Elementos del bloque p del grupo 15 – Familia del nitrógeno

El electrón final de un elemento del bloque P entra en uno de los tres orbitales p de la capa en la que se encuentra. Hay seis grupos de elementos del bloque p, ya que una subcapa p tiene tres orbitales p degenerados, cada uno de los cuales puede contener dos electrones.

Debido a su tendencia a perder un electrón, los elementos del bloque P son lustrosos y típicamente fuertes conductores de electricidad y calor. En un elemento de bloque P como el galio, puede encontrar algunas características sorprendentes de los elementos. Es un metal que se derrite en tu palma. Debido a que el silicio es un componente clave del vidrio, también es uno de los metaloides más importantes en el grupo de bloques p.

Grupo 15 Elementos

Desde los grupos 13 al 18, los elementos del bloque p están ubicados en el lado derecho de la tabla periódica. La familia del nitrógeno se compone de cinco elementos: nitrógeno (N), fósforo (P), arsénico (As), antimonio (Sb) y bismuto (Bi). La configuración electrónica general para el grupo 15 es ns ² np ³ .

Nitrógeno 7 norte

Fósforo 15 PAGS

Arsénico 33 Como

Antimonio 51 Sb

Bismuto 83 Bi

Ocurrencia de elementos del grupo 15

1. Nitrógeno: 78 partes por millón de aire. Es el miembro más significativo de este grupo y se presenta como un gas diatómico, N2, en su estado libre.
2. Tanto los animales como las plantas requieren fósforo para funcionar correctamente. Los ácidos nucleicos, como el ADN y el ARN, contienen grupos fosfato. Los fosfatos constituyen alrededor del 60 por ciento de la composición de los huesos y los dientes.
3. Las fosfoproteínas se pueden encontrar en la yema de huevo, la leche y la médula ósea. El arsénico, el antimonio y el bismuto, los demás elementos del grupo, se encuentran principalmente como sulfuros. Algunos ejemplos son la estibina, la arsenopirita y la mirada de bismuto.

Tendencias en los Elementos del Grupo 15

• Elementos del grupo 15 Radios atómicos: la capa más externa de los átomos del grupo 15 tiene cinco electrones, la subcapa s tiene dos electrones y la subcapa p tiene tres electrones. A medida que desciende en el grupo, los radios iónico y atómico crecen a medida que se expande otro nivel de energía primaria en cada elemento secuencial.

Elemento	Atómico  Número	Electrónico  Configuración	Grupo Número	Período  Número
Nitrógeno	7	2s 2 2p 3	15	2
Fósforo	15	3s 2 3p 3	15	3
Arsénico	33	3d 10 4s 2 4p 3	15	4
Antimonio	51	4d 10 5s 2 5p 3	15	5
Bismuto	83	4f 14 5d 10 6s 2 6p 3	15	6

• Entalpía de ionización de los elementos del grupo 15: las entalpías de ionización iniciales de los elementos del grupo 15 son mayores que las de los elementos comparables del grupo 14. Son más estables debido a su carga atómica más grande, radios nucleares más bajos y configuraciones electrónicas estables llenas a la mitad. A medida que avanzamos en el grupo, los valores de entalpía de ionización descienden. Esto está relacionado con la expansión gradual del tamaño atómico.
• Electronegatividad de los elementos del grupo 15: la electronegatividad se refiere a la capacidad de una partícula para atraer un par de electrones compartidos más cerca de sí misma. A medida que se desciende por el grupo, la electronegatividad cae gradualmente debido al aumento del radio atómico.
• Elementos del Grupo 15 Carácter metálico: los elementos del Grupo 15 son menos metálicos. El aspecto metálico se hace más evidente a medida que se desciende por el grupo, de N a Bi. Los elementos no metálicos como N y P son no metálicos, los elementos parcialmente no metálicos como As y Sb son parcialmente no metálicos y los metales como Bi son metales.
• Elementos del Grupo 15 Puntos de fusión y ebullición: el punto de fusión de este grupo se eleva desde el nitrógeno hasta el arsénico, luego desciende hasta el antimonio y el bismuto. Sin embargo, los puntos de ebullición crecen continuamente a medida que se avanza de nitrógeno a bismuto.

• Puntos de densidad de elementos del grupo 15: de N a Bi, la densidad de estos elementos aumenta de manera similar.

• Alotropía de los elementos del grupo 15: todos los elementos del grupo quince, con la excepción del bismuto, exhiben alotropía.

1. Hay dos tipos alotrópicos de nitrógeno: nitrógeno alfa y nitrógeno beta.
2. El fósforo se presenta en una amplia gama de configuraciones alotrópicas. El fósforo rojo y blanco son las dos estructuras alotrópicas más significativas.
3. Las estructuras alotrópicas del arsénico son negras, grises y amarillas.
4. Amarillo, metálico y explosivo son tres estructuras alotrópicas importantes para el antimonio.

• Grupo 15 Elementos Estados de Oxidación-Este grupo de elementos tiene cinco electrones en su capa más externa con estados de oxidación que van de 3 a +5. El estado de oxidación negativo fundamental de estos elementos es 3. A medida que se desciende en el grupo, se reduce la probabilidad de exhibir un estado de oxidación 3. Este es el caso debido al aumento en el tamaño atómico y la propiedad metálica. Al crear enlaces covalentes, los elementos del Grupo 15 también pueden tener estados de oxidación positivos de +3 y +5. La estabilidad del estado de oxidación +5 se reduce a medida que se desciende en el grupo debido al efecto del par inerte, mientras que la estabilidad del estado de oxidación +3 aumenta. La capa de cenefa de nitrógeno se compone enteramente de orbitales s y p, sin orbitales d. El nitrógeno, como resultado, tiene una covalencia máxima de 4. Puede adquirir una covalencia de cuatro compartiendo su único par de electrones con otro átomo o ion. La covalencia del fósforo con los demás elementos puede oscilar entre cinco y seis, también conocida como covalencia extendida. Esto es factible debido a la presencia de orbitales d desocupados en la capa de valencia. Los compuestos del grupo quince elementos con un estado de oxidación +5 son todos covalentes. En el estado de oxidación +3 se generan moléculas iónicas y covalentes.

