Magdaz: Utworzono nową stronę "Azotowce {|class="wikitable" !Pierwiastek !Konfiguracja elektronowa !Potencjał jonizacji (eV) !Temperatura topnienia (°C) !T..."

2015-06-03T18:38:07Z

Utworzono nową stronę "thumb|500px|Azotowce {|class="wikitable" !Pierwiastek !Konfiguracja elektronowa !Potencjał jonizacji (eV) !Temperatura topnienia (°C) !T..."

Nowa strona

[[Plik:Stickstoff-gruppe.jpg|thumb|500px|Azotowce]]
{|class="wikitable"
!Pierwiastek
!Konfiguracja elektronowa
!Potencjał jonizacji (eV)
!Temperatura topnienia (°C)
!Temperatura wrzenia (°C)
|-
|Azot (N)
|<math>[\mathrm{He}]2s^22p^3</math>
|14,5
| -210,0
| -195,8
|-
|Fosfor (P)
|<math>[\mathrm{Ne}]3s^23p^3</math>
|11,0
|44,1
|280,0
|-
|Arsen (As)
|<math>[\mathrm{Ar}]4s^24p^3</math>
|10,0
|sublimuje
|sublimuje
|-
|Antymon (Sb)
|<math>[\mathrm{Kr}]5s^25p^3</math>
|8,6
|631,0
|1380,0
|-
|Bizmut (Bi)
|<math>[\mathrm{Xe}]6s^26p^3</math>
|8,0
|271,0
|1500,0
|}
Wszystkie pierwiastki grupy 15 przyjmują trzy typowe stopnie utlenienia w związkach chemicznych: +5, +3, -3. Azot i fosfor przyjmują wszystkie stopnie utlenienia od +5 do -3.
==Właściwości fizyczne==
*Azot i fosfor są typowymi niemetalami, arsen i antymon – półmetalami, bizmut – typowym metalem.
*Azot jest gazem o wyjątkowo trwałych cząsteczkach dwuatomowych. W temperaturze 4000°C zaledwie 3% cząsteczek ulega dysocjacji na atomy.
*Pozostałe azotowce są ciałami stałymi, występującymi w wielu odmianach alotropowych (w przypadku fosforu znane są 4 jego odmiany: biały, czerwony, czarny i fioletowy).
*W warunkach normalnych trwałą postacią fosforu jest odmiana czerwona (nielotna, słabo rozpuszczalna w rozpuszczalnikach polarnych, mało aktywna chemicznie).
*Fosfor, arsen, antymon i bizmut są odporne na działanie kwasów nieutleniających. Reagują z kwasem azotowym tworząc odpowiednio H3PO4, H3AsO4, Sb2O3 i Bi(NO)3, co ilustruje wzrost charakteru metalicznego w miarę przechodzenia w dół grupy.

==Reaktywność azotu==
*Azot występuje w przyrodzie w postaci cząsteczek dwuatomowych N2.
*Wysoka wartość entalpii dysocjacji N2 → 2N (ΔH = 944,7 kJ/mol) świadczy o dużej trwałości wiązania N=N, co warunkuje bierność chemiczną azotu.
*W temperaturze pokojowej azot reaguje tylko z metalicznym litem tworząc azotek litu Li3N.
*W wyższych temperaturach azot staje się bardziej reaktywny, zwłaszcza w obecności katalizatorów, które umożliwiają przebieg następujących reakcji:
:N2 + 3H2 → 2NH3
:N2 + O2 → 2NO
:N2 + 3Mg → Mg3N2.

==Wodorki azotu==
*Wszystkie pierwiastki grupy V tworzą gazowe wodorki typu EH3 (symbolem E oznaczono atom pierwiastka V grupy), których trwałość maleje w szeregu
:NH3 > PH3 >AsH3 > SbH3 >BiH3
:(odpowiednie energie wiązań wynoszą: N-H, 391 kJ/mol; P-H, 322 kJ/mol; As-H, 247 kJ/mol, Sb-H, 255 kJ/mol).
*Cząsteczki wodorków mają kształt piramidy, trzy wiązania są utworzone przez zhybrydyzowane orbitale <math>sp^3</math>, a czwarty orbital jest obsadzony przez niewiążącą parę elektronową. Obecność wolnej pary elektronowej powoduje odchylenia od kątów 109,5°, typowych dla hybrydyzacji <math>sp^3</math>. Kąt H-E-H maleje w szeregu: H-N-H (107°), H-P-H (94°), H-As-H (92°), H-Sb-H (91°).
*Ciekły amoniak (bezbarwna ciecz w przedziale temperatur od -78 do -33°C) przypomina właściwościami fizycznymi wodę, jego cząsteczki są silnie zasocjowane w wyniku tworzenia wiązań wodorowych.
*Ciekły amoniak ulega autojonizacji:
:2NH3 → NH4 + NH2¯.
*Ciekły amoniak ma mniejszą stałą dielektryczna niż woda, lepiej rozpuszcza związki organiczne, gorzej jonowe związki nieorganiczne.
*Ciekły amoniak jest mniej reaktywny niż woda w stosunku do metali elektrododatnich, ale wiele z nich rozpuszcza.

