Група 15: група азоту (пніктогени)

П’ять зовнішніх електронів: ns² np³

Кожна конфігурація закінчується на ns² np³, від азоту ([He] 2s² 2p³) до бісмуту ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³). Їм бракує трьох електронів до октету, тому ці атоми можуть приєднати три, утворюючи йони, як-от нітрид-йон N³⁻, або ділити три в ковалентних зв’язках, як в амоніаку та фосфіні (PH₃).

Вони також виявляють додатні ступені окиснення +3 і +5. Азот охоплює найширший діапазон: від −3 в амоніаку до +5 у нітратній кислоті (HNO₃), тоді як бісмут унизу — переважно +3.

Від газу до металу

Азот — газ із молекул N₂, що плавиться за 63,15 K, тоді як білий фосфор — воскоподібна тверда речовина, що плавиться за 317,3 K. Арсен і стибій — сірі металоїди, а бісмут — крихкий метал. Електронегативність знижується від 3,04 для азоту до 2,19 для фосфору та 2,02 для бісмуту, а перша енергія йонізації зменшується вдвічі: від 14,534 eV до 7,289 eV. Густина зростає від 1,823 g/cm³ для фосфору до 9,78 g/cm³ для бісмуту.

Де ви зустрічаєте групу 15

Азот становить близько 78% повітря, а азот і фосфор — це N і P на пакетах із добривами. Фосфор з’єднує ланки ДНК і накопичує енергію в АТФ, а червоний фосфор міститься в чиркальній смужці сірникової коробки. Сполуки арсену — сумнозвісні отрути, проте галій арсенід використовують у швидкій електроніці. Стибій допомагає пластмасам чинити опір вогню, а бісмут трапляється в рожевих ліках від болю в шлунку та сплавах для спринклерів пожежогасіння.

Назви та повільна несподіванка

Назва «пніктогени» походить від грецького слова, що означає «задихатися», бо чистий газоподібний азот викликає задуху. Бісмут довго вважали найважчим стабільним елементом, але 2003 року вчені виявили, що бісмут-209 має дуже слабку радіоактивність, а період його напіврозпаду більш ніж у мільярд разів перевищує вік Всесвіту. Московій (115) був отриманий лише по кілька атомів за раз, тому його властивості передбачені, а не виміряні.