Podskupina dusíku

Podskupina dusíku neboli pniktogeny [1] , též pnictidy  , jsou chemické prvky 15. skupiny periodické tabulky chemických prvků (podle zastaralé klasifikace  prvky hlavní podskupiny skupiny V) [2] . Do skupiny patří dusík N, fosfor P, arsen As, antimon Sb, vizmut Bi a uměle získaný radioaktivní Muscovy Mc [3] . Prvky hlavní podskupiny skupiny V mají na vnější elektronické úrovni pět elektronů. Obecně jsou charakterizovány jako nekovy. Schopnost vázat elektrony je mnohem méně výrazná ve srovnání s chalkogeny a halogeny. Všechny prvky dusíkové podskupiny mají elektronovou konfiguraci vnější energetické hladiny atomu ns²np³ a mohou ve sloučeninách vykazovat oxidační stavy od -3 do +5 [3] . Vzhledem k relativně nižší elektronegativitě je vodíková vazba méně polární než vodíková vazba chalkogenů a halogenů. Vodíkové sloučeniny těchto prvků ve vodném roztoku neštěpí vodíkové ionty, jinými slovy nemají kyselé vlastnosti. První zástupci podskupiny - dusík a fosfor  - jsou typické nekovy , arsen a antimon vykazují kovové vlastnosti,  typickým kovem je vizmut . V této skupině se tedy dramaticky mění vlastnosti jejích základních prvků: z typického nekovu na typický kov . Chemie těchto prvků je velmi různorodá a vzhledem k rozdílům ve vlastnostech prvků se při jejím studiu dělí na dvě podskupiny - dusíkovou podskupinu a podskupinu arsenu . Zřídka používaný alternativní název pro tuto skupinu prvků je pniktogens , v překladu z řečtiny dusivý, což souviselo spíše s prvním prvkem skupiny, dusíkem, který přes svou neškodnost nepodporuje hoření a dýchání. Tento název však obecně dobře charakterizuje tuto skupinu prvků, protože většina z nich, jak ve formě jednoduché látky, tak ve formě sloučenin , je velmi jedovatá.

Vlastnosti prvků dusíkové podskupiny a jednoduchých látek

Dusík

Dusík  je bezbarvý plyn , bez zápachu , zdravotně nezávadný, nepodporuje dýchání a hoření, málo rozpustný ve vodě (2,3 ml / 100 g při 0 ° C, 0,8 ml / 100 g při 80 ° C).

Může být i v kapalném stavu, při bodu varu (−195,8 °C) - bezbarvá kapalina . Při kontaktu se vzduchem absorbuje kyslík .

Při teplotě -209,86 °C přechází dusík do pevného skupenství ve formě sněhu . Při kontaktu se vzduchem absorbuje kyslík, zatímco taje, vytváří roztok kyslíku v dusíku.

Fosfor

Fosfor  je nekov , ve své čisté formě má 4 alotropní modifikace :

• Bílý fosfor  je nejreaktivnější forma fosforu. Má molekulární strukturu; vzorce P 4 , tvar molekuly je čtyřstěn . Vzhledově je bílý fosfor velmi podobný rafinovanému vosku nebo parafínu , lze jej snadno řezat nožem a deformovat s malým úsilím. Bod tání 44,1 °C, hustota 1823 kg/m³. Extrémně reaktivní. Například se pomalu oxiduje vzdušným kyslíkem již při pokojové teplotě a svítí (bledě zelená záře). Jev tohoto druhu záře v důsledku chemických oxidačních reakcí se nazývá chemiluminiscence (někdy chybně fosforescence ). Jedovatý, smrtelná dávka bílého fosforu pro dospělého muže je 0,05-0,1 g.
• Červený fosfor  je polymer se složitou strukturou. Má vzorec Pn . Podle způsobu výroby a stupně rozdrcení červeného fosforu má odstíny od purpurově červené po fialovou, v litém stavu má tmavě fialový kovový lesk s měděným odstínem. Červený fosfor se na vzduchu do teploty 240-250 °C (kdy při sublimaci přechází do bílé formy) samovolně nevznítí , ale samovolně se vznítí při tření nebo nárazu, zcela postrádá jev chemiluminiscence. Nerozpustný ve vodě, stejně jako v benzenu , sirouhlíku a dalších, rozpustný v bromidu fosforitém. Při teplotě sublimace se červený fosfor přeměňuje na páru, při jejímž ochlazení vzniká hlavně bílý fosfor. Jeho jedovatost je tisíckrát menší než u bílého, proto se používá mnohem šířeji např. při výrobě zápalek (mřížkový povrch krabiček je potažen kompozicí na bázi červeného fosforu). Hustota červeného fosforu je také vyšší, při lití dosahuje 2400 kg/m³. Když se skladuje na vzduchu, červený fosfor postupně oxiduje v přítomnosti vlhkosti, tvoří hygroskopický oxid , absorbuje vodu a stává se vlhkým ("promočený"), tvořící viskózní kyselinu fosforečnou ; Proto se skladuje ve vzduchotěsné nádobě. Když je "namočený" - promyje se vodou ze zbytků kyselin fosforečných, suší se a používá se k určenému účelu.
• Černý fosfor  je termodynamicky a chemicky nejméně aktivní formou elementárního fosforu. Poprvé byl černý fosfor získán v roce 1914 americkým fyzikem P. W. Bridgmanem z bílého fosforu ve formě černých lesklých krystalů s vysokou (2690 kg/m³) hustotou . K provedení syntézy černého fosforu použil Bridgman tlak 2 × 109 Pa (20 tisíc atmosfér) a teplotu asi 200 ° C. Počátek rychlého přechodu leží v oblasti 13 000 atmosfér a teplotě asi 230 °C. Černý fosfor je černá látka s kovovým leskem, na dotek mastná a velmi podobná grafitu, zcela nerozpustná ve vodě a v organických rozpouštědlech. Černý fosfor je možné zapálit pouze tak, že jej nejprve silně zahřejeme v atmosféře čistého kyslíku až na 400 °C. Černý fosfor vede elektřinu a má vlastnosti polovodiče . Teplota tání černého fosforu je 1000 ° C pod tlakem 18 × 10 5 Pa .
• kovový fosfor . Při tlaku 8,3 × 10 10 Pa přechází černý fosfor do nové, ještě hustší a inertní kovové fáze o hustotě 3,56 g / cm³ a ​​s dalším zvýšením tlaku na 1,25 × 10 11 Pa se ještě více zhutní a získá kubická krystalová mřížka, přičemž její hustota se zvyšuje na 3,83 g / cm³. Kovový fosfor velmi dobře vede elektřinu .

