Krótka
charakterystyka
grupy:
Azotowce – pierwiastki piątej grupy głównej. Wraz ze wzrostem masy atomowej
spada gwałtownie ich elektroujemność i coraz silniej zaznacza się ich
charakter metaliczny (w przypadku bizmutu już dominuje). Azot i bizmut tworzą
wiązania poprzez trzy elektrony, dwa pozostałe tworzą tzw.
"wolną parę elektronową". W przyrodzie występują w stanie wolnym
(oprócz fosforu). W związkach występują głównie na -3, +3 i +5 stopniu
utlenienia. Tworzą kwasy tlenowe. Z wodorem tworzą gazowe wodorki
XH3, o charakterze zasadowym. Z innymi pierwiastkami łączą się dość
trudno.
| N - azot (iczba.atomowa. 7, liczba masowa izotopów 14, 15) |
średnia masa atomowa 14,007 |
|
|
konfiguracja elektronowa |
1 s2 2 s2p3 | |
| wartościowość | -3 +5 | |
| -2 -1 +1 +2 +3 +4 | ||
Bezbarwny, bezwonny gaz dwucząsteczkowy, słabo rozpuszczalny w wodzie. Ma dwa trwałe izotopy: 14N, 15N. Główny składnik powietrza (78%). Chemicznie mało aktywny, z tlenem łączy się tylko podczas wyładowań elektrycznych. Stanowi, obok węgla, podstawowy pierwiastek przyrody ożywionej. Obieg azotu w przyrodzie zapewniają procesy gnilne i przyswajanie azotu pierwiastkowego przez niektóre rośliny (łubin, lucerna, koniczyna...) w symbiozie z odpowiednimi bakteriami .
Z tlenem, w czasie wyładowań elektrycznych, tworzy bezbarwny tlenek NO, utleniający się dalej do żółtego N2O3 (bezwodnik słabego, nietrwałego kwasu azotawego - azotowego(III) HNO2) i brunatnego N2O5 (bezwodnik silnego, będącego silnym utleniaczem, kwasu azotowego(V) HNO3). Na skalę techniczną kwas azotowy otrzymuje się z występujących w naturze azotanów (saletry), przez działanie na nie kwasem siarkowym. Drugą metodą jest utlenianie amoniaku, otrzymanego z bezpośredniej katalitycznej reakcji między N2 i H2.
Kwas azotowy jest kwasem nietrwałym, powoli rozkładającym się z wydzieleniem brunatnych tlenków.
| P - fosfor (iczba.atomowa. 15, liczba masowa izotopów 31) | średnia masa atomowa 30,974 | |
|
konfiguracja elektronowa |
1 s2 2 s2p6 3 s2p3 (3d) | |
| wartościowość | +5 | |
| -3 +3 | ||
Rozpowszechnienie w przyrodzie około 0,1% wag. głównie w postaci fosforanów.
Odgrywa dość istotną rolę w przyrodzie ożywionej.
Istnieje w kilku odmianach alotropowych: fosfor biały (P4),
czerwony, fioletowy i czarny (metaliczny) - Pµ
(cząsteczki olbrzymy). Fosfor
biały, to żółtawa plastyczna masa, nie rozpuszczalna w wodzie. Silnie
toksyczny i parzący. Bardzo łatwo ulega zapaleniu (nawet przez potarcie), na
powietrzu powoli utlenia się, czemu towarzyszy zjawisko świecenia
(chemiluminescencji), dlatego przechowuje się go pod wodą.. Jest odmianą
mniej trwałą od fosforu czerwonego, w który powoli przechodzi pod wpływem światła
lub ogrzewania. Forma czerwona jest o wiele mniej toksyczna i nie powoduje
oparzeń, jest też o wiele mniej reaktywna..
W związkach występuje na prawie wszystkich stopniach utlenienia od -3 do +5. Z wodorem tworzy fosforiak PH3 - analog amoniaku. Tworzy tlenki kwasowe P2O5 (bezwodnik kwasu orto-fosforowego H3PO4), halogenki PX3 i PX5 oraz tlenohalogenki POX3 (X - Cl lub Br).
| As - arsen (iczba.atomowa. 33, liczba masowa izotopów 75) | średnia masa atomowa 74,922 | |
|
konfiguracja elektronowa |
1 s2 2 s2p6 3s2p6d10 4 s2p3(4d 4f) | |
| wartościowość | +5 | |
| -3 +3 | ||
Szarobiały półmetal, rozpowszechnienie 0,0004% wag., W temperaturze pokojowej mało reaktywny. Ogrzany zapala się i spala niebieskim płomieniem do tlenku As2O3 (silnie trujący arszenik). Gorący kwas azotowy utlenia arsen pierwiastkowy do kwasu arsenowego(V) H3AsO4. Istnieje także kwas arsenowy(III) H3AsO3. Z wodorem tworzy arsenowodór, z metalami daje arsenki.
| Sb - antymon (iczba.atomowa. 51, liczba masowa izotopów 121, 123) | średnia masa atomowa 121,75 | |
|
konfiguracja elektronowa |
1 s2 2 s2p6 3 s2p6d10 4 s2p6d10(4f) 5 s2p3 | |
| wartościowość | +5 | |
| -3 +3 | ||
Ma dwa trwałe izotopy:121Sb i 123Sb, pierwiastek dość rzadki (0,0001% wag.). Srebrzysty, kruchy metal. Na zimno nie rozpuszcza się w kwasach i nie reaguje z tlenem. Rozpuszcza się na gorąco w wodzie królewskiej, dając chlorek SbCl3, w kwasie siarkowym i azotowym. W tym ostatnim przypadku przechodzi w uwodnione tlenki Sb2O3 i Sb2O5.
| Bi - bizmut (iczba.atomowa. 83, liczba masowa izotopów 209) | średnia masa atomowa 208,98 | |
|
konfiguracja elektronowa |
1 s2 2 s2p6 3 s2p6d10 4 s2p6d10f14 5 s2p6d10 6 s2p3 | |
| wartościowość | -3 +3 +5 | |
Szarosrebrzysty, kruchy metal o różowym połysku. Słabo przewodzi ciepło i prąd. Należy do rzadkich pierwiastków (0,00002%). W temperaturze pokojowej odporny na działanie tlenu, kwasu siarkowego i solnego. Rozpuszcza się natomiast w kwasie azotowym, wodzie królewskiej i gorącym, stężonym kwasie siarkowym dając odpowiednie sole. Tlenek bizmutu Bi2O3 ma wyraźnie charakter zasadowy i przechodzi w wodorotlenek Bi(OH)3.
Stosowany do niskotopliwych stopów metalicznych, m.in. z cyną i ołowiem (stop Wooda).