Comportamiento anómalo del nitrógeno

Los atributos del elemento principal del grupo difieren de los de los otros componentes en general. Las características del nitrógeno son distintas de las de los demás elementos del grupo. Los siguientes factores contribuyen a las extraordinarias propiedades del nitrógeno:

1. Por su modesto tamaño nuclear.
2. Alta electronegatividad o entalpía de ionización.
3. La ausencia de orbitales d.
4. La capacidad de desarrollar una variedad de relaciones.

Propiedad	Nitrógeno	Fósforo	Arsénico	Antimonio	Bismuto
símbolo atómico	norte	PAGS	Como	Sb	Bi
Número atómico	7	15	33	51	83
Masa atómica (uma)	14.01	30.97	74.92	121.76	209.98
electrón de valencia  configuración	2s 2 2p 3	3s 2 3p 3	3d 10 4s 2 4p 3	4d 10 5s 2 5p 3	4f 14 5d 10 6s 2 6p 3
Punto de fusion Punto de ebullición ( o C)	-210 -196	44.15 281	817 603	631 1587	271 1564
Densidad (g/cm 3 ) a 25 o C	1.15	1.8	5.7	6.68	9.79
Radio atómico (pm)	56	98	114	133	143
Primera energía de ionización (KJ/mol)	1402	1012	947	834	703
Estado de oxidación común	-3 a +5	+5,+3,+3	+5,+3	+5,+3	+3
Radio iónico (pm)	146	212	58	76	103
Electronegatividad	3.0	2.2	2.2	2.1	1.9

Usos de los elementos del grupo 15

1. El nitrógeno y el fósforo son dos de los elementos esenciales para que exista la vida.
2. El gas nitrógeno, N ₂ , constituye la mayor parte de la atmósfera terrestre. Así, los pnictides son moléculas diatómicas de pnictógeno. Debido a su valencia, los átomos de pnictida forman un triple enlace covalente.
3. El fósforo se encuentra en una amplia gama de artículos, como fósforos, pirotecnia y fertilizantes. También se utiliza para fabricar ácido fosfórico.
4. El arsénico es una sustancia tóxica. Se ha empleado como veneno y como rodenticida.
5. Las aleaciones se hacen con antimonio.
6. El bismuto es una sustancia química que se puede encontrar en medicamentos, pinturas y como catalizador.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Cuáles son las propiedades físicas de los elementos del grupo 15?

Responder

1. Los elementos poliatómicos constituyen todo el grupo.
2. El elemento inicial, el nitrógeno, es un gas, pero a medida que avanza el grupo, el aspecto metálico de los elementos se hace cada vez más evidente.
3. Debido a una caída en la entalpía de ionización y un aumento en el tamaño atómico, el bismuto se clasifica como un metal. Los no metales incluyen nitrógeno y fósforo, los metaloides incluyen arsénico y antimonio, y el bismuto se clasifica como metal.
4. Los puntos de ebullición suelen tener una tendencia a la baja.
5. Excepto el bismuto, todos los elementos tienen alótropos.

Pregunta 2: ¿Cuáles son los radios atómicos de los elementos del grupo 15?

Responder

La capa más externa de los átomos del grupo 15 tiene cinco electrones, la subcapa s tiene dos electrones y la subcapa p tiene tres electrones. A medida que desciende en el grupo, los radios iónico y atómico crecen a medida que se expande otro nivel de energía primaria en cada elemento secuencial.

Pregunta 3: ¿Por qué los elementos del grupo 15 se denominan pnictógenos?

Responder

Paloma significa ahogar o sofocar en griego, por lo que los elementos del Grupo 15 se denominan pnictógenos. En ausencia de oxígeno, el nitrógeno molecular posee esta característica. Como resultado, los elementos del grupo 15 a veces se conocen como pnictógenos o la familia del nitrógeno.

Pregunta 4: ¿Cuáles son los alótropos del grupo 15? 

Responder 

Los alótropos del grupo 15 son:

1. Hay dos tipos alotrópicos de nitrógeno: nitrógeno alfa y nitrógeno beta.
2. El fósforo se presenta en una amplia gama de configuraciones alotrópicas. El fósforo rojo y blanco son las dos estructuras alotrópicas más significativas.
3. Las estructuras alotrópicas del arsénico son negras, grises y amarillas.
4. Amarillo, metálico y explosivo son tres estructuras alotrópicas importantes para el antimonio.
5. El bismuto no tiene alótropos.

Pregunta 5: ¿Cuáles son los usos de los elementos del grupo 15?

Responder

• Dos elementos necesarios para que exista la vida son el nitrógeno y el fósforo.
• La mayor parte de la atmósfera de la Tierra está compuesta de gas nitrógeno o N2. Los pnictides son moléculas de pnictógeno diatómicas de la misma manera. Los átomos de pnictida forman un triple enlace covalente debido a su valencia.
• El fósforo se puede encontrar en una variedad de productos, incluidos fósforos, pirotecnia y fertilizantes. También se utiliza en la producción de ácido fosfórico.
• El arsénico es un metal venenoso. Se ha utilizado como veneno y rodenticida.
• El antimonio se usa para hacer aleaciones.
• El bismuto es una sustancia química que se utiliza en productos farmacéuticos, pinturas y como catalizador.