8.9.1.1: Тенденції групи азоту (група 5)
- Page ID
- 33591
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Підсумок тенденцій групи азоту (група VA):
2. Більшість азотних сполук є ковалентними. Основними винятками є ті, що засновані на іоні нітриду.
3. Багаторазове формування зв'язків:
- Азот утворює дуже міцні кратні p π - p π зв'язки з собою і сусідніми елементами, що належать одному ряду, наприклад CN -, N 2, NO +. Сполуки P, As і Bi з множинними зв'язками можуть бути отримані, якщо в молекули вводяться великі групи, наприклад P 2 R 2 і As 2 R 2. Подібні багатозв'язкові сполуки Sb невідомі.
- Координаційні цифри збільшуються по групі. Для азоту3 і 4 переважають координації. Фосфор і миш'як додатково утворюють октаедричні комплекси і більш високі координаційні числа спостерігаються для Sb і Bi.
5. Підвищений металевий характер
- Елементи стають все більш металевими вниз по колоні за своїми хімічними та фізичними властивостями. Внизу групи оксо-катіони, наприклад, SBO + та BiO + стають більш поширеними.
6. Оксиди стають більш основними вниз по колоні.
- Оксиди фосфору та миш'яку кислі, оксид сурми амфотерний, а вісмуту - основний.
- Для азоту N 3- іон добре закріплений в іонних нітридах електропозитивних елементів. Аніонні похідні більш важких елементів часто зберігають зв'язки елемент-елемент, наприклад Sb 4 2-, Bi 4 2-, Sb 7 3- і As 11 3-
10. Поведінка донора/акцептора R3M:
- Базова здатність донора/Льюїса: N < P > As> Sb > Bi
- Стеричні ефекти: N > P ~ As > Sb > Bi і збільшення з основною масою замінників: PR 3 > PR 2 H > PRH 2 > PH 3
- π-кислотність (див. лекцію): R 3 P > R 3 As > R 3 Sb> R 3 Bi
- Кислотність Льюїса фторидів +5: PF 5> AsF 5> SbF 5
- У ступені окислення +5 ПФ 5 не легко гідролізується, AsF 5 гідролізується, SbF 5 енергійно реагує з водою. BiF 5 вибухонебезпечно реагує з водою. У стані окислення +3 NF 3 не реагує, PF 3 реагує тільки з OH - не OH 2, AsF 3, SbF 3 розчинні у воді, BiF 3 нерозчинний у воді, але розчинний в неорганічних кислотах.
N | П | Як | Сб | Бі | |
---|---|---|---|---|---|
ЕФ 5 | невідомий | стабільний | стабільний | стабільний | стабільний |
Цель 5 | невідомий | стабільний | відомий, але нестабільний | стабільний | невідомий |
Пиво 5 | невідомий | стабільний | невідомий | стабільний | невідомий |
ЕІ 5 | невідомий | стабільний | невідомий | стабільний | невідомий |
ЕФ 3 | стабільний | стабільний | стабільний | стабільний | стабільний |
Цель 3 | відомий, але нестабільний | стабільний | стабільний | стабільний | стабільний |
Пиво 3 | відомий, але нестабільний | стабільний | стабільний | стабільний | стабільний |
ЕІ 3 | відомий, але нестабільний | стабільний | стабільний | стабільний | стабільний |
- Галогеніди ступеня окислення + 5 невідомі для N, добре визначені для P, лише стабільні для As як фторид, добре визначені для фтору та хлориду сурми, і відомі лише фторидом для Bi.
- Для обох станів окислення порядок стабільності становить F > Cl. Br >I, як і передбачається впорядкуванням середніх ентальпій, тобто фтор утворює найміцніші зв'язки, а йод найслабший.
- Оксиди демонструють подібну тенденцію. Оксиди Bi V і N V і оксокислоти сильно окислюються, тоді як оксиди P V і оксокислоти дуже стабільні, а As V і Sb V оксиди і оксокислоти м'яко окислюються.