Grupo 15: el grupo del nitrógeno (pnictógenos)
El grupo 15 contiene nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio, bismuto y el elemento sintético moscovio. Cada átomo tiene cinco electrones externos, tres de ellos desapareados, por lo que los miembros más ligeros suelen formar tres enlaces, como en el amoníaco (NH₃). Igual que el grupo 14, la columna va de no metales en la parte superior a un metal en la inferior.
Posición en la tabla periódica
Elementos de este grupo
Cinco electrones externos: ns² np³
Cada configuración termina en ns² np³, desde el nitrógeno ([He] 2s² 2p³) hasta el bismuto ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³). A tres electrones de completar el octeto, estos átomos pueden ganar tres para formar iones como el ion nitruro N³⁻, o compartir tres en enlaces covalentes, como en el amoníaco y la fosfina (PH₃).
También presentan los estados de oxidación positivos +3 y +5. El nitrógeno cubre el intervalo más amplio, de −3 en el amoníaco a +5 en el ácido nítrico (HNO₃), mientras que el bismuto, en la parte inferior, es sobre todo +3.
De gas a metal
El nitrógeno es un gas de moléculas de N₂ que se funde a 63,15 K, mientras que el fósforo blanco es un sólido ceroso que se funde a 317,3 K. El arsénico y el antimonio son metaloides grises, y el bismuto es un metal quebradizo. La electronegatividad baja de 3,04 para el nitrógeno a 2,19 para el fósforo y 2,02 para el bismuto, y la primera energía de ionización se reduce a la mitad, de 14,534 eV a 7,289 eV. La densidad aumenta de 1,823 g/cm³ para el fósforo a 9,78 g/cm³ para el bismuto.
Dónde te encuentras el grupo 15
El nitrógeno constituye cerca del 78 % del aire, y el nitrógeno y el fósforo son la N y la P de las bolsas de fertilizante. El fósforo une las unidades del ADN y almacena energía en el ATP, y el fósforo rojo está en la tira de fricción de una caja de cerillas. Los compuestos de arsénico son venenos famosos, y sin embargo el arseniuro de galio se usa en electrónica rápida. El antimonio ayuda a que los plásticos resistan el fuego, y el bismuto aparece en remedios rosados para el estómago y en aleaciones de rociadores contra incendios.
Nombres y una sorpresa lenta
El nombre pnictógeno procede de una palabra griega que significa ahogar, porque el nitrógeno puro asfixia. Durante mucho tiempo se creyó que el bismuto era el elemento estable más pesado, pero en 2003 los científicos descubrieron que el bismuto-209 es ligerísimamente radiactivo, con un periodo de semidesintegración más de mil millones de veces mayor que la edad del universo. El moscovio (115) solo se ha producido de unos pocos átomos cada vez, por lo que sus propiedades se predicen, no se miden.
Grupo 15: propiedades al descender por el grupo
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| 7 | Nitrógeno | N | 5 | −3 | 3,04 | 155 | 63,15 K (-210 °C) | 1,251 g/L |
| 15 | Fósforo | P | 5 | −3 | 2,19 | 180 | 317,3 K (44,2 °C) | 1,823 g/cm³ |
| 33 | Arsénico | As | 5 | −3 | 2,18 | 185 | 1.090 K (816,8 °C) | 5,727 g/cm³ |
| 51 | Antimonio | Sb | 5 | −3 | 2,05 | 206 | 903,78 K (630,6 °C) | 6,697 g/cm³ |
| 83 | Bismuto | Bi | 5 | +3, +5 | 2,02 | 207 | 544,7 K (271,6 °C) | 9,78 g/cm³ |
| 115 | Moscovio | Mc | 5 | — | — | — | — | — |