Typen alaryhmä

Typpialaryhmä eli pniktogeenit [1] , myös pniktidit , ovat alkuaineiden jaksollisen  järjestelmän 15. ryhmän kemiallisia alkuaineita ( vanhentuneen luokituksen  mukaan ryhmän V pääalaryhmän alkuaineita) [2] . Ryhmään kuuluvat typpi N, fosfori P, arseeni As, antimoni Sb, vismutti Bi ja keinotekoisesti saatu radioaktiivinen Muscovy Mc [3]. Ryhmän V pääalaryhmän elementeillä on viisi elektronia ulkoisella elektronitasolla. Yleensä niitä luonnehditaan ei-metalleiksi. Kyky kiinnittää elektroneja on paljon vähemmän korostunut verrattuna kalkogeeneihin ja halogeeneihin. Kaikilla typen alaryhmän alkuaineilla on atomin ns²np³ ulkoisen energiatason elektroninen konfiguraatio ja ne voivat osoittaa hapetusasteita -3 - +5 yhdisteissä [3] . Suhteellisen alhaisemmasta elektronegatiivisuudesta johtuen vetysidos on vähemmän polaarinen kuin kalkogeenien ja halogeenien vetysidos. Näiden alkuaineiden vetyyhdisteet eivät hajoa vetyioneja vesiliuoksessa, toisin sanoen niillä ei ole happamia ominaisuuksia. Alaryhmän ensimmäiset edustajat - typpi ja fosfori  - ovat tyypillisiä ei-metalleja , arseenilla ja antimonilla on metallisia ominaisuuksia, vismutti  on tyypillinen metalli . Siten tässä ryhmässä sen ainesosien ominaisuudet muuttuvat dramaattisesti: tyypillisestä ei-metallista tyypilliseksi metalliksi . Näiden alkuaineiden kemia on hyvin monipuolinen ja alkuaineiden ominaisuuksien erot huomioon ottaen se jaetaan sitä tutkittaessa kahteen alaryhmään - typen alaryhmään ja arseenialaryhmään . Harvoin käytetty vaihtoehtoinen nimi tälle alkuaineryhmälle on pnictogens , käännetty kreikasta tukehtuvaksi, joka liittyi enemmän ryhmän ensimmäiseen alkuaineeseen, typpeen, joka harmittomuudestaan ​​​​huolimatta ei tue palamista ja hengitystä. Tämä nimi luonnehtii kuitenkin yleisesti tätä alkuaineryhmää hyvin, koska useimmat niistä, sekä yksinkertaisen aineen että yhdisteiden muodossa , ovat erittäin myrkyllisiä.

Typpialaryhmän alkuaineiden ja yksinkertaisten aineiden ominaisuudet

Typpi

Typpi  on väritön kaasu , hajuton , vaaraton, ei tue hengitystä ja palamista, liukenee heikosti veteen (2,3 ml / 100 g 0 °C:ssa, 0,8 ml / 100 g 80 °C:ssa).

Se voi olla myös nestemäisessä tilassa, kiehumispisteessä (−195,8 °C) - väritön neste . Joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa se imee happea .

-209,86 °C:n lämpötilassa typpi siirtyy kiinteään tilaan lumen muodossa . Kosketuksessa ilman kanssa se imee happea sulaessaan muodostaen happiliuoksen typessä.

Fosfori

Fosfori  on ei -metalli , puhtaassa muodossaan sillä on 4 allotrooppista muunnelmaa :

