Kvävegruppselement

Kvävegruppselement , någon av de kemiska grundämnena som utgör Grupp 15 (Va) i det periodiska systemet. Gruppen består av kväve (N), fosfor (P), arsenik (As), antimon (Sb), vismut (Bi) och moscovium (Mc). Elementen delar vissa allmänna likheter i kemiskt beteende, även om de är tydliga differentierad från varandra kemiskt, och dessa likheter återspeglar gemensamma särdrag hos deras atoms elektroniska strukturer.

när vann chicago ungar världsserien

Förmodligen är ingen annan grupp av elementen mer bekant för lekmannen än den här gruppen. Även om de sex elementen tillsammans utgör mindre än 0,2 viktprocent av jordskorpan, antar de en betydelse långt utifrån proportioner till deras överflöd. Detta gäller särskilt elementen kväve och fosfor, som utgör 2,4 respektive 0,9 procent av människokroppens totala vikt.



Kväveelementen har kanske det bredaste området i fysiskt tillstånd för någon grupp i det periodiska systemet. Kväve är till exempel en gas som flyter vid cirka -200 ° C och fryser runt -210 ° C, medan vismut är en fast smälta vid 271 ° C och kokar vid cirka 1 560 ° C. Kemiskt är också intervallet i egenskaper är bred, kväve och fosfor är typiska icke-metaller; arsenik och antimon, metalloider; och vismut, en metall. Även i utseende uppvisar dessa element stor variation. Kväve är färglöst både som en gas och som en vätska. Fosfor finns i en mängd olika fysiska modifieringar eller allotropa former, inklusive den välbekanta vita, mycket reaktiva formen som måste lagras under vatten för att förhindra att den antänds i luften; en mycket mindre reaktiv röd eller violett form; och en svart modifiering som, även om den är minst känd, verkar vara den mest stabila av alla. Arsenik existerar främst som en matt grå metallisk fast substans, men en mer reaktiv gul, fast form är också känd, och det finns indikationer på att andra former finns under vissa förhållanden. Antimon är ett silver, metalliskt utseende, men något sprött fast ämne; och vismut är en silvervit metall med ett spår av rosa i sin lyster.

Tillsammans med kol, väte, syre och svavel är de första två medlemmarna i denna grupp, kväve och fosfor, de viktigaste kemiska elementen som ingår i levande system. Kväve och fosfor avlägsnas lätt från jord genom växttillväxt och är därför oerhört viktiga komponenter i växtfoder. Sådan beteckningar eftersom 5–10–5 på gödselmedel representerar respektive viktprocent sammansättning av materialet i termer av kväve, fosforoxid och kalium oxid (kalium är det tredje huvudelementet som behövs för en sund växttillväxt). Kväve i gödselmedel kan vara i form av natrium eller kaliumnitrater, ammoniak, ammoniumsalter eller olika organiska kombinationer. Fosfor levereras främst som oorganiskt fosfat.

Samma element, kväve och fosfor, kan också användas på sätt som är mindre användbara för människor. Sprängämnena i konventionell krigföring är starkt beroende av deras kväveinnehåll föreningar och de dödliga nervgaserna består av organiska fosforföreningar.



Å andra sidan arsenik, vilket är ökänd för dess toxicitet är det mest användbart i jordbruket, där dess föreningar är ett hjälpmedel för att bekämpa skadliga insektskadegörare. Antimon och vismut används främst i metalllegeringar, eftersom de ger unika och önskvärda egenskaper till dessa legeringar.

Jämförande kemi

Elektroniska konfigurationer

Likheter i omloppsarrangemang

I det periodiska systemet intar vart och ett av kvävegruppselementen den femte positionen bland huvudgruppselementen för sin period, en position betecknad 15. När det gäller den elektroniska konfigurationen av dess atomer, har varje kvävegruppselement ett yttersta skal av fem elektroner . I båda fallen upptar dessa ett yttre s orbital helt (med två elektroner) och bidra med en elektron till var och en av de tre yttre sid orbitaler (orbitalerna är elektronregioner i atomen och bokstavsbeteckningarna, s, p, d och f , används för att beteckna olika klasser av orbital). Arrangemanget av yttre elektroner i kväveelementens atomer ger sålunda tre halvfyllda yttre orbitaler som genom interaktion med halvfyllda orbitaler av atomerna i andra element kan bilda tre kovalenta bindningar. De andra atomerna kan locka de delade elektronerna antingen mer eller mindre starkt än kvävegruppsatomerna; därför kan den senare förvärva antingen positiva eller negativa laddningar och existera i oxidationstillstånd av +3 eller -3 i deras föreningar. I detta avseende är kväveelementen lika.

En annan likhet mellan kväveelementen är förekomsten av ett odelat eller ensamt elektronpar som finns kvar efter att de tre kovalenta bindningarna, eller deras motsvarighet, har bildats. Detta ensamma par tillåter molekylen att fungera som en elektronpargivare vid bildandet av molekylära additionsföreningar och komplex. Tillgängligheten för det ensamma paret beror på olika faktorer, såsom den relativa storleken på atomen, dess partiella laddning i molekylen, de rumsliga egenskaperna hos andra grupper i molekylen och det ännu dåligt förstådda fenomenet som kallas inertpareffekten . Denna effekt består av en tendens för de parade s elektroner i det yttersta skalet av de tyngre atomerna i en huvudgrupp för att förbli kemiskt oreaktiva. På grund av detta är kvävegruppselementens elektronpar-doneringsförmåga inte enhetlig i hela gruppen; den är troligen störst med kväve, mindre med mellanelementen och obefintlig med vismut.