קבוצה 15: קבוצת החנקן (פניקטוגנים)
קבוצה 15 כוללת חנקן, זרחן, ארסן, אנטימון, ביסמוט והיסוד המלאכותי מוסקוביום. לכל אטום יש חמישה אלקטרונים חיצוניים, שלושה מהם בלתי מזווגים, ולכן החברים הקלים יותר יוצרים בדרך כלל שלושה קשרים, כמו באמוניה (NH₃). כמו קבוצה 14, העמודה נעה מאל־מתכות בראשה ועד מתכת בתחתיתה.
חמישה אלקטרונים חיצוניים: ns² np³
כל קונפיגורציה מסתיימת ב־ns² np³, מחנקן ([He] 2s² 2p³) ועד ביסמוט ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³). בהיותם חסרים שלושה אלקטרונים לאוקטט, האטומים האלה יכולים לקלוט שלושה וליצור יונים כמו יון הניטריד N³⁻, או לשתף שלושה בקשרים קוולנטיים, כמו באמוניה ובפוספין (PH₃).
הם מציגים גם את מצבי החמצון החיוביים +3 ו־+5. חנקן מכסה את הטווח הרחב ביותר, מ־−3 באמוניה ועד +5 בחומצה חנקתית (HNO₃), ואילו ביסמוט, בתחתית, הוא בעיקר +3.
מגז למתכת
חנקן הוא גז של מולקולות N₂ הנמס ב־63.15 K, ואילו זרחן לבן הוא מוצק שעווי הנמס ב־317.3 K. ארסן ואנטימון הם חצאי מתכות אפורים, וביסמוט הוא מתכת שבירה. האלקטרושליליות יורדת מ־3.04 בחנקן ל־2.19 בזרחן ול־2.02 בביסמוט, ואנרגיית היינון הראשונה יורדת בחצי, מ־14.534 eV ל־7.289 eV. הצפיפות מטפסת מ־1.823 g/cm³ בזרחן ל־9.78 g/cm³ בביסמוט.
היכן פוגשים את קבוצה 15
חנקן מהווה כ־78% מהאוויר, וחנקן וזרחן הם ה־N וה־P שעל שקיות דשן. זרחן מקשר בין היחידות של ה־DNA ואוגר אנרגיה ב־ATP, וזרחן אדום נמצא ברצועת ההצתה של קופסת גפרורים. תרכובות ארסן הן רעלים ידועים לשמצה, ובכל זאת גליום ארסניד משמש באלקטרוניקה מהירה. אנטימון עוזר לפלסטיק לעמוד בפני אש, וביסמוט מופיע בתרופות ורודות לקיבה ובסגסוגות של ממטירי כיבוי אש.
שמות והפתעה איטית
השם פניקטוגן נגזר ממילה יוונית שמשמעה לחנוק, משום שגז חנקן טהור גורם לחנק. במשך זמן רב חשבו שביסמוט הוא היסוד היציב הכבד ביותר, אך ב־2003 גילו מדענים שביסמוט־209 רדיואקטיבי במעט רב, עם זמן מחצית חיים של יותר ממיליארד מונים מגיל היקום. מוסקוביום (115) יוצר רק בכמה אטומים בכל פעם, ולכן תכונותיו נחזות ולא נמדדו.
קבוצה 15: תכונות לאורך הטור
לחצו על כותרת עמודה כדי למיין.
| 7 | חנקן | N | 5 | −3 | 3.04 | 155 | 63.15 K (-210 °C) | 1.251 g/L |
| 15 | זרחן | P | 5 | −3 | 2.19 | 180 | 317.3 K (44.2 °C) | 1.823 g/cm³ |
| 33 | ארסן | As | 5 | −3 | 2.18 | 185 | 1,090 K (816.8 °C) | 5.727 g/cm³ |
| 51 | אנטימון | Sb | 5 | −3 | 2.05 | 206 | 903.78 K (630.6 °C) | 6.697 g/cm³ |
| 83 | ביסמוט | Bi | 5 | +3, +5 | 2.02 | 207 | 544.7 K (271.6 °C) | 9.78 g/cm³ |
| 115 | מוסקוביום | Mc | 5 | — | — | — | — | — |