„Nitrogéncsoport” változatai közötti eltérés
| [ellenőrzött változat] | [ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
Kis kieg. Címke: 2017-es forrásszöveg-szerkesztő |
További bővítés és javítások. |
||
2. sor:
[[Fájl:Stickstoff-gruppe.jpg|bélyegkép|jobbra|200px|A nitrogéncsoport elemei]]
A '''nitrogéncsoport''' (más néven '''pniktogének''') a [[Kémiai elemek periódusos rendszere|periódusos rendszer]] egyik csoportja, melyben a [[Nitrogén|nitrogén (N)]], [[Foszfor|foszfor (P)]], [[Arzén (elem)|arzén (As)]], [[Antimon|antimon (Sb)]], [[Bizmut|bizmut (Bi)]] és [[Moszkóvium|moszkóvium (Mc)]] található.<ref name=Connelly2005>{{cite book|editor-last=Connelly|editor-first=NG|editor2-last=Damhus|editor2-first=T|title=Nomenclature of Inorganic Chemistry: IUPAC Recommendations 2005|chapter=section IR-3.5: Elements in the periodic table|pages=51|publisher=RSC Publishing|location=Cambridge, United Kingdom|year=2005|isbn=978-0-85404-438-2|chapter-url=https://www.iupac.org/fileadmin/user_upload/databases/Red_Book_2005.pdf}}</ref> A modern [[IUPAC]]-jelölés szerint ez a 15. csoport, régebbi elnevezése V. főcsoport.
== Jellemzőik ==
=== Szerkezetük ===
A csoportnak két [[Nemfémek|nemfém]], két [[Félfémek|metalloid]], egy [[Másodfajú fémek|másodfajú fém]] és egy nagyrészt ismeretlen tulajdonságokkal rendelkező elem a tagja. A csoport elemei tehát széles skálán mozognak, analóg vegyületeik mégis nagy hasonlóságot mutatnak, ami külső [[elektronhéj]]uk hasonló elrendeződésével függ össze. A csoportban az összes elemnek öt [[elektron]] van a külső elektronhéján, amelyből kettő az s-alhéjon, három pedig a p-alhéjon helyezkedik el. Az [[oktettszabály]] értelmében tehát három elektron hiányzik, hogy elérjék a [[nemesgázszerkezet]]et, azaz 3 [[vegyérték]]ük van. Ez alól a hipervalens foszfor kivételt képez, amely rendelkezhet kibővített oktettel is.
=== Fizikai tulajdonságaik ===
Közönséges körülmények között csak a sorozat első tagja, a nitrogén légnemű, a többi szilárd halmazállapotú. A [[sűrűség]], az [[olvadáspont]] és a [[forráspont]] az atomtömeg növekedésével fokozatosan emelkedik. A sorozat legutolsó tagja a bizmut, melynek olvadáspontja nem illik bele a sorba. A csoport elemei a nemfémestől a fémesig változnak. A foszfor három (fehér, vörös és fémes), az arzén kettő (sárga és szürke) [[allotróp módosulat]]tal rendelkezik
=== Kémiai tulajdonságaik ===
A csoport elemeinek fizikai és kémiai sajátságai az [[atomtömeg]] növekedésével fokozatosan változnak. A kémiai sajátosságok közül a negatív jellem az atomtömeg növekedésével egyre kevésbé határozott. A nitrogén és a foszfor még határozottan negatív jellemű, az arzén és az antimon tipikus ''[[félfémek|félfém]]'', az utolsó tag, a bizmut pedig már csaknem minden tekintetben ''[[Fémek|fém]]ként'' viselkedik. Ennek megfelelően hidrogénvegyületeik állandósága is az említett sorrendben csökken. A fokozatos átmenet az elemek külsején is jól észlelhető: míg a nitrogén és a foszfor tipikusan [[nemfémek|nemfémes]] külsejű, az arzénnek és az antimonnak már fémfényű módosulatai is ismeretesek, amelyek a [[hővezetés|hőt]] és az [[elektromos vezetés|elektromosságot]] is jól vezetik, de nem nyújthatók, a bizmutnak pedig már csak fémes módosulata van. Mindegyik elem inkább kovalens vegyületeket alkot. A nitrogén egyatomos állapotban igen reakcióképes, a kétatomos molekula azonban rendkívül stabil. A foszfor módosulatai aktivitásukban is eltérnek, a finom eloszlású fehérfoszfor szobahőmérsékleten meg is gyulladhat, a vörösfoszfor inaktívabb, csak 400°C-on gyullad meg. A nitrogénnek és a foszfornak létezik összetett kationja (NH<sub>4</sub><sup>+</sup> és PH<sub>4</sub><sup>+</sup>), a többi elemnek azonban nincs ilyen kationja. Sokkal gyakoribbak az összetett anionok (NO<sup>3-</sup>, PO<sub>4</sub><sup>3-</sup> stb.).
=== Oxidációs számaik ===
A pniktogének [[oxidációs szám]]<nowiki/>a -3 és +5 között változhat. Oxidált vagy ionizált állapotban az oxidációs számuk általában +3 (leadva mindhárom elektronjukat a p-alhéjról) vagy +5 (leadva mind az öt elektronjukat a p- és az s-alhéjról). A könnyebb pniktogének általában -3 oxidációs számot vesznek fel, amikor redukálva vannak. A nehezebb pniktogének gyakrabban vesznek fel +3 oxidációs számot, mint a könnyebbek, mert az s-alhéj elektronjai stabilabbá válnak a [[Rendszám (kémia)|rendszám]] növekedésével.<ref name=Boudreaux>Boudreaux, Kevin A. [http://www.angelo.edu/faculty/kboudrea/periodic/periodic_main5.htm "Group 5A — The Pnictogens"]. Department of Chemistry, Angelo State University, Texas</ref>
== Vegyületeik ==
20 ⟶ 21 sor:
* Hidrogénvegyületeik képlete valamennyi esetben XH<sub>3</sub>. E vegyületek állandósága a nitrogéntől a bizmutig csökken.
* NH<sub>3</sub> ammónia, PH<sub>3</sub> foszfin, AsH<sub>3</sub> arzin, SbH<sub>3</sub> sztibin, BiH<sub>3</sub> bizmutin
* Haber-Bosch-eljárás: nagy nyomáson és magas hőmérsékleten, katalizátor jelenlétében ammónia keletkezik. N<sub>2</sub> + 3H<sub>2</sub> ->
* NH<sub>4</sub>Cl + NaOH -> NaCl + H<sub>2</sub>O + NH<sub>3</sub>
* Marsh-próba: Sb és As kimutatására szolgál. Zn, HCl-es közegben való redukáláskor AsH<sub>3</sub> és SbH<sub>3</sub> gázok keletkeznek, amik magas hőmérsékleten bomlanak, és üvegen tükörszerű fémréteget képeznek.
| |||