窒素族元素 、その化学元素のいずれか 構成する 周期表のグループ15(Va)。グループはで構成されています 窒素 (N)、 リン (P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)、およびモスコビウム(Mc)。これらの元素は、明らかに化学的挙動において特定の一般的な類似点を共有していますが、 差別化 互いに化学的に、そしてこれらの類似性はそれらの原子の電子構造の共通の特徴を反映しています。
ティールタンカラは、次のように翻訳されているジャイナ教の名前です
おそらく、このグループほど素人に馴染みのある要素のグループは他にありません。 6つの元素は、合わせて地球の地殻の0.2重量パーセント未満を構成しますが、それらの存在量とはかけ離れた重要性を帯びています。これは、人体の総重量のそれぞれ2.4パーセントと0.9パーセントを構成する窒素とリンの元素に特に当てはまります。
窒素元素は、おそらく、周期表のどのグループよりも物理的状態の範囲が最も広いです。たとえば、窒素は約-200°Cで液化し、約-210°Cで凍結するガスですが、ビスマスは271°Cで融解し、約1,560°Cで沸騰する固体です。化学的にも、特性の範囲幅が広く、窒素とリンが典型的な非金属です。ヒ素とアンチモン、メタロイド;とビスマス、金属。見た目でも、これらの要素は非常に多様です。窒素は気体としても液体としても無色です。リンは、さまざまな物理的修飾、または同素体の形で存在します。これには、おなじみの白い反応性の高い形が含まれます。 水 空中で発火するのを防ぐため。はるかに反応性の低い赤または紫の形;そして、最も知られていないが、すべての中で最も安定しているように見える黒い修正。ヒ素は主に鈍い灰色の金属固体として存在しますが、より反応性の高い黄色の固体形態も知られており、特定の条件下で他の形態が存在する兆候があります。アンチモンは銀色で金属のように見えますが、ややもろい固体です。ビスマスは銀白色の金属で、光沢にピンクの痕跡があります。
炭素、水素、酸素、硫黄とともに、このグループの最初の2つのメンバーである窒素とリンは、生体システムに組み込まれる主要な化学元素です。窒素とリンは簡単に除去されます 土 植物の成長によって、したがって、植物性食品の非常に重要な成分です。そのような 指定 市販の肥料の5–10–5は、それぞれの重量パーセントを表します。 組成 窒素、リン酸酸化物、および カリウム 酸化物(カリウムは健康な植物の成長に必要な3番目の主要な要素です)。肥料中の窒素は次の形をしている可能性があります ナトリウム または硝酸カリウム、アンモニア、アンモニウム塩、またはさまざまな有機物の組み合わせ。リンは主に無機リン酸塩として供給されます。
これらの同じ元素である窒素とリンは、人間にとってあまり役に立たない方法で使用することもできます。従来の戦争における爆発物は、窒素の含有量に大きく依存しています 化合物 、そして致命的な神経ガスはリンの有機化合物で構成されています。
一方、ヒ素は 悪名高い その毒性のために、その化合物が有害な害虫を防除するのを助ける農業で最も有用です。アンチモンとビスマスは、これらの合金に独特で望ましい特性を与えるため、主に金属合金に使用されます。
周期表では、各窒素族元素は、その周期の主族元素の中で5番目の位置、15と指定された位置を占めています。その原子の電子配置に関して、各窒素族元素は5つの電子の最外殻を持っています。 。いずれの場合も、これらは外側を占めます s 完全に軌道を回って(2つの電子で)、3つの外側のそれぞれに1つの電子を提供します p 軌道(原子内の電子領域である軌道と文字の指定、 s、p、d 、および f 、軌道の異なるクラスを指定するために使用されます)。したがって、窒素元素の原子内の外部電子の配置は、他の元素の原子の半分満たされた軌道との相互作用によって、3つの共有結合を形成することができる3つの半分満たされた外側軌道を提供します。他の原子は、窒素基の原子よりも多かれ少なかれ強く共有電子を引き付ける可能性があります。したがって、後者は正または負の電荷を獲得し、それらの化合物に+3または-3の酸化状態で存在する可能性があります。この点で、窒素元素は似ています。
窒素元素間の別の類似点は、3つの共有結合またはそれらの同等物が形成された後も残る、共有されていない、または孤立電子対の存在です。この孤立電子対により、分子は分子付加化合物および錯体の形成において電子対供与体として機能することができます。孤立電子対が利用できるかどうかは、原子の相対的なサイズ、分子内の部分電荷、分子内の他のグループの空間特性、不活性電子対効果と呼ばれるまだよく理解されていない現象など、さまざまな要因によって異なります。 。この効果は、ペアの傾向で構成されています s 主要なグループのより重い原子の最外殻にある電子は、化学的に非反応性のままです。そのため、窒素グループ要素の電子対供与能力は、グループ全体で均一ではありません。それはおそらく窒素で最大であり、中間元素では少なく、ビスマスでは存在しません。
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