ChemicalEdit
Como outros grupos, os membros desta família mostram padrões semelhantes na configuração eletrônica, especialmente nas camadas mais externas, resultando em tendências no comportamento químico.
Este grupo tem como característica definidora que todos os elementos componentes têm 5 elétrons em sua camada mais externa, ou seja, 2 elétrons na sub camada s e 3 elétrons desemparelhados na sub camada p. Eles estão, portanto, 3 elétrons com falta de preencher sua camada de elétrons mais externa em seu estado não ionizado. O símbolo do termo Russell-Saunders do estado fundamental em todos os elementos do grupo é 4S 3⁄2.
Os elementos mais importantes deste grupo são o nitrogênio (N), que em sua forma diatômica é o principal componente do ar e fósforo (P), que, como o nitrogênio, é essencial para todas as formas de vida conhecidas.
CompoundsEdit
Os compostos binários do grupo podem ser referidos coletivamente como pnictides. Os compostos Pnictide tendem a ser exóticos. Várias propriedades que alguns picotídeos têm incluem ser diamagnético e paramagnético à temperatura ambiente, ser transparente e gerar eletricidade quando aquecido. Outros pnictídeos incluem a variedade ternária do grupo principal de terras raras de pnictídeos. Estes estão na forma de REaMbPnc, onde M é um grupo de carbono ou elemento do grupo de boro e Pn é qualquer pnictogênio, exceto nitrogênio. Esses compostos estão entre compostos iônicos e covalentes e, portanto, têm propriedades de ligação incomuns.
Esses elementos também são conhecidos por sua estabilidade em compostos devido à tendência de formar ligações covalentes duplas e triplas. Essa é a propriedade desses elementos que leva à sua toxicidade potencial, mais evidente no fósforo, arsênio e antimônio. Quando essas substâncias reagem com vários produtos químicos do corpo, elas criam radicais livres fortes que não são facilmente processados pelo fígado, onde se acumulam. Paradoxalmente, é esta ligação forte que causa toxicidade reduzida de nitrogênio e bismuto (quando em moléculas), pois estes formam ligações fortes com outros átomos que são difíceis de se dividir, criando moléculas muito não reativas. Por exemplo, N2, a forma diatômica de nitrogênio, é usado como um gás inerte em situações onde usar argônio ou outro gás nobre seria muito caro.
A formação de ligações múltiplas é facilitada por seus cinco elétrons de valência, enquanto a regra do octeto permite um pnictogênio para aceitar três elétrons na ligação covalente. Como 5 > 3, ele deixa dois elétrons não utilizados em um par solitário, a menos que haja uma carga positiva ao redor (como em NH +
4). Quando um pnictogênio forma apenas três ligações simples, os efeitos do par solitário normalmente resultam em geometria molecular trigonal piramidal.
Estados de oxidaçãoEditar
Os pnictogênios leves (nitrogênio, fósforo e arsênico) tendem a se formar – 3 cargas quando reduzidas, completando seu octeto. Quando oxidar d ou ionizado, os pnictogênios normalmente assumem um estado de oxidação de +3 (perdendo todos os três elétrons da camada p na camada de valência) ou +5 (perdendo todos os três elétrons da camada p e ambos os elétrons da camada s na camada de valência). No entanto, os pnictogênios mais pesados são mais propensos a formar o estado de oxidação +3 do que os mais leves devido aos elétrons da camada S se tornarem mais estabilizados.
−3 oxidation stateEdit
Os pnictogênios podem reagir com hidrogênio para formar hidretos de pnictogênio, como amônia. Descendo o grupo, para fosfano (fosfina), arsano (arsina), estibano (estibina) e, finalmente, bismutano (bismutina), cada hidreto de pnictogênio se torna progressivamente menos estável / mais instável, mais tóxico e tem um ângulo menor de hidrogênio-hidrogênio (de 107,8 ° na amônia a 90,48 ° no bismutano). (Além disso, tecnicamente, apenas amônia e fosfano têm o pnictogênio no estado de oxidação −3 porque, para o resto, o pnictogênio é menos eletronegativo do que o hidrogênio.)
Sólidos de cristal apresentando pnictogênios totalmente reduzidos incluem nitreto de ítrio, fosfeto de cálcio, arseneto de sódio, antimoneto de índio e até sais duplos como fosfeto de índio e alumínio, gálio Estes incluem semicondutores III-V, incluindo arseneto de gálio, o segundo semicondutor mais amplamente usado depois do silício.
+3 oxidation stateEdit
O nitrogênio forma um número limitado de compostos III estáveis. O óxido de nitrogênio (III) só pode ser isolado em baixas temperaturas e o ácido nitroso é instável. Trifluoreto de nitrogênio é o único trihaleto de nitrogênio estável, com tricloreto de nitrogênio, tribrometo de nitrogênio e triiodeto de nitrogênio sendo explosivos – triiodeto de nitrogênio sendo tão sensível ao choque que o toque de uma pena o detona. O fósforo forma um óxido + III que é estável à temperatura ambiente, ácido fosforoso e vários trihaletos, embora o triiodeto seja instável. O arsênio forma compostos + III com o oxigênio como arsenitos, ácido arsenoso e óxido de arsênio (III) e forma todos os quatro trihaletos.O antimônio forma óxido de antimônio (III) e antimonita, mas não oxiácidos. Seus trihaletos, trifluoreto de antimônio, tricloreto de antimônio, tribrometo de antimônio e triiodeto de antimônio, como todos os trihaletos de pnictogênio, cada um tem geometria molecular piramidal trigonal.
