ChemicalEdit
Mint más csoportok, ennek a családnak a tagjai is hasonló mintákat mutatnak elektronkonfigurációban, különösen a legkülső héjakban, ami a kémiai viselkedés trendjeihez vezet.
Ennek a csoportnak az a meghatározó jellemzője, hogy az összes alkotóelemnek 5 elektronja van a legkülső héjában, vagyis 2 elektron van az s alhéjban és 3 párosítatlan elektron a p alhéjban. Ezért 3 elektron hiányzik arról, hogy neonizált állapotukban ne töltsék meg a legkülső elektronhéjat. A Russell – Saunders kifejezés az alapállapot szimbóluma a csoport összes elemében a 4S 3⁄2.
Ennek a csoportnak a legfontosabb elemei a nitrogén (N), amely diatómikus formájában a a levegő és a foszfor (P) fő alkotóeleme, amely a nitrogénhez hasonlóan elengedhetetlen minden ismert életformához.
CompoundsEdit
A csoport bináris vegyületeire együttesen hivatkozhatunk. mint pnictidek. A pnictid vegyületek általában egzotikusak. Különböző tulajdonságok, amelyek némely pnictidnél megtalálhatók, szobahőmérsékleten diamagnetikus és paramágneses, átlátszóak és melegítéskor áramot termelnek. Egyéb pnictidek közé tartozik a ritkaföldfémek három csoportos pnictidjei. Ezek REaMbPnc formában vannak, ahol M jelentése szénatom vagy bórcsoport elem, Pn pedig bármilyen pniktogén, a nitrogén kivételével. Ezek a vegyületek az ionos és a kovalens vegyületek között vannak, és ezért szokatlan kötési tulajdonságokkal rendelkeznek.
Ezeket az elemeket a vegyületek stabilitása miatt is figyelemre méltók, mivel hajlamosak kettős és hármas kovalens kötéseket kialakítani. Ezeknek az elemeknek ez a tulajdonsága vezet potenciális toxicitásukhoz, amely leginkább a foszforban, az arzénban és az antimonban nyilvánul meg. Amikor ezek az anyagok reagálnak a test különféle vegyi anyagaival, erős szabad gyököket hoznak létre, amelyeket a máj nem képes könnyen feldolgozni, ahol felhalmozódnak. Paradox módon ez az erős kötés okozza a nitrogén és a bizmut csökkent toxicitását (ha molekulákban vannak), mivel ezek erős kötéseket képeznek más atomokkal, amelyek nehezen oszthatók fel, így nagyon nem reaktív molekulákat hoznak létre. Például az N2, a vegyület diatomi formája a nitrogént inert gázként használják olyan helyzetekben, amikor az argon vagy más nemesgáz használata túl költséges lenne. elektronok a kovalens kötésen. Mivel az 5 > 3, fel nem használt két elektront hagy magányos párban, hacsak nincs pozitív töltés körül (például NH +
4 esetén). Amikor egy pniktogén csak három egyszeres kötést alkot, a magányos pár hatásai általában trigonális piramis molekuláris geometriát eredményeznek.
Oxidációs állapotokEdit
A könnyű pniktogének (nitrogén, foszfor és arzén) általában kialakulnak – 3 töltés csökkentve, teljes oktettjük d vagy ionizált, a pniktogének jellemzően +3 oxidációs állapotot vesznek fel (azzal, hogy mind a három p-héj elektronot elveszítik a vegyértékes héjban), vagy +5-et (mind a három p-héj és mindkét s-héj elektron elvesztésével a vegyérték-héjban). Azonban a nehezebb pniktogének nagyobb valószínűséggel képezik a +3 oxidációs állapotot, mint a könnyebbek, mivel az s-héj elektronjai stabilizálódnak.
−3 oxidációs állapotEdit
A pniktogének hidrogénnel reagálva pniktogén-hidrideket, például ammóniát képezhetnek. A csoportból lefelé haladva a foszfánhoz (foszfin), az arzánhoz (arzin), a stibánhoz (sztibin) és végül a bismutánhoz (bizmutin) minden pniktogén-hidrid fokozatosan kevésbé stabil / instabilabb, mérgezőbb és kisebb hidrogén-hidrogén szöggel rendelkezik (ammóniában 107,8 ° -tól bizmánban 90,48 ° -ig). (Továbbá technikailag csak ammóniában és foszfánban van a pniktogén −3 oxidációs állapotban, mert a többi résznél a pniktogén kevésbé elektronegatív, mint a hidrogén.)
A teljesen redukált pniktogénekkel rendelkező kristályok közé tartozik az ittrium-nitrid, kalcium-foszfid, nátrium-arsenid, indium-antimonid, sőt kettős sók, például alumínium-gallium-indium-foszfid. Ide tartoznak a III-V félvezetők, köztük a gallium-arzénid, a szilícium után a második leggyakrabban használt félvezető.
+3 oxidációs állapotEdit
A nitrogén korlátozott számú stabil III vegyületet képez. A nitrogén (III) -oxidot csak alacsony hőmérsékleten lehet izolálni, és a salétromsav instabil. A nitrogén-trifluorid az egyetlen stabil nitrogén-trihalogenid, a nitrogén-triklorid, a nitrogén-tribromid és a nitrogén-trijodid robbanásveszélyes – a nitrogén-trijodid annyira ütésérzékeny, hogy egy toll érintése felrobbantja. A foszfor egy + III-oxidot képez, amely szobahőmérsékleten stabil, a foszforsavat és számos trihalidot alkot, bár a trijodid instabil. Az arzén + III vegyületeket képez oxigénnel, mint arsenit, arzénsav és arzén (III) -oxid, és mind a négy trihalidot képezi.Az antimon antimon (III) -oxidot és antimonitot képez, de nem oxisavakat. Trihalogenidjei, antimon-trifluorid, antimon-triklorid, antimon-tribromid és antimon-trijodid, mint minden pniktogén-trihalid, mindegyikének trigonális piramis molekuláris geometriája van.
