Wszystkie pierwiastki z grupy 15 podlegają następującym ogólnym okresowym trendom:
- Elektroujemność to zdolność atomów do przyciągania elektronów. Elektroujemność maleje w miarę schodzenia w dół grupy.
- Energia jonizacji odnosi się do ilości energii potrzebnej do usunięcia elektronu z atomu w fazie gazowej. Energia jonizacji maleje w dół grupy.
- Promień atomu wzrasta w dół grupy.
- Powinowactwo elektronowe to zdolność atomu do przyjęcia elektronu i maleje wraz ze spadkiem grupy.
- Metaliczny charakter wzrasta w dół grupy.
- Temperatura topnienia, czyli ilość energii potrzebna do rozerwania wiązań i przemiany substancji z fazy stałej w substancję z fazy ciekłej, wzrasta w dół grupy.
- W grupie wzrasta temperatura wrzenia, czyli ilość energii potrzebna do rozerwania wiązań i przemiany substancji w fazie ciekłej w gaz.
Elementy grupy 15
Fizyczne właściwości tej grupy różnią się w zależności od pierwiastka, a metaliczny charakter wzrasta w miarę zanurzania się w nim.
Azot jest pierwiastkiem niemetalicznym, który nie ma koloru, smaku i zapachu, występuje w przyrodzie jako gaz niepalny. W porównaniu z resztą grupy wykazuje najwyższą elektroujemność, co czyni go pierwiastkiem o największym niemetalicznym charakterze. Jego zwykłe stopnie utlenienia to +5, +3 i -3. Występuje w skorupie ziemskiej w 0,002%, podczas gdy w atmosferze odpowiada 78% obfitości.
Występuje naturalnie w białkach zwierzęcych i roślinnych oraz w skamieniałych szczątkach roślin. Zanim odkryto, że amoniak można uzyskać z azotu, proces znany jako Harber-Bosch, źródła azotu były ograniczone. Podkreśla również jego słabą rozpuszczalność w wodzie.
Podtlenek azotu, zwany także „gazem rozweselającym”, był używany w stomatologii, przy porodzie i do zwiększania prędkości samochodów.
Fosfor jest pierwiastkiem niemetalicznym. Najczęstszym stopniem utlenienia fosforu jest -3. Jest pierwiastkiem, który pod względem liczebności zajmuje 11. miejsce w skorupie ziemskiej, stanowiąc 0,11%. Główne źródło fosforu. Zwykle występuje jako część minerałów i rzadko w czystej postaci.
W fosforze można znaleźć różne rodzaje, takie jak biały fosfor, który jest białą woskową substancją stałą, którą można ciąć nożem. Tworzy czworościenną cząsteczkę P4. Fosfor biały jest toksyczny, podczas gdy fosfor czerwony jest nietoksyczny.
Czerwony fosfor powstaje, gdy biały fosfor jest podgrzewany do 573 kelwinów i nie jest wystawiony na działanie powietrza. Jest mniej reaktywny niż biały fosfor i ma strukturę polimerową jak łańcuch i jest bardziej stabilny. Do wykonania końcówek zapałek używano zarówno białego, jak i czerwonego fosforu, ale unika się białego fosforu ze względu na jego toksyczność.
Fosfor ma wiele zastosowań: trójchlorek fosforu jest na przykład stosowany w mydłach, detergentach, tworzywach sztucznych, syntetycznej gumie nylonowej, olejach silnikowych, insektycydach i herbicydach. Kwas fosforowy jest stosowany w nawozach, ma również zastosowanie w przemyśle spożywczym.
Arsen jest wysoce trującym metaloidem. Ze względu na swój półmetaliczny charakter ma dużą gęstość, umiarkowaną przewodność cieplną i ograniczoną przewodność elektryczną. Stopnie utlenienia arsenu to +5, +3, +2, +1 i -3. Alotropowe formy arsenu to: żółta, czarna i szara, przy czym ta ostatnia jest najpowszechniejsza.
Związki zawierające arsen są stosowane w insektycydach, herbicydach i stopach. Należy również zauważyć, że tlenek arsenu ma charakter amfoteryczny, to znaczy może działać zarówno jako kwas, jak i jako zasada.
Antymon jest również metaloidem, którego najczęstsze stopnie utlenienia to +3, -3 i +5. Najbardziej stabilnym alotropem antymonu jest forma metaliczna, która ma właściwości podobne do arsenu: wysoka gęstość, umiarkowane przewodnictwo cieplne i ograniczoną zdolność przewodzenia prądu. Jednym z zastosowań, w których wyróżnia się antymon, jest jego zastosowanie jako półprzewodnika.
Bizmut jest pierwiastkiem metalicznym, którego stopień utlenienia wynosi +3 i +5 punktów. Bizmut jest powszechnie stosowany w produktach kosmetycznych i medycynie. Jest to również ten, który ma najniższą elektroujemność, a także najniższą energię jonizacji, co oznacza, że jest bardziej prawdopodobne, że straci elektron w porównaniu z resztą pierwiastków z grupy 15.