Arsen

Arsen  je chemický prvek 15. skupiny (podle zastaralé klasifikace - hlavní podskupina páté skupiny) čtvrté periody periodického systému; má atomové číslo 33, značí se symbolem As. Jednoduchá hmota je křehký ocelově zbarvený polokov . Extrémně toxický. Arsen existuje v několika alotropních modifikacích. Nejstabilnější za normálních podmínek a při zahřátí je kovový nebo šedý arsen. Hustota šedého arsenu je 5,72 g/ cm3 . Při zahřátí za normálního tlaku sublimuje. Na rozdíl od jiných modifikací má šedý arsen kovovou elektrickou vodivost. Arsen je nerozpustný ve vodě.

Antimon

Antimon  je polokov stříbrno-bílé barvy s namodralým nádechem, hrubozrnnou strukturou. Existují čtyři kovové alotropní modifikace antimonu, které existují při různých tlacích, a tři amorfní modifikace (žlutý, černý a výbušný antimon). Je toxický, ale v mnohem menší míře než arsen. Žlutý antimon vzniká působením kyslíku na kapalný SbH 3 . Při zahřátí, stejně jako při osvětlení viditelným světlem, se mění na černý antimon. Černý antimon má polovodičové vlastnosti. Výbušný antimon - stříbrno-bílý, má kovový lesk. Vzniká při elektrolýze SbCl 3 při nízké proudové hustotě. Při nárazu a tření exploduje. Výbušný antimon se při tření nebo zasažení výbuchem mění na kovový antimon. Antimon se přidává do některých slitin, aby jim dodal tvrdost. Slitina sestávající z antimonu, olova a malého množství cínu se nazývá tiskařský kov nebo gart. Antimon ve svých sloučeninách vykazuje velkou podobnost s arsenem, ale liší se od něj výraznějšími kovovými vlastnostmi.

Bismut

Bismut je těžký, stříbřitě bílý kov s narůžovělým nádechem. Postupem času se pokryje tmavě šedým oxidovým filmem. Spolu s olovem a cínem je součástí většiny nízkotavitelných pájek a slitin pro výrobu pojistek a prvků požární signalizace. Páry vizmutu jsou jedovaté. Navzdory skutečnosti, že vizmut je těžký kov, je toxicita jeho sloučenin velmi nízká, například ve srovnání s olovem. Chemické vlastnosti jsou velmi podobné antimonu a arsenu, vizmut většinou vykazuje vlastnosti typického kovu, ale existují i ​​slabé nekovové vlastnosti.

Pižmovka

Pižmovka ( lat. Moscovium, Mc) je 115. chemický prvek skupiny V periodického systému, atomové číslo 115, atomová hmotnost 289, nejstabilnější nuklid je 289 Mc ( poločas rozpadu se odhaduje na 156 ms).

Poznámky

1. ↑ Nomenklatura anorganické chemie: Doporučení IUPAC 2005 sekce IR-3.5  / Editoval NG Connelly a T Damhus (s RM Hartshornem a AT Huttonem). - 2005. - ISBN 0-85404-438-8 .
2. ↑ Periodická tabulka Archivováno 17. května 2008 na Wayback Machine na webu IUPAC
3. ↑ 1 2 Obecná charakteristika prvků hlavní podskupiny skupiny V (nepřístupný spoj) . Získáno 1. října 2009. Archivováno z originálu 27. března 2012. (Ruština) 

Odkazy

V bibliografických katalozích	GND : 4183263-2 J9U : 987007535177505171 LCCN : sh2003001134