Gruppe 15: die Stickstoffgruppe (Pnictogene)

Fünf Außenelektronen: ns² np³

Jede Konfiguration endet auf ns² np³, von Stickstoff ([He] 2s² 2p³) bis Bismut ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³). Drei Elektronen vom Oktett entfernt, können diese Atome drei aufnehmen und Ionen wie das Nitrid-Ion N³⁻ bilden oder drei in kovalenten Bindungen teilen, wie in Ammoniak und Phosphin (PH₃).

Sie zeigen auch die positiven Oxidationsstufen +3 und +5. Stickstoff deckt die größte Spanne ab, von −3 im Ammoniak bis +5 in der Salpetersäure (HNO₃), während Bismut ganz unten hauptsächlich +3 ist.

Vom Gas zum Metall

Stickstoff ist ein Gas aus N₂-Molekülen, das bei 63,15 K schmilzt, während weißer Phosphor ein wachsartiger Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 317,3 K ist. Arsen und Antimon sind graue Halbmetalle, und Bismut ist ein sprödes Metall. Die Elektronegativität sinkt von 3,04 bei Stickstoff auf 2,19 bei Phosphor und 2,02 bei Bismut, und die erste Ionisierungsenergie halbiert sich von 14,534 eV auf 7,289 eV. Die Dichte steigt von 1,823 g/cm³ bei Phosphor auf 9,78 g/cm³ bei Bismut.

Wo dir die Gruppe 15 begegnet

Stickstoff macht etwa 78 % der Luft aus, und Stickstoff und Phosphor sind das N und das P auf Düngerpackungen. Phosphor verbindet die Bausteine der DNA und speichert Energie im ATP, und roter Phosphor steckt in der Reibfläche einer Streichholzschachtel. Arsenverbindungen sind berüchtigte Gifte, doch Galliumarsenid wird in schneller Elektronik verwendet. Antimon macht Kunststoffe feuerbeständiger, und Bismut findet sich in rosafarbenen Magenmitteln und in Legierungen für Sprinkleranlagen.

Namen und eine langsame Überraschung

Der Name Pnictogene stammt von einem griechischen Wort für „ersticken“, weil reines Stickstoffgas erstickend wirkt. Lange galt Bismut als das schwerste stabile Element, doch 2003 stellten Forschende fest, dass Bismut-209 ganz schwach radioaktiv ist, mit einer Halbwertszeit, die mehr als eine Milliarde Mal so lang ist wie das Alter des Universums. Moscovium (115) wurde nur in wenigen Atomen auf einmal hergestellt, daher sind seine Eigenschaften vorhergesagt und nicht gemessen.