Grupo 15: o grupo do nitrogênio (pnictogênios)
O grupo 15 contém nitrogênio, fósforo, arsênio, antimônio, bismuto e o elemento sintético moscóvio. Cada átomo tem cinco elétrons externos, três deles desemparelhados, então os membros mais leves normalmente formam três ligações, como na amônia (NH₃). Como o grupo 14, a coluna vai de ametais no topo a um metal na base.
Posição na tabela periódica
Elementos deste grupo
Cinco elétrons externos: ns² np³
Cada configuração termina em ns² np³, do nitrogênio ([He] 2s² 2p³) ao bismuto ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³). A três elétrons de completar o octeto, esses átomos podem ganhar três para formar íons como o íon nitreto N³⁻, ou compartilhar três em ligações covalentes, como na amônia e na fosfina (PH₃).
Eles também apresentam os estados de oxidação positivos +3 e +5. O nitrogênio abrange a faixa mais ampla, de −3 na amônia a +5 no ácido nítrico (HNO₃), enquanto o bismuto, na base, é principalmente +3.
De gás a metal
O nitrogênio é um gás de moléculas de N₂ que funde a 63,15 K, enquanto o fósforo branco é um sólido ceroso que funde a 317,3 K. O arsênio e o antimônio são semimetais cinzentos, e o bismuto é um metal quebradiço. A eletronegatividade cai de 3,04 para o nitrogênio para 2,19 para o fósforo e 2,02 para o bismuto, e a primeira energia de ionização cai pela metade, de 14,534 eV para 7,289 eV. A densidade sobe de 1,823 g/cm³ para o fósforo a 9,78 g/cm³ para o bismuto.
Onde você encontra o grupo 15
O nitrogênio constitui cerca de 78% do ar, e o nitrogênio e o fósforo são o N e o P dos sacos de fertilizante. O fósforo liga as unidades do DNA e armazena energia no ATP, e o fósforo vermelho está na tira de riscar da caixa de fósforos. Os compostos de arsênio são venenos notórios, mas o arseneto de gálio é usado em eletrônicos rápidos. O antimônio ajuda os plásticos a resistir ao fogo, e o bismuto aparece em remédios rosados para o estômago e em ligas de sprinklers contra incêndio.
Nomes e uma surpresa lenta
O nome pnictogênio vem de uma palavra grega que significa sufocar, porque o gás nitrogênio puro asfixia. Durante muito tempo, o bismuto foi considerado o elemento estável mais pesado, mas em 2003 cientistas descobriram que o bismuto-209 é levemente radioativo, com meia-vida mais de um bilhão de vezes maior que a idade do universo. O moscóvio (115) só foi produzido poucos átomos de cada vez, então suas propriedades são previstas, não medidas.
Grupo 15: propriedades ao longo do grupo
Clique no título de uma coluna para ordenar.
| 7 | Nitrogênio | 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 | Arsênio | As | 5 | −3 | 2,18 | 185 | 1.090 K (816,8 °C) | 5,727 g/cm³ |
| 51 | Antimônio | 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 | Moscóvio | Mc | 5 | — | — | — | — | — |