• Valkoinen fosfori  on fosforin reaktiivisin muoto. Sillä on molekyylirakenne; kaava P 4 , molekyylin muoto on tetraedri . Ulkonäöltään valkoinen fosfori on hyvin samanlainen kuin puhdistettu vaha tai parafiini , se leikataan helposti veitsellä ja muotoutuu pienellä vaivalla. Sulamispiste 44,1 °C, tiheys 1823 kg/m³. Erittäin reaktiivinen. Esimerkiksi se hapettuu hitaasti jo huoneenlämpötilassa ilman hapen vaikutuksesta ja hehkuu (vaaleanvihreä hehku). Tällaista kemiallisista hapetusreaktioista johtuvaa hehkua kutsutaan kemiluminesenssiksi (joskus virheellisesti fosforesenssiksi ). Myrkyllinen, tappava annos valkoista fosforia aikuiselle miehelle on 0,05-0,1 g.
• Punainen fosfori  on polymeeri , jolla on monimutkainen rakenne. Sillä on kaava P n . Valmistusmenetelmästä ja punaisen fosforin murskausasteesta riippuen siinä on sävyjä purppuranpunaisesta violettiin, ja valetussa tilassa sillä on tumman violetti metallinen kiilto kuparisella sävyllä. Punainen fosfori ei syty spontaanisti ilmassa 240-250 °C:n lämpötilaan asti (kun se muuttuu valkoiseksi sublimoinnin aikana ), mutta syttyy spontaanisti kitkan tai törmäyksen aikana, siitä puuttuu täysin kemiluminesenssin ilmiö. Liukenematon veteen, samoin kuin bentseeniin , hiilidisulfidiin ja muihin, liukenee fosforitribromidiin. Sublimaatiolämpötilassa punainen fosfori muuttuu höyryksi, jonka jäähtyessä muodostuu pääasiassa valkoista fosforia. Sen myrkyllisyys on tuhansia kertoja pienempi kuin valkoisen, joten sitä käytetään paljon laajemmin esimerkiksi tulitikkujen valmistuksessa (laatikoiden ritiläpinta on päällystetty punaiseen fosforiin perustuvalla koostumuksella). Punaisen fosforin tiheys on myös korkeampi, yltää 2400 kg/m³ valettuina. Ilmassa säilytettynä punainen fosfori hapettuu vähitellen kosteuden läsnäollessa muodostaen hygroskooppisen oksidin , imee vettä ja kosteutuu ("kastuu") muodostaen viskoosia fosforihappoa ; Siksi se säilytetään ilmatiiviissä säiliössä. Kun "liotetaan" - pestään vedellä fosforihappojäännöksistä, kuivataan ja käytetään aiottuun tarkoitukseen.
• Musta fosfori  on termodynaamisesti ja kemiallisesti vähiten aktiivisin alkuainefosforin muoto. Amerikkalainen fyysikko P. W. Bridgman sai ensimmäisen kerran mustaa fosforia vuonna 1914 valkoisesta fosforista mustina kiiltävinä kiteinä , joilla oli korkea (2690 kg/m³) tiheys . Mustan fosforin synteesin suorittamiseksi Bridgman käytti painetta 2 × 10 9 Pa (20 tuhatta ilmakehää) ja lämpötilaa noin 200 ° C. Nopean muutoksen alku on noin 13 000 ilmakehän alueella ja noin 230 °C:n lämpötilassa. Musta fosfori on musta aine, jolla on metallin kiilto, rasvainen kosketus ja hyvin samanlainen kuin grafiitti, täysin liukenematon veteen ja orgaanisiin liuottimiin. Musta fosfori on mahdollista sytyttää tuleen vain kuumentamalla sitä ensin voimakkaasti puhtaan hapen ilmakehässä 400 °C:seen asti. Musta fosfori johtaa sähköä ja sillä on puolijohteen ominaisuuksia . Mustan fosforin sulamispiste on 1000 °C paineessa 18 × 10 5 Pa .
• metallista fosforia . 8,3 × 10 10 Pa paineessa musta fosfori siirtyy uuteen, entistä tiheämpään ja inerttiin metallifaasiin, jonka tiheys on 3,56 g / cm³, ja paineen noustessa edelleen arvoon 1,25 × 10 11 Pa, se tiivistyy entisestään ja tiivistyy. kuutiokiteinen kidehila, kun taas sen tiheys kasvaa arvoon 3,83 g / cm³. Metallinen fosfori johtaa erittäin hyvin sähköä .

