Элементы p-блока, Общие свойства элементов группы 5А (группа 15)

| 2 октября, 2021 | Химия

Группа 5A ( группа 15) состоит из пяти элементов, которые включают азот , фосфор, мышьяк, сурьму и висмут. Элементы этой группы не распространены в природе, за исключением азота, который составляет около 80% атмосферного воздуха (4/5) от объема воздуха. , Мы не можем обнаружить азот и фосфор с помощью испытания пламенем, потому что они оба неметаллы .

Группа 5А (группа 15)

Формы этих элементов, встречающихся в природе:

  • Фосфор является наиболее распространенным элементом этой группы (5A) в земной коре. Форма, встречающаяся в природе: фосфат кальция Ca 3(PO 4 ) 2 , апатит CaF 2 .Ca 3 (PO 4 ) 2 ”соль фторида кальция и фосфат кальция «.
  • Мышьяк: в природе встречается сульфид мышьяка As 2S 3 .
  • Сурьма: в природе встречается сульфид сурьмы Sb 2S 3 .
  • Висмут: в природе встречается сульфид висмута Bi 2S 3 .

Общие свойства элементов группы 5А (группа 15)

Свойства элементов группы 5A регулярно меняются в зависимости от увеличения атомного номера и размера атома, как показано ниже:

  1. Градация металлических и неметаллических свойств.
  2. Различное количество молекулатомов каждого элемента.
  3. Несколько степеней окисления.
  4. Оксиды элементов группы 5А.
  5. Гидриды элементов группы 5А.

Градация металлических и неметаллических свойств

Металлические свойства увеличиваются за счет увеличения атомного номера (по направлению к группе). Свойства элементов этой группы, как правило, аналогичны свойствам неметаллов, даже висмут — это металл, но его способность проводить электричество слаба.

Различное количество молекул атомов каждого элемента

Количество атомов в молекуле каждого элемента этой группы различается следующим образом:

  • Азот: молекула содержит два атома, символ молекулы — N 2 .
  • Фосфор: его пар имеет молекулу, содержащую четыре атома. Символ молекулы — P 4.
  • Сурьма: ее пар имеет молекулу, содержащую четыре атома. Символ молекулы — As 4.
  • Мышьяк: его пар имеет молекулу, содержащую четыре атома. Символ молекулы — Sb 4.
  • Висмут: он образует металлическую кристаллическую решетку, а его пар состоит из двухатомных молекул. Символ молекулы — Bi 2.

Хотя висмут является металлом , он имеет свойства, отличные от свойств других металлов , из-за его низкой электропроводности по сравнению с другими металлами и имеет двухатомную структуру в парообразном состоянии, тогда как другие металлы имеют одноатомную структуру.

Несколько степеней окисления

Элементы этой группы характеризуется наличие несколько окислительных чисел в их различных соединениях от (- 3) к (+ 5), потому что через ковалентный обмен они могут получить до 3 электронов или потерять до 5 электронов ,The окислительных числа из азота в некоторых из его соединения:

В числе окисления из азота в кислородсодержащих соединениях являются положительным, тогда как в гидрированных соединениях являются отрицательными , поскольку электроотрицательность из азота меньше , чем кислород , и выше , чем у водорода.

Несколько аллотропных форм

Аллотропия — это присутствие элемента в более чем одной форме, которая имеет разные физические свойства и сходные химические . Аллотропическое явление проявляется только в твердых неметаллах. Из-за присутствия твердого неметаллического элемента в различных кристаллических формах каждая форма отличается. в количестве атомов и в их расположении.

  • Фосфор: аллотропные формы белые (восковые), красные, фиолетовые.
  • Мышьяк: аллотропные формы — черные, серые, желтые (восково-желтый).
  • Сурьма: Аллотропные формы желтые, черные.

Аллотропия существует в фосфоре, б ут не в атмосфере азота и висмут , так как фосфор представляет собой твердый неметалл, в то время как азот является газообразным неметаллом и висмут является металлическим элементом , в котором газы и металлы не имеют аллотропные формы.

Оксиды элементов группы 5А

Все элементы этой группы образуют оксиды имеют формулу: X 2 O 3 , X 2 O 5 , Некоторые из этих оксидов являются кислыми, другие являются амфотерными и другие являются основными, Основным свойством этих оксидов возрастает (кислотное свойство уменьшается) с увеличение атомного номера.

  • Элемент 7N: Его оксид — N 2 O 3 , N 2 O 5 , Тип оксида — Кислый оксид.
  • Элемент 15P: Его оксид — P 2 O 3 , Тип оксида — Кислый оксид.
  • Элемент 33As: Его оксид — As 2 O 3 , Тип оксида — Кислый оксид.
  • Элемент 51Sb: Его оксид — Sb 2 O 3 , Тип оксида — Амфотерный оксид.
  • Элемент — 83Bi: его оксид — Bi 2 O 3 , Bi 2 O 5 , Тип оксида — Основной оксид.

Гидриды элементов группы 5А

Большинство элементов этой группы реагируют с водородом, образуя гидриды , степень окисления элемента составляет -3, как в аммиаке NH 3 , фосфине PH 3 , арсине AsH 3 .

Центральный атом в этих соединениях все еще имеет неподеленную пару электронов в своей валентной оболочке (внешний энергетический уровень), поэтому он может передать эту пару электронов другим атомам или ионам, образующим координационные связи.

Исходя из того, что основность гидрида зависит от способности его центрального атома терять одну пару электронов или получать протон из другого вещества , аммиак является более основным, чем фосфин.

NH 3  + H 2 O →  NH + 4 + ОН —

PH 3  + H 2 O → PH + 4 + ОН —

Свойства гидридов элементов группы 5А:

  1. Их термическая стабильность снижается , поэтому они разлагаются даже при слабом нагревании.
  2. Полярность соединений водорода в этой группе уменьшается с увеличением атомного номера элемента, присоединенного к водороду, таким образом, их растворимость в водеуменьшается.

Степень растворимости фосфина в воде меньше, чем у аммиака, потому что полярность фосфина меньше полярности аммиака.