==Halogenki EX3, EX5==
*Trihalogenki (z wyjątkiem PF3) powstają w wyniku bezpośredniej reakcji pierwiastków:
:2E + 3X2 → EX3
:W przypadku nadmiaru fluorowca powstają pentahalogenki (EX5).
*Gazowe cząsteczki EX3 (NCl3, NF3, PCl3, PF3) mają struktury piramidalne. Chlorki i bromki tworzą sieci cząsteczkowe. AsJ3, SbJ3, BiJ3 mają struktury warstwowe oparte na gęstym ułożeniu heksagonalnym atomów jodu.
*Trihalogenki ulegają hydrolizie w środowisku wodnym:
:EX3 + H2O → EOX + 2HX
*PF5, AsF5, SbF5 są silnymi akceptorami jonu fluorkowego (tworzą jony MF6¯).
*PF5 oraz AsF5 są stosowane jako katalizatory w procesach polimeryzacji jonowej.

==Związki tlenowe azotu==
*Azot tworzy tlenki na różnych stopniach utlenienia:
**N2O (tlenek diazotu),
**NO (tlenek azotu),
**NO2(ditlenek azotu),
**N2O3(tritlenek diazotu),
**N2O5(pentatlenek diazotu).
*Pozostałe pierwiastki grupy V tworzą dwa typy tlenków E2O3 oraz E2O5. Trwałość tlenków E2O5 maleje w miarę przechodzenie w dół grupy.
*Charakter tlenków E2O3 zmienia się od wyraźnie kwasowego (tlenki azotu i fosforu), poprzez amfoteryczny (tlenki arsenu i antymonu) do zasadowego (tlenek bizmutu):
**N2O3 + H2O → 2HNO2 — kwas azotowy(III)
**As2O3 + 6HCl → 2AsCl3 + 3H2O — chlorek arsenu(III)
**As2O3 + 3NaOH → Na3AsO3 + 3H2O — arsenian(V) sodu
**Bi2O3 + 3H2O → 2Bi(OH)3 — wodorotlenek bizmutu

==Kwasy tlenowe==
*Wszystkie tlenki typu E2O5 wykazują właściwości kwasowe.
*N2O5 tworzy w reakcji z wodą kwas azotowy(V):
:N2O5 + H2O → 2HNO3
*W rekcji P2O5 z wodą można otrzymać 3 kwasy fosforowe:
:P2O5 + H2O → 2HPO3 — kwas metafosforowy(V)
:P2O5 + 2H2O → H4P2O7 — kwas pirofosforowy(V) lub difosforowy(V)
:P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 — kwas ortofosforowy(V) lub fosforowy(V)
*As2O5 oraz Sb2O5 tworzą odpowiedniki kwasu fosforowego:
:As2O5 + 3H2O → 2H3AsO4 — kwas arsenowy(V)
:Sb2O5 + 3H2O → 2H3SbO4 — kwas antymonowy(V)
*Kwas azotowy jest mocnym kwasem. Stężony HNO3 jest silnym środkiem utleniającym. Rozpuszcza wszystkie metale z wyjątkiem złota i niektórych platynowców.
*Kwas fosforowy, arsenowy i antymonowy są słabymi kwasami. Kwas bizmutowy nie jest znany, ale istnieją jego sole — bizmutany.

==Ujemne stopnie utlenienia azotu w związkach==
*Najbardziej znanym związkiem azotu (-3) jest amoniak NH3. Ze względu na polarny charakter łatwo rozpuszcza się w wodzie, a roztwory amoniaku mają charakter zasadowy:
:NH3 + H2O → NH4+ + OH¯
*Związkiem azotu na stopniu utlenienia (-2), podobnym pod wieloma względami do amoniaku jest hydrazyna N2H4. W roztworach wodnych zachowuje się jak zasada:
:N2H4 + H2O → N2H5+ + OH¯
*Przykładem związku azotu na stopniu utlenienia (-1) jest hydroksylamina NH2OH, którą można uważać za pochodną NH3, otrzymana przez zastąpienie jednego atomu wodoru grupą OH. Wodne roztwory hydroksylaminy wykazują właściwości zasadowe, podobnie jak amoniak i hydrazyna:
:NH2OH + H2O → NH3OH+ + OH¯

==Związki z siarką==
*Azotowce (z wyjątkiem azotu) tworzą połączenia z siarką w wyniku bezpośredniej reakcji lub działania siarkowodorem na roztwory zawierające pierwiastek 15 grupy na stopniu utlenienia +3 lub +5.
*Fosfor tworzy 4 rodzaje siarczków w wyniku bezpośredniej reakcji: P4S3, P4S5, P4S7, P4S10.
*Arsen tworzy siarczki: As4S3, As4S4, As2S3, As2S5. Dwa ostatnie można wytrącić z roztworów zawierających As(III) i As(V) za pomocą siarkowodoru:
:2AsCl3 + 3H2S → As2S3 + 6HCl
*Antymon i bizmut tworzą siarczki Sb2S3 i Bi2S3 w wyniku bezpośredniej reakcji pierwiastków lub wytrącenia siarkowodorem z roztworów zawierających Sb(III).

Chemia/Pierwiastki grupy 15 - azotowce - Historia wersji

Magdaz: Utworzono nową stronę "Azotowce {|class="wikitable" !Pierwiastek !Konfiguracja elektronowa !Potencjał jonizacji (eV) !Temperatura topnienia (°C) !T..."