O estado de oxidação +3 é o estado de oxidação mais comum do bismuto porque é a capacidade de formar o estado de oxidação +5 é prejudicada por propriedades relativísticas em elementos mais pesados, efeitos que são ainda mais pronunciados em relação ao moscovium. O bismuto (III) forma um óxido, um oxicloreto, um oxinitrato e um sulfeto. Moscovium (III) está previsto para se comportar de forma semelhante ao bismuto (III). Moscovium deve formar todos os quatro trihaletos, dos quais todos, exceto o trifluoreto, são considerados solúveis em água. Também está previsto formar um oxicloreto e um oxibrometo no estado de oxidação + III.
+5 oxidation stateEdit
Para nitrogênio, o estado +5 é tipicamente serve apenas como um explicação formal de moléculas como N2O5, como a alta eletronegatividade do nitrogênio faz com que os elétrons sejam compartilhados quase uniformemente. Os compostos de Pnictogen com número de coordenação 5 são hipervalentes. O fluoreto de nitrogênio (V) é apenas teórico e não foi sintetizado. O “verdadeiro” estado +5 é mais comum para o fósforo, arsênio e antimônio típicos de pnictogênios essencialmente não relativísticos, conforme mostrado em seus óxidos, óxido de fósforo (V), óxido de arsênio (V) e óxido de antimônio (V), e seus fluoretos, fluoreto de fósforo (V), fluoreto de arsênio (V), fluoreto de antimônio (V). Pelo menos dois também formam ânions de fluoreto relacionados, hexafluorofosfato e hexafluoroantimonato, que funcionam como ânions não coordenados. O fósforo até mesmo forma haletos de óxidos mistos, conhecidos como oxihaletos, como oxicloreto de fósforo, e pentaletos mistos, como trifluorodicloreto de fósforo. Os compostos de pentametilpnictogênio (V) existem para arsênio, antimônio e bismuto. No entanto, para o bismuto, o estado de oxidação +5 torna-se raro devido à estabilização relativística dos orbitais 6s conhecida como efeito de par inerte, de modo que os elétrons 6s são relutantes em se ligar quimicamente. Isso faz com que o óxido de bismuto (V) seja instável e o fluoreto de bismuto (V) mais reativo do que os outros pentafluoretos de pnictogênio, tornando-o um agente de fluoração extremamente poderoso. Este efeito é ainda mais pronunciado para moscovium, proibindo-o de atingir um estado de oxidação +5.
Outros estados de oxidaçãoEditar
- O nitrogênio forma uma variedade de compostos com o oxigênio nos quais o o nitrogênio pode assumir uma variedade de estados de oxidação, incluindo + II, + IV e até mesmo alguns compostos de valência mista e estado de oxidação + VI muito instável.
- Na hidrazina, difosfano e derivados orgânicos dos dois , os átomos de nitrogênio / fósforo têm o estado de oxidação -2. Da mesma forma, diimida, que tem dois átomos de nitrogênio duplamente ligados entre si, e seus derivados orgânicos têm nitrogênio no estado de oxidação de -1.
- Da mesma forma, realgar tem ligações arsênio-arsênico, então o arsênio estado de oxidação é + II.
- Um composto correspondente para o antimônio é Sb2 (C6H5) 4, onde o estado de oxidação do antimônio é + II.
- O fósforo tem o estado de oxidação +1 no ácido hipofosforoso e o estado de oxidação +4 no ácido hipofosfórico.
- O tetróxido de antimônio é um composto de valência mista, em que metade dos átomos de antimônio estão no estado de oxidação +3 , e a outra metade está no estado de oxidação +5.
- Espera-se que moscovium tenha um efeito de par inerte para os elétrons 7s e 7p1 / 2, como a energia de ligação do 7p3 / 2 elétron é visivelmente menor do que 7p1 / 2 elétrons. Prevê-se que isso faça com que + I seja um estado de oxidação comum para moscovium, embora também ocorra em menor extensão para bismuto e nitrogênio.
PhysicalEdit
Os pnictogênios consistem em dois não metais (um gás, um sólido), dois metaloides, um metal e um elemento com propriedades químicas desconhecidas. Todos os elementos do grupo são sólidos à temperatura ambiente, exceto o nitrogênio, que é gasoso à temperatura ambiente. O nitrogênio e o bismuto, apesar de ambos serem pnictogênicos, são muito diferentes em suas propriedades físicas. Por exemplo, em STP, o nitrogênio é um gás não metálico transparente, enquanto o bismuto é um metal branco prateado.
O ponto de fusão do nitrogênio é -210 ° C e seu ponto de ebulição é -196 ° C. O fósforo tem um ponto de fusão de 44 ° C e um ponto de ebulição de 280 ° C. O arsênio é um dos únicos dois elementos a sublimar na pressão padrão; ele faz isso a 603 ° C. O ponto de fusão do antimônio é 631 ° C e sua o ponto de ebulição é 1587 ° C. O ponto de fusão do bismuto é 271 ° C e seu ponto de ebulição é 1564 ° C.
A estrutura cristalina do nitrogênio é hexagonal. A estrutura cristalina do fósforo é cúbica. O arsênio, o antimônio e o bismuto têm estruturas cristalinas romboédricas.