Главная >> Химия 9 класс. Кузнецова

Глава 5. Подгруппа азота и ее типичные представители

§ 21. Общая характеристика элементов подгруппы азота

Что вам известно об элементах VA-группы?
Охарактеризуйте положение VA-группы в периодической системе и изменение в ней свойств неметаллических элементов.
Составьте схемы строения атомов элементов подгруппы азота. Что общего в строении их атомов и чем они различаются?

Распространенность в природе и биологическая роль. Элементы VA-группы имеют разную распространенность в природе. Азот и фосфор широко распространены в природе и являются важными составными частями как живых организмов, так и окружающей их среды. Элементы мышьяк, сурьма и висмут также относятся к достаточно распространенным элементам земной коры.

Азот (простое вещество) — важнейшая составная часть атмосферы (78% ее объема). Атомы азота входят в состав белков растений и животных, встречаются также в составе нитрата натрия в недрах земли. Природный азот состоит из двух стабильных изотопов: ¹⁴N (99,635% массы) и ¹⁵N (0,365% массы).

Фосфор, как и азот, является одним из незаменимых элементов жизни и входит в состав всех живых организмов. В природе встречается также в виде минералов (апатита, фосфатных руд и др.). Препараты фосфора используются в медицине, сельском хозяйстве, авиационной технике, при добыче драгоценных металлов.

Мышьяк, сурьма и висмут распространены в природе гораздо меньше, но также достаточно широко, главным образом в виде сульфидных руд, из которых легко добываются. Мышьяк — один из элементов жизни. В организм он попадает с растительной пищей (примерно 5 • 10^-8 г в сутки), усиливая рост волос и шерсти, придает им блеск и густоту. Уменьшение содержания мышьяка в волосах — причина их поседения. Соединения мышьяка ядовиты. Но в малых дозах они могут оказывать лечебное действие. Препараты мышьяка используют в медицине и ветеринарии.

Строение атомов и свойства элементов VA-группы. Элементы одной подгруппы имеют ряд сходных свойств. Это сходство следует искать во внутреннем строении и свойствах атома в сравнении с атомами других элементов. Строение внешнего электронного слоя можно выразить следующей общей формулой: ns²np³, где n — номер периода.

Атомы элементов VA-группы (азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут) на внешнем электронном слое имеют пять электронов. Они могут либо отдавать их, либо притягивать к себе еще три электрона от других атомов. Поэтому атомы элементов VA-группы могут проявлять в своих соединениях степени окисления от -3 до +5. Их летучие водородные и высшие кислородные соединения можно обозначить общими формулами: RH₃ и R₂O₅. Последние имеют кислотный характер.

Способность атомов элементов-неметаллов подгруппы азота присоединять электроны проявляется значительно слабее, чем у элементов VIIA и VIA-rpynn. Причина этого в том, что в периоде с увеличением порядкового номера у атомов число электронов на внешнем слое увеличивается, металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются от азота к фтору. Следовательно, у атомов элементов VА-группы неметаллические свойства будут значительно меньше, чем у атомов элементов подгрупп галогенов и кислорода.

Сходство элементов подгруппы азота или их общие характеристики проявляются в сходстве электронных структур, способности их атомов вступать в одни и те же типы реакций и образовывать аналогичные формы соединений с близкими свойствами.

Вместе с тем свойства атомов элементов подгруппы азота имеют и различия. В подгруппе азота при переходе от элемента к элементу сверху вниз будет заметно нарастание металлических свойств. Азот и фосфор — типичные неметаллы. У мышьяка и сурьмы уже обнаруживаются признаки металлов, а у висмута металлические свойства преобладают над неметаллическими. Подобные изменения свойств наблюдаются и у простых веществ, образованных атомами этих элементов.

Электронные структуры и некоторые свойства атомов элементов подгруппы азота обобщены в таблице 16.

Задание. На основе анализа данных этой таблицы установите закономерности изменения свойств атомов элементов VA-группы.

Окончание параграфа >>>