Arseeni

Arseeni  on jaksollisen järjestelmän neljännen jakson 15. ryhmän kemiallinen alkuaine (vanhentuneen luokituksen mukaan - viidennen ryhmän pääalaryhmä); on atominumero 33, joka on merkitty symbolilla As. Yksinkertainen aine on hauras teräksenvärinen puolimetalli . Erittäin myrkyllinen. Arseenia on useissa allotrooppisissa muunnelmissa. Vakain normaaleissa olosuhteissa ja kuumennettaessa on metallinen tai harmaa arseeni. Harmaan arseenin tiheys on 5,72 g/cm 3 . Normaalipaineessa kuumennettaessa se sublimoituu. Toisin kuin muut modifikaatiot, harmaalla arseenilla on metallista sähkönjohtavuutta. Arseeni on veteen liukenematon.

Antimoni

Antimoni  on hopeanvalkoinen puolimetalli , jolla on sinertävä sävy, karkearakeinen rakenne. Antimonista on neljä metallista allotrooppista muunnelmaa, joita esiintyy eri paineissa, ja kolme amorfista modifikaatiota (keltainen, musta ja räjähtävä antimoni). Se on myrkyllistä, mutta paljon pienemmässä määrin kuin arseeni. Keltainen antimoni muodostuu hapen vaikutuksesta nestemäiseen SbH 3 :een . Kuumennettaessa sekä näkyvällä valolla valaistuna se muuttuu mustaksi antimoniksi. Mustalla antimonilla on puolijohdeominaisuuksia. Räjähtävä antimoni - hopeanvalkoinen, sillä on metallinen kiilto. Se muodostuu SbCl 3 :n elektrolyysin aikana alhaisella virrantiheydellä. Räjähtää iskun ja kitkan vaikutuksesta. Räjähtävä antimoni muuttuu metalliksi antimoniksi, kun sitä hierotaan tai siihen osuu räjähdys. Antimonia lisätään joihinkin seoksiin kovuuden lisäämiseksi. Seosta, joka koostuu antimonista, lyijystä ja pienestä määrästä tinaa, kutsutaan painometalliksi tai gartiksi. Yhdisteissään antimoni on hyvin samankaltainen arseenin kanssa, mutta eroaa siitä selvemmillä metalliominaisuuksilla.

Vismutti

Vismutti on raskas, hopeanvalkoinen metalli , jossa on vaaleanpunainen sävy. Ajan myötä se peittyy tummanharmaalla oksidikalvolla. Se on lyijyn ja tinan ohella osa useimpia matalassa lämpötilassa sulavia juotteita ja seoksia sulakkeiden ja palohälytyselementtien valmistukseen. Vismuttihöyryt ovat myrkyllisiä. Huolimatta siitä, että vismutti on raskasmetalli, sen yhdisteiden myrkyllisyys on kuitenkin hyvin alhainen esimerkiksi lyijyyn verrattuna. Kemialliset ominaisuudet ovat hyvin samankaltaisia ​​kuin antimoni ja arseen, vismutilla on enimmäkseen tyypillisen metallin ominaisuuksia, mutta on myös heikkoja ei-metallisia ominaisuuksia.

Muskovi

Muskovi ( lat. Moscovium, Mc) on jaksollisen järjestelmän ryhmän V 115. kemiallinen alkuaine , atominumero 115, atomimassa 289, stabiilin nuklidi on 289 Mc ( puoliintumisajaksi arvioitu 156 ms).

Muistiinpanot

1. ↑ Epäorgaanisen kemian nimikkeistö: IUPAC-suositukset 2005, osio IR-3.5  / toimittaneet NG Connelly ja T Damhus (yhdessä RM Hartshornin ja AT Huttonin kanssa). - 2005. - ISBN 0-85404-438-8 .
2. ↑ Jaksotaulukko Arkistoitu 17. toukokuuta 2008 Wayback Machinessa IUPAC - verkkosivustolla
3. ↑ 1 2 Ryhmän V pääalaryhmän elementtien yleiset ominaisuudet (pääsemätön linkki) . Haettu 1. lokakuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 27. maaliskuuta 2012. (Venäjän kieli) 

Linkit

Bibliografisissa luetteloissa	GND : 4183263-2 J9U : 987007535177505171 LCCN : sh2003001134