Tutti gli elementi del gruppo 15 seguono le seguenti tendenze periodiche generali:
- L’elettronegatività è la capacità degli atomi di attrarre elettroni. L’elettronegatività diminuisce man mano che si scende nel gruppo.
- L’energia di ionizzazione si riferisce alla quantità di energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo in fase gassosa. L’energia di ionizzazione diminuisce scendendo lungo il gruppo.
- Il raggio atomico aumenta scendendo lungo il gruppo.
- L’affinità elettronica è la capacità di un atomo di accettare un elettrone e diminuisce man mano che si scende nel gruppo.
- Il carattere metallico aumenta scendendo nel gruppo.
- Il punto di fusione, che è la quantità di energia richiesta per rompere i legami e trasformare una sostanza in fase solida in una sostanza in fase liquida, aumenta scendendo nel gruppo.
- Il punto di ebollizione, la quantità di energia necessaria per rompere i legami e trasformare una sostanza nella fase liquida in un gas, aumenta nel gruppo.
Elementi del gruppo 15
Le proprietà fisiche di questo gruppo variano da un elemento all’altro e il carattere metallico aumenta man mano che si scende in esso.
L’azoto è un elemento non metallico, che non ha colore, sapore e odore, si presenta in natura come gas non combustibile. Se confrontato con il resto del gruppo, presenta la più alta elettronegatività, che lo rende l’elemento con il maggior carattere non metallico. I suoi soliti numeri di ossidazione sono +5, +3 e -3. Si trova nello 0,002% nella crosta terrestre, mentre nell’atmosfera corrisponde al 78% di abbondanza.
Si trova naturalmente nelle proteine animali e vegetali e nei resti fossili delle piante. Prima che si scoprisse che l’ammoniaca poteva essere ottenuta dall’azoto, il processo noto come Harber-Bosch, le fonti di azoto erano limitate. Sottolinea inoltre la sua bassa solubilità in acqua.
Il protossido di azoto, chiamato anche “gas esilarante”, veniva utilizzato in odontoiatria, durante il parto e per aumentare la velocità delle automobili.
Il fosforo è un elemento non metallico. Lo stato di ossidazione più comune del fosforo è -3. È l’elemento che occupa l’undicesima posizione in abbondanza della crosta terrestre, essendo lo 0,11%. La principale fonte di fosforo. Di solito si trova come parte dei minerali e raramente in forma pura.
Nel fosforo si possono trovare vari tipi, come il fosforo bianco, che è un solido ceroso bianco che può essere tagliato con un coltello. Forma una molecola tetraedrica, P4. Il fosforo bianco è tossico, mentre il fosforo rosso non è tossico.
Il fosforo rosso si forma quando il fosforo bianco viene riscaldato a 573 Kelvin e non esposto all’aria. È meno reattivo del fosforo bianco, ha una struttura polimerica a catena ed è più stabile. Sia il fosforo bianco che quello rosso sono stati usati per realizzare punte di fiammiferi, ma il fosforo bianco viene evitato a causa della sua tossicità.
Il fosforo ha molte applicazioni: il tricloruro di fosforo, ad esempio, è utilizzato in saponi, detergenti, plastica, gomma sintetica di nylon, oli per motori, insetticidi ed erbicidi. L’acido fosforico è utilizzato nei fertilizzanti ed è utilizzato anche nell’industria alimentare.
L’arsenico è un metalloide altamente velenoso. A causa del suo carattere semi-metallico, ha un’alta densità, una moderata conducibilità termica e un carattere conduttivo elettrico limitato. Gli stati di ossidazione dell’arsenico sono +5, +3, +2, +1 e -3. Le forme allotropiche dell’arsenico sono: giallo, nero e grigio, quest’ultimo è il più comune.
I composti contenenti arsenico sono usati in insetticidi, erbicidi e leghe. Si noti inoltre che l’ossido di arsenico ha un carattere anfotero, cioè può agire sia come acido che come base.
L’antimonio è anche un metalloide, i cui stati di ossidazione più comuni sono +3, -3 e +5.L’allotropo più stabile dell’antimonio è la forma metallica, che ha proprietà simili a quelle dell’arsenico: alta densità, moderata conducibilità termica , e una capacità limitata di condurre l’elettricità. Uno degli usi per cui si distingue l’antimonio è il suo utilizzo come semiconduttore.
Il bismuto è un elemento metallico, i cui stati di ossidazione sono +3 e +5 punti. Il bismuto è comunemente usato nei prodotti cosmetici e nella medicina. È anche quello con l’elettronegatività più bassa e anche l’energia di ionizzazione più bassa, il che significa che è più probabile che perda un elettrone rispetto al resto degli elementi del gruppo 15.
