Характеристика подгруппы азота кратко

Обновлено: 05.07.2024

К элементам главной подгруппы V группы периодической таблицы Менделеева относятся:

Общая характеристика элементов 5 группы главной подгруппы

От N к Bi (сверху вниз в периодической таблице)

Увеличивается

атомного радиуса,
металлических, основных, восстановительных свойств,

Уменьшается

электроотрицательность,
энергия ионизация,
сродство к электрону.

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, все они содержат 5 электронов на внешнем слое ns 2 np 3 :

N – 2s 2 2p 3 ;

P – 3s 2 3p 3 ;

As – 4s 2 4p 3 ;

Sb – 5s 2 5p 3 ;

Bi – 6s 2 6p 3

Db – 7s 2 7p 3

Электронное строение азота и фосфора

Нахождение в природе азота и фосфора

Фосфор встречается только в виде соединений. В основном это апатиты (например, Ca₃(PO₄)₂), фосфориты и др.). Фосфор входит в состав важнейших биологических соединений — фосфолипидов.

Аллотропные модификации фосфора

Способы получения азота

Лабораторный способ

Разложение некоторых солей аммония:

Окисление аммиака и солей аммония:

Восстановление оксида меди (II) аммиаком при температуре ~700°C:

Пропускание воздуха над раскаленной медью. При этом медь поглощает кислород, а азот с примесями остается:

Промышленный способ

Т.к. азот в свободном состоянии присутствует в воздухе, то в промышленности его и получают путем разделения воздушной смеси (ректификация жидкого воздуха).

Кроме этого, широко применяются азотные установки и станции, для адсорбционного и мембранного разделения

Химические свойства азота

Молекула азота химически устойчива, вследствие чего азот химически инертен.

Но при определенных условиях он реагирует с металлами, тяжелее с неметаллами.

В реакциях с металлами он выступает в качестве восстановителя, а в реакциях с неметаллами – в качестве окислителя.

Со сложными веществами азот практически не взаимодействует, т.к. его реакционная способность очень мала.

Реакция возможна только с активными веществами и в жестких условиях.

Взаимодействие азота с простыми веществами

С кислородом

С кислородом взаимодействует только при температуре электрических искровых разрядов (2000 о С, в природе – во время грозы):

Процесс сопровождается поглощением теплоты (эндотермическая реакция)

С галогенами (F, Cl, Br, I)

Взаимодействует только со фтором, с образованием фторида азота:

С водородом

Взаимодействует с водородом с образованием аммиака. Реакция обратима, поэтому для смещения равновесия в сторону продуктов реакции реакцию проводят в присутствии катализатора, при высоком давлении и высокой температуре:

При этом происходит выделение теплоты (экзотермическая реакция)

С серой

Не взаимодействует

С фосфором

Не взаимодействует

С углеродом

Реакция протекает при высокой температуре (2000 о С или действие электрического разряда) с образованием дициана:

В присутствии соды реакция протекает с образованием цианид натрия:

С кремнием

Взаимодействие с кремнием с образованием нитрида кремния

С металлами

Реагирует с щелочными и щелочноземельными металлами с образованием нитридов

Взаимодействие возможно как с чистым азотом, так и при горении металлов на воздухе

Взаимодействие азота со сложными веществами

С водой

Не взаимодействует

С кислотами

Не взаимодействует

С водными растворами щелочей

Не взаимодействует

С солями

Не взаимодействует

С оксидами

Не взаимодействует

С гидридами активных металлов

Реагирует с образованием нитридов:

Фосфор

Способы получения фосфора

Основной способ получения белого фосфора состоит в вакуум-термическом восстановлении природных минералов, содержащих Ca₃(PO₄)_2.:

Таким способом получается фосфор в газообразном состоянии

Кроме фосфатов используют и другие неорганические соединения фосфора, например:

Красный и черный фосфор получают из белого фосфора, при температуре около 400ºС, давлении около 12000 Мпа в присутствии катализатора Hg

Химические свойства фосфора

Фосфор вступает в реакции как с металлами, так и неметаллами. В реакциях с элементами, расположенными ниже и левее в Периодической системе фосфор выступает в качестве окислителя, с элементами, расположенными выше и правее – в качестве восстановителя.

При недостатке окислителя образуются соединения фосфора (III), при избытке — соединения фосфора (V)

Взаимодействие фосфора с простыми веществами

С кислородом

Взаимодействие с кислородом воздуха приводит к образованию оксидов – ангидридов соответствующих кислот:

С галогенами (F, Cl, Br, I)

Взаимодействует с галогенами с образованием галогенидов с общей формулой PHal₃ – при недостатке галогена и PHal₅ – при избытке галогена:

С водородом

Непосредственно не взаимодействует

С серой

При взаимодействии с серой образуются сульфиды:

С азотом

Не взаимодействует

С углеродом

Не взаимодействует

С кремнием

С кремнием азот реагирует в очень жестких условиях, с образованием нитридов:

С металлами

В реакциях с активными металлами фосфор выступает в качестве окислителя, образуя фосфиды металлов:

Взаимодействие фосфора со сложными веществами

С водой

Красный фосфор реагирует с водой при температуре 700-900ºС и в присутствии катализатора (Cu, Pt, Ti, Zr):

С кислотами

Взаимодействует с кислотами – окислителями:

С водными растворами щелочей

С щелочными растворами вступает в реакции диспропорционирования, с образованием фосфина:

Читайте также: