Kväve undergrupp

Kväveundergruppen , eller pnictogens [1] , även pnictider  , är kemiska grundämnen i den 15:e gruppen av det periodiska systemet för kemiska grundämnen (enligt den föråldrade klassificeringen  , beståndsdelar i huvudundergruppen av grupp V) [2] . Gruppen inkluderar kväve N, fosfor P, arsenik As, antimon Sb, vismut Bi och artificiellt erhållen radioaktiv Muscovy Mc [3]. Element i huvudundergruppen i grupp V har fem elektroner i den yttre elektroniska nivån. I allmänhet karakteriseras de som icke-metaller. Förmågan att fästa elektroner är mycket mindre uttalad jämfört med kalkogener och halogener. Alla element i kväveundergruppen har en elektronisk konfiguration av den externa energinivån för atomen ns²np³ och kan uppvisa oxidationstillstånd från -3 till +5 i föreningar [3] . På grund av den relativt lägre elektronegativiteten är vätebindningen mindre polär än vätebindningen av kalkogener och halogener. Väteföreningar av dessa grundämnen delar inte av vätejoner i en vattenlösning, med andra ord har de inte sura egenskaper. De första representanterna för undergruppen - kväve och fosfor  - är typiska icke-metaller , arsenik och antimon uppvisar metalliska egenskaper, vismut  är en typisk metall . I denna grupp förändras alltså egenskaperna hos dess beståndsdelar dramatiskt: från en typisk icke-metall till en typisk metall . Kemin hos dessa element är mycket varierande och med tanke på skillnaderna i elementens egenskaper , när man studerar den, är den uppdelad i två undergrupper - kväveundergruppen och arsenikundergruppen . Ett sällan använt alternativt namn för denna grupp av grundämnen är pnictogens , översatt från grekiska som kvävande, vilket var mer relaterat till det första elementet i gruppen, kväve, som trots sin ofarlighet inte stöder förbränning och andning. Men detta namn kännetecknar i allmänhet denna grupp av element väl, eftersom de flesta av dem, både i form av ett enkelt ämne och i form av föreningar , är mycket giftiga.

Egenskaper hos element i kväveundergruppen och enkla ämnen

Kväve

Kväve  är en färglös gas , luktfri , ofarlig, stöder inte andning och förbränning, lätt löslig i vatten (2,3 ml / 100 g vid 0 ° C, 0,8 ml / 100 g vid 80 ° C).

Det kan också vara i flytande tillstånd, vid en kokpunkt (−195,8 ° C) - en färglös vätska . Vid kontakt med luft absorberar den syre .

Vid en temperatur på -209,86 ° C övergår kväve till ett fast tillstånd i form av snö . Vid kontakt med luft absorberar den syre, medan den smälter, och bildar en lösning av syre i kväve.

Fosfor

Fosfor  är en icke -metall , i sin rena form har den 4 allotropa modifikationer :

• Vit fosfor  är den mest reaktiva formen av fosfor. Har en molekylär struktur; formel P 4 , formen på molekylen är en tetraeder . Till utseendet är vit fosfor mycket lik raffinerat vax eller paraffin , lätt att skära med en kniv och deformeras med liten ansträngning. Smältpunkt 44,1 °C, densitet 1823 kg/m³. Extremt reaktiv. Till exempel oxideras det långsamt av luftsyre redan vid rumstemperatur och lyser (blekgrönt sken). Fenomenet med denna typ av glöd på grund av kemiska oxidationsreaktioner kallas kemiluminescens (ibland felaktigt fosforescens ). Giftig, den dödliga dosen av vit fosfor för en vuxen man är 0,05-0,1 g.
• Röd fosfor  är en polymer med en komplex struktur. Har formeln P n . Beroende på tillverkningsmetoden och graden av krossning av röd fosfor har den nyanser från lila-röd till violett, och i gjutet tillstånd har den en mörklila metallisk lyster med en kopparton. Röd fosfor antänds inte spontant i luft, upp till en temperatur på 240-250 ° C (när den övergår i en vit form under sublimering ), men antänds spontant under friktion eller stöt, den saknar helt fenomenet kemiluminescens. Olöslig i vatten, såväl som i bensen , koldisulfid och andra, lösliga i fosfortribromid. Vid sublimeringstemperaturen omvandlas röd fosfor till ånga, vid kylning av vilken huvudsakligen vit fosfor bildas. Dess giftighet är tusentals gånger mindre än den för vit, så den används mycket mer allmänt, till exempel vid tillverkning av tändstickor (gitterytan på lådorna är belagd med en sammansättning baserad på röd fosfor). Densiteten av röd fosfor är också högre och når 2400 kg/m³ vid gjutning. När den lagras i luft, oxiderar röd fosfor gradvis i närvaro av fukt, bildar en hygroskopisk oxid , absorberar vatten och blir fuktig ("blött") och bildar trögflytande fosforsyra ; Därför förvaras den i en lufttät behållare. När "blötlagt" - tvättas med vatten från resterna av fosforsyror, torkas och används för sitt avsedda ändamål.
• Svart fosfor  är den mest termodynamiskt och kemiskt minst aktiva formen av elementär fosfor. För första gången erhölls svart fosfor 1914 av den amerikanske fysikern P. W. Bridgman från vit fosfor i form av svarta glänsande kristaller med en hög (2690 kg/m³) densitet . För att utföra syntesen av svart fosfor applicerade Bridgman ett tryck på 2 × 10 9 Pa (20 tusen atmosfärer) och en temperatur på cirka 200 ° C. Början av den snabba övergången ligger i området 13 000 atmosfärer och en temperatur på cirka 230 °C. Svart fosfor är en svart substans med metallglans, fet vid beröring och mycket lik grafit, helt olöslig i vatten och i organiska lösningsmedel. Det är möjligt att sätta eld på svart fosfor endast genom att först värma den kraftigt i en atmosfär av rent syre upp till 400 ° C. Svart fosfor leder elektricitet och har egenskaper som en halvledare . Smältpunkten för svart fosfor är 1000 ° C under ett tryck på 18 × 10 5 Pa .
• metallisk fosfor . Vid 8,3 × 10 10 Pa passerar svart fosfor till en ny, ännu tätare och inert metallfas med en densitet på 3,56 g / cm³, och med en ytterligare ökning av trycket till 1,25 × 10 11 Pa blir den ännu mer kompakt och förvärvar ett kubiskt kristallgitter, medan dess densitet ökar till 3,83 g / cm³. Metallisk fosfor leder elektricitet mycket bra .

