氮族元素--中文百科全书

基本介绍

氮族元素在地壳中的质量分数分别为，氮0.0025%，磷0.1%，砷0.000015%，锑0.000002%，铋0.00000048%。

氮族元素原子结构特点是：原子的最外电子层上都有5个电子，这就决定了它们均处在周期表中第ⅤA族。它们的最高正价均为+5价，若能形成气态氢化物，则它们均显-3价，气态氢化物化学式可用RH3表示。最高氧化物的化学式可用R2O5表示，其对应水化物为酸。它们中大部分是非金属元素。

性质

氮族元素随着原子序数的增加，由于它们电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，最终导致原子核对最外层电子的作用力逐渐减弱，原子获得电子的趋势逐渐减弱，因而元素的非金属性也逐渐减弱。比较明显的表现是它们的气态氢化物稳定性逐渐减弱（NH3>PH3>AsH3）；它们的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱（HNO3>H3PO4>H3AsO4）；另一方面，随着原子序数的增加，原子失去电子的趋势逐渐增强，元素的金属性逐渐增强，砷虽是非金属，却已表现出某些金属性，而锑、铋却明显表现出金属性。

氮族元素在性质上表现出从典型的非金属元素到典型的金属元素的一个完整的过渡。N 和 P 是非金属元素，Sb 和 Bi为金属元素，处于中间的As 为準金属元素。本族元素的价层电子构型为ns^{2、np^{3，主要氧化数有- 3 、+ 3 、+ 5。自上而下氧化数为+3 的物质稳定性增加，而 +5 氧化态的物质稳定性降低。这是因为自上而下过渡到铋时，由于铋原子半径较大，成键时电子云重叠程度较小，铋原子出现了4f 和 5d 能级，而 f、d 电子对原子核的禁止作用较小，6S 电子又具有较大的穿透作用，所以6s 能级显着降低，从而使6s 电子成为“惰性电子对”而不易参加成键，铋常显+3 价。这种自上而下低氧化态比高氧化态物质稳定的现象，称为惰性电子对效应。}}

本族元素的成键特徵是易形成共价键，这是因为它们同周期系中的前后元素相比，各有相对较高的电离能，共价性较强它们形成-3 价离子比较困难，仅有电负性较大的N 、P 可形成极少数-3 价离子型化合物，但在水溶液中因水解不会存在水合离子。本族元素形成+3 价离子的可能性也很小，只有半径较大的Sb 和Bi能形成 +3 价离子型化合物。另外，本族元素既可提供电子对作为配体，又可接受其他配体的电子对作为中心原子形成配位化合物。