Группа 15: группа азота (пниктогены)

Пять внешних электронов: ns² np³

Каждая конфигурация заканчивается на ns² np³, от азота ([He] 2s² 2p³) до висмута ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³). Этим атомам не хватает трёх электронов до октета, поэтому они могут принять три электрона, образуя ионы, такие как нитрид-ион N³⁻, или обобществить три в ковалентных связях, как в аммиаке и фосфине (PH₃).

Они проявляют и положительные степени окисления +3 и +5. Азот охватывает самый широкий диапазон — от −3 в аммиаке до +5 в азотной кислоте (HNO₃), тогда как висмут, находящийся внизу, в основном проявляет +3.

От газа к металлу

Азот — газ из молекул N₂, плавящийся при 63,15 K, а белый фосфор — воскообразное твёрдое вещество, плавящееся при 317,3 K. Мышьяк и сурьма — серые полуметаллы, а висмут — хрупкий металл. Электроотрицательность падает с 3,04 у азота до 2,19 у фосфора и 2,02 у висмута, а первая энергия ионизации уменьшается вдвое — с 14,534 eV до 7,289 eV. Плотность растёт с 1,823 g/cm³ у фосфора до 9,78 g/cm³ у висмута.

Где вы встречаете группу 15

Азот составляет около 78% воздуха, а азот и фосфор — это N и P на мешках с удобрениями. Фосфор связывает звенья ДНК и запасает энергию в АТФ, а красный фосфор находится на тёрочной полоске спичечного коробка. Соединения мышьяка — печально известные яды, однако арсенид галлия применяют в быстрой электронике. Сурьма помогает пластмассам сопротивляться огню, а висмут встречается в розовых средствах от желудочных расстройств и в сплавах для спринклеров пожаротушения.

Названия и медленный сюрприз

Название «пниктогены» происходит от греческого слова, означающего «душить», потому что чистый азот вызывает удушье. Долгое время считалось, что висмут — самый тяжёлый стабильный элемент, но в 2003 году учёные обнаружили, что висмут-209 очень слабо радиоактивен, с периодом полураспада более чем в миллиард раз больше возраста Вселенной. Московий (115) получен лишь по нескольку атомов за раз, поэтому его свойства предсказаны, а не измерены.