氨是氮的最重要化合物之一。在工業(yè)上氨的制備是用氮氣和氫氣在高溫高壓和催化劑存在下合成的。在實驗室中通常用銨鹽和堿的反應來制備少量氨氣。
氨是一種有刺激臭的無色氣體。它在常溫下很容易被加壓液化。氨有較大的蒸發(fā)熱(在沸點時為23.6kJ·mol-1),因此,常用它來作冷凍機的循環(huán)致冷劑。氨分子具有極性,液氨的分子間存在著強的氫鍵,故在液氨中存在締合分子。液氨的介電常數(shù)(在239K時,~22),比水(在298K,81)低得多,是有機化合物的較好溶劑,對于離子型的無機物則是不良溶劑。液氨的自電離如下:
2NH3 ?NH4++NH2- K=1.9×10(-30次方)(223K)
正電性金屬在液氨中的活性比在水中低,很濃的堿金屬液氨溶液是強還原劑,可與溶于液氨的物質(zhì)發(fā)生均相的氧化還原反應。
氨的主要化學性質(zhì)有以下幾方面:
(1)還原性:氨能還原多種氧化劑。常溫下,氨在水溶液中能被許多強氧化劑(Cl2、H2O2、KMnO4等)所氧化,例如:
3Cl2+2NH3=N2+6HCl
若Cl2過量則得NCl3。
3Cl2+NH3=NCl3+3HCl
(2)取代反應:取代反應的一種形式是氨分子中的氫被其它原子或基團所取代,生成一系列氨的衍生物。如氨基-NH2的衍生物,亞氨基的衍生物或氮化物。
取代反應的另一種形式是氨以它的氨基或亞氨基取代其它化合物中的原子或基團,例如:
HgCl2+2NH3=Hg(NH2)Cl↓+NH4Cl
COCl2+4NH3=CO(NH2)2+2NH4Cl
(光氣) (尿素)
這種反應與水解反應相類似,實際上是氨參與的復分解反應,稱為氨解反應。
(3)易形成配合物:氨中氮原子上的孤電子對能與其它離子或分子形成共價配鍵。如Ag(NH3)2+和BF3·NH3都是以NH3為配體的配合物。
(4)弱堿性:氨與水反應實質(zhì)上就是氨作為路易土堿和水所提供的質(zhì)子以配位鍵相結合。
:NH3+H2O ?NH4++OH- K=1.8×10(-5次方)
不過氨溶解于水中主要形成水合分子,只有一小部分(1mol·L-1,氨分子中只有0.004mol·L-1)發(fā)生如上式的電離作用,所以氨的水溶液顯弱堿性。