15族元素（窒素とリン）

窒素

N₂

• 無色、無臭の気体   ②　空気中の約78％（体積）を占める
• 水に溶けにくい

製法　亜硝酸アンモニウムの熱分解　NH₄NO₂→２H₂O＋N₂

NH₃

• 無色、刺激臭の気体
• 水に極めてよく溶け、水溶液は弱塩基性
  NH₃＋H₂O→NH₄^＋＋OH^－
• HClと反応してNH₄Clの白煙を生成（検出に利用）
• 窒素肥料の硫安(NH₄)₂SO₄、尿素CO(NH₂)₂の原料

製法　NH₄ClにCa(OH)₂を加えて加熱

　　　２NH₄Cl＋Ca(OH)₂→CaCl₂＋２H₂O＋２NH₃

NO

• 無色で、水に難溶の気体
• 酸素と反応し、二酸化窒素を生成　２NO＋O₂→２NO₂

製法　銅に希硝酸　３Cu＋８HNO₃→３Cu(NO₃)₂＋４H₂O＋２NO

NO₂

• 赤褐色、刺激臭の有毒な気体
• 常温で無色の四酸化二窒素と平衡状態で共存　２NO₂⇄N₂O₄
• 水に溶けて硝酸を生じる（酸性雨の一因）
  ３NO₂＋H₂O→２HNO₃＋NO

製法　銅に濃硝酸　Cu＋４HNO₃→Cu(NO₃)₂＋２H₂O＋２NO₂

HNO₃

• 無色、揮発性の液体
• 発煙性がある
• 熱、光で分解（褐色びんに保存）
• 濃硝酸（69％）、希硝酸ともに酸化作用が強い（Cu、Hg、Agを溶かす）
• 濃硝酸はAl、Fe、Niなどの表面に難溶性の酸化膜を形成（不動態）
• 硝酸塩はすべて水に溶ける

窒素化合物の相互関係・製法

1. N₂+３H₂→２NH₃（触媒：Fe₃O₄、ハーバー・ボッシュ法）
2. ２NH₄Cl+Ca(OH) ₂→CaCl₂+２H₂O+２NH₃
3. ４NH₃+５O₂→４NO+６H₂O（触媒：Pt）
4. ２NO+O₂→２NO₂
5. ３NO₂+H₂O→２HNO₃+NO（③～⑤：オストワルト法）
6. KNO₃+H₂SO₄(濃)→KHSO₄+HNO₃

リン

P

同素体	色	外観	分子の構成	毒性	CS2への溶解
黄リン	淡黄色	ろう状固体	正四面体状分子P4	有毒	溶ける
赤リン	暗赤色	粉末	網目状分子PX	無毒	溶けない

　【注】黄リンは発火性がある（水中に保存）

P₄O₁₀（十酸化四リン）

• 吸湿性の強い白色固体（乾燥剤や脱水剤として利用）
• 温水と反応してリン酸になる　P₄O₁₀+６H₂O→４H₃PO₄

製法　リンの燃焼　４P+５O₂→P₄O₁₀