Pniktogeni

Dušikova skupina periodnega sistema elementov vsebuje dušik (N), fosfor (P), arzen (As), antimon (Sb), bizmut (Bi) in nepotrjeni moskovij (Mc).

Skupina 15 v periodnem sistemu
Vodik Helij
Litij Berilij Bor (element) Ogljik Dušik Kisik Fluor Neon
Natrij Magnezij Aluminij Silicij Fosfor Žveplo Klor Argon
Kalij Kalcij Skandij Titan (element) Vanadij Krom Mangan Železo Kobalt Nikelj Baker Cink Galij Germanij Arzen Selen Brom Kripton
Rubidij Stroncij Itrij Cirkonij Niobij Molibden Tehnecij Rutenij Rodij Paladij Srebro Kadmij indij Kositer Antimon Telur Jod Ksenon
Cezij Barij Lantan Cerij Prazeodim Neodim Prometij Samarij Evropij Gadolinij Terbij Disprozij Holmij Erbij Tulij Iterbij Lutecij Hafnij Tantal (element) Volfram Renij Osmij Iridij Platina Zlato Živo srebro Talij Svinec Bizmut Polonij Astat Radon
Francij Radij Aktinij Torij Protaktinij Uran (element) Neptunij Plutonij Americij Kirij Berkelij Kalifornij Ajnštajnij Fermij Mendelevij Nobelij Lavrencij Raderfordij Dubnij Siborgij Borij Hasij Majtnerij Darmštatij Rentgenij Kopernicij Nihonij Flerovij Moskovij Livermorij Tenes Oganeson
IUPAC ime skupine 15
Ime po elementu dušikova skupina
Trivialno ime pniktogeni, penteli
CAS številka skupine
(ZDA, vzorec A-B-A)
VA
stara IUPAC številka
(Evropa, vzorec A-B)
VB

↓ Perioda
2
Slika: Liquid nitrogen being poured
Dušik (N)
7 Druga nekovina
3
Slika: Some allotropes of phosphorus
Fosfor (P)
15 Druga nekovina
4
Slika: Arsenic in metallic form
Arzen (As)
33 Polkovina
5
Slika: Antimony crystals
Antimon (Sb)
51 Polkovina
6
Slika: Bismuth crystals stripped of the oxide layer
Bizmut (Bi)
83 Druga kovina
7 Moskovij (Mc)
115 other metal

Legenda

prvobitni
sintetični element
p · p · u · z

V sodobni notaciji IUPAC se dušikova skupina imenuje 15. skupina. V starih sistemih IUPAC in CAS se je imenovala VB oziroma VA skupina,[1] ker imajo vsi elementi na zunanji orbitali po pet valenčnih elektronov. Na področju fizike polprevodnikov se posod po svetu še vedno imenuje V. skupina.[2] Elementi 15. skupine se imenujejo tudi pniktogeni ali penteli. Prvo ime je nastalo iz grške besede πνίγειν (pnigein), ki pomeni "zadušiti" ali "ugasiti" (lastnost dušika), drugo pa iz latinske besede penta (pet), ki izhaja iz njihove elektronske konfiguracije.

Najpomembnejši element skupine je dušik (N), ki je kot dvoatomna molekula N2 sestavni del zemeljskega ozračja.

Elektronska konfiguracijaUredi

Elementi 15. skupine imajo podobne elektronske konfiguracije, predvsem na najbolj zunanji elektronski orbitali:

Z Element Št. elektronov/orbitala
7 Dušik 2, 5
15 Fosfor 2, 8, 5
33 Arzen 2, 8, 18, 5
51 Antimon 2, 8, 18, 18, 5
83 Bizmut 2, 8, 18, 32, 18, 5
115 Ununpentij 2, 8, 18, 32, 32, 18, 5

Elementi iz 15. skupine imajo na zunanji orbitali po pet elektronov s konfiguracijo ns2np3. Podorbitala s je polna, na podorbitali p pa imajo tri neparne elektrone. Elementi lahko tri manjkajoče elektrone sprejmejo in dobijo elektronsko strukturo žlahtnega plina iz svoje periode, lahko pa vseh pet valenčhih elektronov oddajo in dobijo elektronsko strukturo žlahtnega plina iz prejšnje periode. Elementi imajo zato veliko možnih oksidacijskih stanj, od 3- do 5+ (dušik v dušikovi(V) kislini (HNO3)).

LastnostiUredi

Fizikalne lastnostiUredi

V dušikovi skupini elementov sta dve nekovini, dve polkovini, kovina in sintetični element, ki je verjetno kovina. Vsi elementi razen dušika, so pri sobni temperaturi trdne snovi. Dušik in bizmut se po svojih fizikalnih lastnostih močno razlikujeta od ostalih elementov in nekako ne spadata v to skupino: dušik je pri standardnih pogojih brezbarven plin, medtem ko je bizmut rožnata kovina.

Kemijske lastnostiUredi

Elementi so znani po svoji stabilnosti v spojinah, ker lahko tvorijo dvojne in trojne kovalentne vezi. Zaradi teh lastnosti so elementi potencialno toksični, kar je opazno predvsem pri fosforju, arzenu in antimonu. Kadar ti elementi reagirajo z različnimi snovmi v človeškem organizmu, tvorijo močne proste radikale, ki jih jetra težko presnovijo in se zato v njih akumulirajo. Elementarni dušik in bizmut tvorita večatomne molekule z močnimi vezmi, ki zmanjšujejo njuno reaktivnost in s tem tudi toksičnost. Dušik se zaradi svoje nereaktivnosti celo uporablja za ustvarjanje inertne atmosfere v primerih, ko so argon ali drugi žlahtni plini za to predragi.

SkliciUredi

  1. Fluck, E. New notations in the periodic table. Pure & App. Chem. 1988, 60, str. 431-436.[1]
  2. 2005 book, Properties of group-IV, III-V and II-VI semiconductors.