氮族元素

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氮族元素是指元素週期表上第15ⅤA族)的元素,位于碳族元素氧族元素之间。氮族元素包含(N)、(P)、(As)、(Sb)、(Bi)、(Mc),其中氮和磷為典型的非金屬元素,砷和銻為類金屬,鉍和鏌則為貧金屬。此外鏌為人造元素,具極高的放射性。在标准状况下,除氮单质气体外,其他元素的单质均为固体。它们也可以被称为 pnictogen (来自古希臘語 πνίγειν(pnígein) ,意指窒息、扼殺,+ -ct- + -o- + -gens,意指素)[1]

15族元素在週期表中的位置
氫(非金屬)氦(惰性氣體)
鋰(鹼金屬)鈹(鹼土金屬)硼(類金屬)碳(非金屬)氮(非金屬)氧(非金屬)氟(鹵素)氖(惰性氣體)
鈉(鹼金屬)鎂(鹼土金屬)鋁(貧金屬)矽(類金屬)磷(非金屬)硫(非金屬)氯(鹵素)氬(惰性氣體)
鉀(鹼金屬)鈣(鹼土金屬)鈧(過渡金屬)鈦(過渡金屬)釩(過渡金屬)鉻(過渡金屬)錳(過渡金屬)鐵(過渡金屬)鈷(過渡金屬)鎳(過渡金屬)銅(過渡金屬)鋅(過渡金屬)鎵(貧金屬)鍺(類金屬)砷(類金屬)硒(非金屬)溴(鹵素)氪(惰性氣體)
銣(鹼金屬)鍶(鹼土金屬)釔(過渡金屬)鋯(過渡金屬)鈮(過渡金屬)鉬(過渡金屬)鎝(過渡金屬)釕(過渡金屬)銠(過渡金屬)鈀(過渡金屬)銀(過渡金屬)鎘(過渡金屬)銦(貧金屬)錫(貧金屬)銻(類金屬)碲(類金屬)碘(鹵素)氙(惰性氣體)
銫(鹼金屬)鋇(鹼土金屬)鑭(鑭系元素)鈰(鑭系元素)鐠(鑭系元素)釹(鑭系元素)鉕(鑭系元素)釤(鑭系元素)銪(鑭系元素)釓(鑭系元素)鋱(鑭系元素)鏑(鑭系元素)鈥(鑭系元素)鉺(鑭系元素)銩(鑭系元素)鐿(鑭系元素)鎦(鑭系元素)鉿(過渡金屬)鉭(過渡金屬)鎢(過渡金屬)錸(過渡金屬)鋨(過渡金屬)銥(過渡金屬)鉑(過渡金屬)金(過渡金屬)汞(過渡金屬)鉈(貧金屬)鉛(貧金屬)鉍(貧金屬)釙(貧金屬)砈(類金屬)氡(惰性氣體)
鍅(鹼金屬)鐳(鹼土金屬)錒(錒系元素)釷(錒系元素)鏷(錒系元素)鈾(錒系元素)錼(錒系元素)鈽(錒系元素)鋂(錒系元素)鋦(錒系元素)鉳(錒系元素)鉲(錒系元素)鑀(錒系元素)鐨(錒系元素)鍆(錒系元素)鍩(錒系元素)鐒(錒系元素)鑪(過渡金屬)𨧀(過渡金屬)𨭎(過渡金屬)𨨏(過渡金屬)𨭆(過渡金屬)䥑(預測為過渡金屬)鐽(預測為過渡金屬)錀(預測為過渡金屬)鎶(過渡金屬)鉨(預測為貧金屬)鈇(貧金屬)鏌(預測為貧金屬)鉝(預測為貧金屬)鿬(預測為鹵素)鿫(預測為惰性氣體)
碳族  氧族
IUPAC族編號15
以元素命名氮族元素
CAS族編號
(美國,pattern A-B-A)
VA
舊IUPAC族編號
(歐洲,pattern A-B)
VB

↓ 週期
2
Image: Nitrogen discharge tube
(N)
7 非金屬
3
Image: Some allotropes of phosphorus
(P)
15 非金屬
4
Image: Arsenic in metallic form
(As)
33 類金屬
5
Image: Antimony crystals
(Sb)
51 類金屬
6
Image: Bismuth crystals stripped of the oxide layer
(Bi)
83 貧金屬
7 (Mc)
115 貧金屬

圖例
原始核素英语primordial element
放射性元素
原子序顏色:

固體液體氣體

本族元素在化合物中可以呈现-3、+3、+5等多种化合价,它们的原子最外层都有5个电子,離子的最高正价都是+5价。[2]

物理性质编辑

 元素名称 

元素符号

原子半径nm

主要化合价

状态(标况)

密度

熔点(

沸点(℃)

N0.075-3,-2-1,0,+1,+2,+3,+4,+5,+6气体1.251/-209.9-195.8
P0.110-3,0,+3,+5固体1.82克/立方厘米白磷),2.34克/立方厘米(红磷44.1280
As0.121-3,0,+3,+5固体5.727克/立方厘米817613
Sb0.1410,+3,+5固体6.684克/立方厘米630.71750
Bi0.1520,+3,+5固体9.80克/立方厘米271.31560
Mc0.162(推測)[3]0,+1,+3(推測)[4]固體(推測)[4]11克/立方厘米(推測)[4]400(推測)[4]1100(推測)[4]

化学性质编辑

氮族元素的气态氢化物化学式可用RH3表示,例如(NH3)、(PH3)、(AsH3)等。最高氧化物的化学式可用R2O5表示,其对应水化物为酸性變化的趨勢為HNO3H3PO4H3AsO4

氮族元素常見的化學反應方程式编辑

N2+O2 = 2NO(大气放电)

2NO+O2 = 2NO2

3NO2+H2O = 2HNO3+NO(大气固氮

N2+3H2=2NH3(高温高压、催化剂)

NH4Cl = NH3↑+HCl↑

NH3+HCl = NH4Cl

4NH3+5O2 = 4NO+6H2O(加热、催化剂

2NO+O2 = 2NO2

3NO2+H2O = 2HNO3+NO↑(製硝酸)

4HNO3 = 2H2O + 4NO2↑+O2

Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (其浓溶液与金属反应以为分界线)

左方一族:氮族元素
第15族
右方一族:
碳族元素氧族元素

参考文献编辑

  1. ^ W. B. Jensen, The Periodic Law and Table页面存档备份,存于互联网档案馆
  2. ^ 也有列外,氮可以形成+6化合价化合物三氧化氮,但不稳定。
  3. ^ Chemical Data. Ununpentium - Uup页面存档备份,存于互联网档案馆), Royal Chemical Society
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (编). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 

参见编辑