Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

8.9.1.1: Тенденції групи азоту (група 5)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • 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):

    1. Гідриди стають менш термічно стабільними і більш реактивними вниз по колоні. M-H і M-CH3 середні ентальпії зв'язку зменшуються в міцності вниз по групі, і, отже, гідриди та алкіли стають менш стабільними.

    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.

    4. Координаційні номери:

    • 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.

    7. Галогеніди стають більш іонними і все частіше приймають нескінченні структури на користь молекулярних.

    8. Катенація відбувається в порядку: N < P > As > Sb > Bi. Фосфор утворює широкий спектр кільцевих і кліткових сполук через сприятливу ентальпії P-P-зв'язку.

    9. Негативні стани окислення:

    • 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

    11. Гідроліз галогенідів:

    • 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.

    12. Стабілізація ступеня окислення +3 щодо ступеня окислення +5. Тенденція менш чітко визначена, ніж у групи IVa, і насправді спостерігається чергування стабільностей. Це може бути проілюстровано наступними галогенідними стабільностями:

    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.

    Автори та авторства