A tabela periódica é muito vasta. Certamente você achará difícil memorizar as várias propriedades de cada elemento. É por isso que o dividimos em vários grupos ou blocos. Neste capítulo, leremos mais sobre os elementos do Grupo 15 da tabela periódica. Veremos as várias propriedades dos elementos que pertencem a este grupo. Então, vamos começar.

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O que são elementos do Grupo 15?

O p- os elementos do bloco são colocados à direita da tabela periódica em grupos de 13 a 18. Nos iotas dos elementos do bloco p, o elétron de separação entra na subcamada de valência p. Desse modo, nesses elementos, a subcamada np é preenchido passo a passo.

A configuração eletrônica geral do shell de valência dos elementos do grupo quinze é ns2, np1-6. O design eletrônico do hélio é 1s2. Ele não tem orbitais. No entanto, é um p- elemento de bloco, uma vez que assume as propriedades físicas e químicas após a de outros elementos do bloco p do décimo oitavo grupo. Os elementos do bloco P são geralmente não metais, enquanto os restantes são metalóides e metais.

P- elementos de bloco

Ocorrência

Os elementos do grupo 15 incluem nitrogênio, fósforo, arsênico, antimônio e bismuto. O nitrogênio é o verdadeiro constituinte do ar e registra 78% dele em volume. É o membro primário deste grupo e ocorre em um estado livre como um gás diatômico, N2.

O fósforo é um constituinte fundamental da matéria animal e vegetal. Os grupos fosfato são constituintes dos ácidos nucléicos, ou seja, DNA e RNA. Cerca de 60% dos ossos e dentes são feitos de fosfatos. As fosfoproteínas estão disponíveis na gema do ovo, no leite e na medula óssea. Os demais elementos do grupo, ou seja, arsênico, antimônio e bismuto, ocorrem principalmente como sulfetos. Por exemplo, estibnita, arsenopirita e relance de bismuto.

Saiba mais sobre as características dos elementos do grupo 16.

Tendências nos elementos do grupo 15

Vejamos agora algumas das tendências das propriedades atômicas desses elementos.

1) Raios atômicos

Descendo no grupo, os raios iônicos e os raios atômicos aumentam. Isso se deve à expansão de outro nível de energia principal em cada elemento progressivo.

2) Entalpia de ionização

Esses elementos demonstram valores mais altos de entalpia de ionização quando contrastados com elementos do grupo 14. À medida que avançamos no grupo, os valores de entalpia de ionização continuam diminuindo. Isso ocorre devido ao aumento progressivo no tamanho do núcleo.

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3) Eletronegatividade

Eletronegatividade é a inclinação de uma partícula para puxar um par compartilhado de elétrons mais para si. A eletronegatividade diminui gradualmente ao se mover para baixo no grupo. A razão por trás disso é o aumento do raio atômico.

4) Propriedades físicas

As propriedades físicas incorporam estado físico, pontos de ebulição e fusão, caráter metálico, alotropia e densidade. O nitrogênio é um gás diatômico, enquanto o resto dos elementos são sólidos na natureza.

Descendo um grupo, o caráter metálico aumenta. Por outro lado, a entalpia de ionização dos elementos diminui devido a um aumento em seu tamanho nuclear.

5) Tendências nos pontos de fusão e ebulição

O ponto de fusão aumenta de nitrogênio para arsênico por causa do aumento contínuo no tamanho do nuclear. O baixo ponto de fusão do nitrogênio é devido às suas partículas diatômicas discretas.

Apesar do fato de que o tamanho do núcleo aumenta do arsênio ao antimônio, há uma diminuição em seus pontos de fusão.Apesar do antimônio ter uma estrutura em camadas, ele tem um ponto de fusão mais baixo do que o arsênio, devido à prensagem geralmente livre das partículas. Além disso, o ponto de fusão do bismuto não é tanto quanto o antimônio, por causa do empacotamento de átomos frouxamente por retenção metálica. Então, novamente, o ponto de ebulição aumenta passo a passo do nitrogênio ao bismuto.

A densidade desses elementos aumenta do nitrogênio ao bismuto.

6) Alotropia

Todos os elementos do grupo quinze, além do bismuto, indicam alotropia. O nitrogênio é encontrado em duas estruturas alotrópicas, ou seja, o nitrogênio alfa e o nitrogênio beta. O fósforo existe em várias estruturas alotrópicas. Destas, as duas estruturas alotrópicas críticas são o fósforo vermelho e o fósforo branco.

O arsênio existe em três estruturas alotrópicas essenciais – preto, cinza e amarelo. O antimônio também tem três estruturas alotrópicas essenciais, para ser específico, amarelo, metálico e explosivo.

Exemplo resolvido para você

P: Escreva uma nota sobre os estados de oxidação dos elementos do grupo 15 .

Resp: Cada um dos elementos do grupo 15 tem 5 elétrons em seu círculo mais externo. Eles exigem apenas 3 elétrons para concluir sua configuração de octeto. O octeto pode ser conseguido captando 3 elétrons ou compartilhando 3 elétrons por um método de ligações covalentes.

Assim, o estado de oxidação negativa básico desses elementos é – 3. Descendo no grupo, o propensão a exibir – 3 o estado de oxidação diminui. Isso ocorre por causa da expansão no tamanho do núcleo e caráter metálico.

Os elementos do grupo 15 indicam adicionalmente estados de oxidação positivos de +3 e +5 pelo desenvolvimento de ligações covalentes. Por causa do efeito do par inerte, a estabilidade do estado de oxidação +5 diminui no grupo, enquanto a dos incrementos do estado de oxidação +3.

O nitrogênio tem apenas orbitais se p, mas nenhum orbital d em seu camada de valência. Portanto, o nitrogênio pode demonstrar uma covalência extrema de 4. Uma covalência de quatro é alcançada pelo compartilhamento de seu único par de elétrons com outro iota ou partícula.