Глава 9. Элементы группы VA

Изучив материал этой главы, студенты должны:

• Знать особенности строения атомов элементов группы VA, валентность атомов, получение и свойства простых веществ азота и фосфора и важнейших типов их соединений, общую характеристику элементов подгруппы мышьяка, биологическое значение элементов группы.

• Уметь охарактеризовать свойства азота и фосфора как химических элементов и как простых веществ, составлять характерные для азота и фосфора химические реакции и производить расчеты по ним.

§ 9.1. ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ АТОМОВ

В группе VA находятся пять химических элементов: азот (N), фосфор (P), мышьяк (As), сурьма (Sb) и висмут (Bi). Все они устойчивы, причем висмут оказывается последним устойчивым элементом в таблице Менделеева. Наибольшее значение в этой группе имеют азот и фосфор, необходимые для жизни. Эти элементы входят в состав молекул многих лекарственных субстанций.

Элементы мышьяк, сурьма и висмут объединяют в подгруппу мышьяка. Некоторые соединения этих элементов применяются в качестве лекарственных средств.

Внешние энергетические уровни атомов группы VA далеки от максимальной заселенности электронами. На внешнем р-подуровне все их электроны неспаренные:

Электронные формулы атомов: N - 1s²2s²2p³; Sb - [Kr]4d¹⁰5s²5p³;

As - [Ar]3d¹⁰4s4p³; Bi - [Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s²6p³. P - [Ne]3s²3p³;

Для всех элементов группы типично трехвалентное состояние. В случае азота это подтверждается составом уже известных нам веществ - аммиака (NH₃) и этиламина (C₂H₅NH₂). Остальные элементы группы, кроме азота, имеют незаполненный внешний ndподуровень и могут переходить в пятивалентное состояние:

Элементы группы азота менее электроотрицательны, чем халькогены и галогены. Но азот с относительной электроотрицательностью χ= 3,0 стоит на третьем месте после фтора и кислорода. Электроотрицатальность фосфора значительно ниже (χ= 2,3) и лишь незначительно превышает таковую водорода.