Grupp 15: kvävegruppen (pniktogener)

Fem yttre elektroner: ns² np³

Varje konfiguration slutar på ns² np³, från kväve ([He] 2s² 2p³) till vismut ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³). Med tre elektroner kvar till en oktett kan dessa atomer ta upp tre och bilda joner som nitridjonen N³⁻, eller dela tre i kovalenta bindningar, som i ammoniak och fosfin (PH₃).

De visar också de positiva oxidationstillstånden +3 och +5. Kväve täcker det bredaste spannet, från −3 i ammoniak till +5 i salpetersyra (HNO₃), medan vismut, längst ned, mest är +3.

Från gas till metall

Kväve är en gas av N₂-molekyler som smälter vid 63,15 K, medan vit fosfor är ett vaxartat fast ämne som smälter vid 317,3 K. Arsenik och antimon är grå halvmetaller, och vismut är en spröd metall. Elektronegativiteten sjunker från 3,04 för kväve till 2,19 för fosfor och 2,02 för vismut, och den första joniseringsenergin halveras, från 14,534 eV till 7,289 eV. Densiteten stiger från 1,823 g/cm³ för fosfor till 9,78 g/cm³ för vismut.

Där du möter grupp 15

Kväve utgör cirka 78 % av luften, och kväve och fosfor är N och P på påsar med gödsel. Fosfor binder ihop DNA:s enheter och lagrar energi i ATP, och röd fosfor finns i tändytan på en tändsticksask. Arsenikföreningar är ökända gifter, men galliumarsenid används i snabb elektronik. Antimon hjälper plast att motstå eld, och vismut dyker upp i rosa magmedicin och i legeringar till sprinklersystem.

Namn och en långsam överraskning

Namnet pniktogen kommer från ett grekiskt ord som betyder att kvävas, eftersom ren kvävgas kväver. Vismut ansågs länge vara det tyngsta stabila grundämnet, men 2003 fann forskare att vismut-209 är mycket svagt radioaktivt, med en halveringstid som är mer än en miljard gånger universums ålder. Moscovium (115) har bara framställts några få atomer åt gången, så dess egenskaper är förutsagda, inte uppmätta.