A +3 oxidációs állapot a bizmut leggyakoribb oxidációs állapota, mert A +5 oxidációs állapot kialakulásának képességét a nehezebb elemek relativisztikus tulajdonságai gátolják, amelyek a moscovium esetében még hangsúlyosabbak. A bizmut (III) oxidot, oxikloridot, oxinitrátot és szulfidot képez. Moscovium (III) várható viselkedni hasonlóan a bizmuthoz (III). Az előrejelzések szerint a Moscovium mind a négy trihalidot képezi, amelyek közül a trifluorid kivételével az összes vízben oldódik. Az előrejelzések szerint oxikloridot és oxibromidot képez + III oxidációs állapotban is. / p>
+5 oxidációs állapotEdit
Nitrogén esetében a +5 állapot általában csak az olyan molekulák formális magyarázata, mint az N2O5, as a nitrogén magas elektronegativitása miatt az elektronok szinte egyenletesen oszlanak meg. Az 5. koordinációs számú pniktogén vegyületek hipervalensek. A nitrogén (V) -fluorid csak elméleti és nem szintetizált. Az “igazi” +5 állapot gyakoribb a lényegében nem relativisztikus tipikus pnictogének foszfor, arzén és antimon esetében, amint azt az oxidok, foszfor (V) oxid, arzén (V) oxid és antimon (V) oxidok mutatják, és fluoridjaik, foszfor (V) fluorid, arzén (V) fluorid, antimon (V) fluorid. Legalább kettő rokon fluorid-aniont, hexafluor-foszfátot és hexafluor-antimonátot is képez, amelyek nem koordináló anionként működnek. A foszfor még kevert oxid-halogenideket is képez, amelyeket oxihalidoknak neveznek, mint például a foszfor-oxikloridot, és kevert pentahalidokat, például foszfor-trifluor-dikloridot. A pentametil-piktogén (V) vegyületek léteznek arzénra, antimonra és bizmutra. A bizmut esetében azonban a +5 oxidációs állapot ritkává válik az inert párhatásként ismert 6s pályák relativisztikus stabilizálása miatt, így a 6s elektronok vonakodnak a kémiai kötéstől. Ennek eredményeként a bizmut (V) -oxid instabil, a bizmut (V) -fluorid pedig reaktívabb, mint a többi pniktogén-pentafluorid, így rendkívül erős fluorozószer. Ez a hatás még kifejezettebb a moszkovium esetében, megakadályozva a +5 oxidációs állapot elérését.
Egyéb oxidációs állapotokEdit
- A nitrogén számos vegyületet képez oxigénnel, amelyben a a nitrogén különféle oxidációs állapotokat képes felvenni, beleértve a + II, + IV, sőt néhány vegyértékű vegyületet és nagyon instabil + VI oxidációs állapotot.
- Hidrazinban, difoszfánban és a kettő szerves származékaiban , a nitrogén / foszfor atomoknak −2 oxidációs állapota van. Hasonlóképpen, a diimid, amelynek két nitrogénatomja kettősen kötődik egymáshoz, és szerves származékainak nitrogénje −1 oxidációs állapotban van.
- Hasonlóképpen, a realgar arzén-arzén kötéssel rendelkezik, így az arzén “s oxidációs állapota + II.
- Az antimon megfelelő vegyülete az Sb2 (C6H5) 4, ahol az antimon oxidációs állapota + II.
- A foszfor hipofoszforsavban +1, míg hipofoszforsavban +4 oxidációs állapotú.
- Az antimon-tetroxid vegyes vegyértékű vegyület, ahol az antimonatomok fele +3 oxidációs állapotban van , a másik fele pedig +5 oxidációs állapotban van.
- Várható, hogy a moscovium inert pár hatással lesz mind a 7-es, mind a 7p1 / 2 elektronokra, mivel a magányos 7p3 kötési energiája / 2 elektron észrevehetően alacsonyabb, mint a 7p1 / 2 elektroné. Az előrejelzések szerint a + I a moscovium közös oxidációs állapota lesz, bár a bizmut és a nitrogén esetében is kisebb mértékben fordul elő.
PhysicalEdit
A pnictogének két nemfémből (egy gáz, egy szilárd), két metalloidból, egy fémből és egy ismeretlen kémiai tulajdonságú elemből állnak. A csoport összes eleme szobahőmérsékleten szilárd anyag, kivéve a szobahőmérsékleten gáznemű nitrogént. A nitrogén és a bizmut annak ellenére, hogy pniktogén, fizikai tulajdonságaikban nagyon különböznek egymástól. Például az STP-nél a nitrogén egy átlátszó nemfémes gáz, míg a bizmut ezüstfehér fém.
A nitrogén olvadáspontja -210 ° C, forráspontja pedig –196 ° C. A foszfor olvadáspontja 44 ° C és forráspontja 280 ° C. Az arzén csak két elem egyike, amely standard nyomáson szublimálódik; ezt 603 ° C-on teszi. Az antimon olvadáspontja 631 ° C, forráspontja 1587 ° C. A bizmut olvadáspontja 271 ° C, forráspontja pedig 1564 ° C. A nitrogén kristályszerkezete hatszögletű. A foszfor kristályszerkezete köbös. Az arzénnak, az antimonnak és a bizmutnak mind rombohéder kristályszerkezete van.