المجموعة 15: مجموعة النيتروجين (البنكتوجينات)

خمسة إلكترونات خارجية: ns² np³

ينتهي كل توزيع بـ ns² np³، من النيتروجين ([He] 2s² 2p³) إلى البزموت ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³). وهذه الذرات تنقصها ثلاثة إلكترونات لتكمل الثمانية، فيمكنها اكتساب ثلاثة لتكوّن أيونات مثل أيون النيتريد N³⁻، أو مشاركة ثلاثة في روابط تساهمية، كما في الأمونيا والفوسفين (PH₃).

وتُظهر أيضًا حالتي التأكسد الموجبتين +3 و+5. والنيتروجين يغطي أوسع مدى، من −3 في الأمونيا إلى +5 في حمض النيتريك (HNO₃)، بينما البزموت، في الأسفل، +3 في الأساس.

من غاز إلى فلز

النيتروجين غاز من جزيئات N₂ ينصهر عند 63.15 K، بينما الفوسفور الأبيض مادة صلبة شمعية تنصهر عند 317.3 K. والزرنيخ والإثمد شبها فلزين رماديان، والبزموت فلز هش. وتنخفض الكهروسالبية من 3.04 للنيتروجين إلى 2.19 للفوسفور و2.02 للبزموت، وتنخفض طاقة التأين الأولى إلى النصف، من 14.534 eV إلى 7.289 eV. وترتفع الكثافة من 1.823 g/cm³ للفوسفور إلى 9.78 g/cm³ للبزموت.

أين تصادف المجموعة 15

يشكّل النيتروجين نحو 78% من الهواء، والنيتروجين والفوسفور هما الحرفان N وP على أكياس الأسمدة. ويربط الفوسفور وحدات DNA ويخزّن الطاقة في ATP، ويوجد الفوسفور الأحمر في شريط الاحتكاك على علبة الكبريت. ومركّبات الزرنيخ سموم سيئة السمعة، ومع ذلك يُستخدم زرنيخيد الغاليوم في الإلكترونيات السريعة. ويساعد الإثمد البلاستيك على مقاومة الحريق، ويظهر البزموت في أدوية المعدة الوردية وفي سبائك رشاشات إطفاء الحريق.

أسماء ومفاجأة بطيئة

يأتي اسم البنكتوجين من كلمة يونانية تعني «يخنق»، لأن غاز النيتروجين النقي يسبب الاختناق. وظلّ البزموت يُعتقد لزمن طويل أنه أثقل عنصر مستقر، لكن العلماء اكتشفوا عام 2003 أن البزموت-209 مشع إشعاعًا ضعيفًا جدًا، وعمر النصف له يزيد على مليار ضعف عمر الكون. أما الموسكوفيوم (115) فلم يُصنع إلا بضع ذرات في كل مرة، ولذلك فخواصه متوقعة لا مقيسة.