Arsenik

Arsenik  är ett kemiskt element i den 15:e gruppen (enligt den föråldrade klassificeringen - huvudundergruppen i den femte gruppen) i den fjärde perioden av det periodiska systemet; har atomnummer 33, betecknat med symbolen As. Ett enkelt ämne är en spröd stålfärgad halvmetall . Extremt giftig. Arsenik finns i flera allotropa modifikationer. Den mest stabila under normala förhållanden och vid uppvärmning är metallisk eller grå arsenik. Densiteten för grå arsenik är 5,72 g/cm 3 . När den värms upp under normalt tryck sublimeras den. Till skillnad från andra modifieringar har grå arsenik metallisk elektrisk ledningsförmåga. Arsenik är olösligt i vatten.

Antimon

Antimon  är en halvmetall av silvervit färg med en blåaktig nyans, grovkornig struktur. Det finns fyra metalliska allotropa modifieringar av antimon som existerar vid olika tryck, och tre amorfa modifieringar (gul, svart och explosiv antimon). Det är giftigt, men i mycket mindre utsträckning än arsenik. Gul antimon bildas genom inverkan av syre på flytande SbH 3 . När den värms upp, såväl som när den belyses med synligt ljus, förvandlas den till svart antimon. Svart antimon har halvledaregenskaper. Explosiv antimon - silvervit, har en metallisk glans. Det bildas under elektrolysen av SbCl 3 vid en låg strömtäthet. Exploderar vid slag och friktion. Explosiv antimon, när den gnids eller träffas med en explosion, förvandlas till metallisk antimon. Antimon införs i vissa legeringar för att ge dem hårdhet. En legering som består av antimon, bly och en liten mängd tenn kallas tryckmetall eller gart. I sina föreningar visar antimon stor likhet med arsenik, men skiljer sig från det i mer uttalade metalliska egenskaper.

Vismut

Vismut är en tung, silvervit metall med en rosa färgton. Med tiden blir den täckt med en mörkgrå oxidfilm. Tillsammans med bly och tenn ingår det i de flesta lågsmältande lödningar och legeringar för tillverkning av säkringar och brandlarmelement. Vismutångor är giftiga. Men trots att vismut är en tungmetall är toxiciteten för dess föreningar mycket låg, till exempel i jämförelse med bly. Kemiska egenskaper är mycket lika antimon och arsenik, vismut uppvisar mestadels egenskaperna hos en typisk metall, men det finns också svaga icke-metalliska egenskaper.

Muscovy

Muscovy ( lat. Moscovium, Mc) är det 115:e kemiska elementet i grupp V i det periodiska systemet, atomnummer 115, atommassa 289, den mest stabila nukliden är 289 Mc ( halveringstiden uppskattas till 156 ms).

Anteckningar

1. ↑ Nomenclature of Inorganic Chemistry: IUPAC-rekommendationer 2005 avsnitt IR-3.5  / Redigerat av NG Connelly och T Damhus (med RM Hartshorn och AT Hutton). - 2005. - ISBN 0-85404-438-8 .
2. ↑ Periodiska systemet Arkiverat 17 maj 2008 på Wayback Machine på IUPAC :s webbplats
3. ↑ 1 2 Allmänna egenskaper hos elementen i huvudundergruppen i grupp V (otillgänglig länk) . Hämtad 1 oktober 2009. Arkiverad från originalet 27 mars 2012. (ryska) 

Länkar

I bibliografiska kataloger	GND : 4183263-2 J9U : 987007535177505171 LCCN : sh2003001134