生成NO， 解于水为HNO3
NO被空气氧化为NO2
1011.8
71.7
2.19
As 33 74.92 121 222 58 46
859.7
77
2.18
Sb 51 121.75 141 245 76 62
833.7
101
2.05
Bi 83 208.98 154.7 98 74
703.3
100
2.02
Section 2 nitrogen and its compounds
产物中有少量NH3、NO、O2和H2O等杂质,可设法除去。 (NH4)2Cr2O7===N2+Cr2O3+4H2O 2NH3+3CuO===3Cu+N2+3H2O
NaN3===Na(l)+N2(可得到很纯的氮)
五、 biological nitrogen fixation
1、雷电转化 N2 discharge NO NO2 HNO3
2-1 nitrogen 一、existence
氮nitrogen主要以N2存在于空气中,占78%(V), 另外动物 体中的蛋白质，酶(由氨基酸构成)含丰富的氮, 土壤中含 硝酸盐, 南美智利硝石NaNO3是世界上唯一的这种矿。 二、 construction
VB理论
SP杂化三重键
788kJ·mol-1 -1614kJ·mol-1
元素的发现
氮由英-卢塞福、普利斯特里、瑞典-舍勒（用 NaOH除空气中的CO2，P除O2）所发现。
第一个发现磷的是德国的波兰特，他听到－“尿 里可制得黄金”这样一句传说。他就抱着发财的目地， 用尿做了大量实验，1669年他在一次实验中用砂、木 炭、石灰等和尿混合，加热蒸馏，虽没得到黄金却意 外地得到一种美丽的物质，它色白质软，在黑暗的地 方能发光，取名“冷光”，起初他极守密，不过此消 息立刻传遍了德国。
Bi（-Ⅲ）
还原性由弱到强 强还原剂 稳定性逐渐减弱
氮族元素的基本性质
性质
原子序数
原子量
共价半径/pm
离子
M3-
半径
M3+
/pm
M5子亲和
势(KJ/mol)
电负性
N 7 14.01 55 171 16 13
1402
-7
3.04
P 15 30.97 110 212 44 35
氮原子间能形成多重键，因而能生成本族其它元 素所没有的化合物如叠氮化物(N3-)，偶氮化合物(—N ＝N—)等。由于N2的键能很大(946kJ·mol-1)，加热到 3273K时，只有0.1%离解。
N2在常温下就和锂直接反应生成Li3N，在高温时 不但能和镁、钙、铝、硼、硅等化合生成氮化物，而 且能与氧、氢直接化合。