หมู่ 15: หมู่ไนโตรเจน (พนิกโทเจน)

อิเล็กตรอนวงนอกห้าตัว: ns² np³

การจัดเรียงอิเล็กตรอนแต่ละธาตุลงท้ายด้วย ns² np³ ตั้งแต่ไนโตรเจน ([He] 2s² 2p³) ถึงบิสมัท ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³) ขาดอีกสามตัวจะครบออกเตต อะตอมเหล่านี้จึงรับสามตัวเกิดเป็นไอออน เช่น ไนไตรด์ไอออน N³⁻ หรือใช้ร่วมกันสามตัวในพันธะโคเวเลนต์ เช่นในแอมโมเนียและฟอสฟีน (PH₃)

ยังแสดงสถานะออกซิเดชันบวก +3 และ +5 ด้วย ไนโตรเจนครอบคลุมช่วงกว้างที่สุด ตั้งแต่ −3 ในแอมโมเนียถึง +5 ในกรดไนตริก (HNO₃) ส่วนบิสมัทที่อยู่ด้านล่างส่วนใหญ่เป็น +3

จากแก๊สสู่โลหะ

ไนโตรเจนเป็นแก๊สของโมเลกุล N₂ ที่หลอมเหลวที่ 63.15 K ขณะที่ฟอสฟอรัสขาวเป็นของแข็งคล้ายขี้ผึ้งที่หลอมเหลวที่ 317.3 K อาร์เซนิกและแอนติโมนีเป็นกึ่งโลหะสีเทา และบิสมัทเป็นโลหะเปราะ อิเล็กโทรเนกาทิวิตีลดลงจาก 3.04 สำหรับไนโตรเจนเป็น 2.19 สำหรับฟอสฟอรัส และ 2.02 สำหรับบิสมัท และพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่หนึ่งลดลงครึ่งหนึ่ง จาก 14.534 eV เป็น 7.289 eV ความหนาแน่นเพิ่มจาก 1.823 g/cm³ สำหรับฟอสฟอรัสเป็น 9.78 g/cm³ สำหรับบิสมัท

เราพบหมู่ 15 ได้ที่ไหน

ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบประมาณ 78% ของอากาศ และไนโตรเจนกับฟอสฟอรัสคือ N และ P บนถุงปุ๋ย ฟอสฟอรัสเชื่อมหน่วยของ DNA และเก็บพลังงานใน ATP และฟอสฟอรัสแดงอยู่ในแถบขีดของกล่องไม้ขีดไฟ สารประกอบอาร์เซนิกเป็นยาพิษที่เลื่องชื่อ แต่แกลเลียมอาร์เซไนด์ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูง แอนติโมนีช่วยให้พลาสติกทนไฟ และบิสมัทพบในยาแก้ปวดท้องสีชมพูและโลหะผสมของหัวฉีดดับเพลิง

ที่มาของชื่อและเรื่องน่าประหลาดใจที่ค่อยเป็นค่อยไป

ชื่อพนิกโทเจนมาจากคำกรีกที่แปลว่าทำให้สำลัก เพราะแก๊สไนโตรเจนบริสุทธิ์ทำให้หายใจไม่ออก บิสมัทเคยถูกคิดมานานว่าเป็นธาตุเสถียรที่หนักที่สุด แต่ในปี 2003 นักวิทยาศาสตร์พบว่าบิสมัท-209 มีกัมมันตรังสีเล็กน้อยมาก โดยมีครึ่งชีวิตมากกว่าอายุของเอกภพหลายพันล้านเท่า มอสโคเวียม (115) ผลิตได้ครั้งละไม่กี่อะตอม สมบัติของมันจึงเป็นค่าที่ทำนาย ไม่ใช่ค่าที่วัดได้