氮族元素
外觀
氮族元素是指元素週期表上第15族(ⅤA族)的元素,位於碳族元素和氧族元素之間。氮族元素包含氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)、鏌(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。在標準狀況下,除氮單質為氣體外,其他元素的單質均為固體。它們也可以被稱為 pnictogen (來自古希臘語 πνίγειν(pnígein) ,意指窒息、扼殺,+ -ct- + -o- + -gens,意指素)[1]
本族元素在化合物中可以呈現-3、+3、+5等多種化合價,它們的原子最外層都有5個電子,離子的最高正價都是+5價。[2]
物理性質
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元素名稱 |
主要化合價 |
密度 |
熔點(℃) |
沸點(℃) | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
氮 | N | 0.075 | -3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5,+6 | 氣體 | 1.251克/升 | -209.9 | -195.8 |
磷 | P | 0.110 | -3,0,+3,+5 | 固體 | 1.82克/立方厘米(白磷),2.34克/立方厘米(紅磷) | 44.1 | 280 |
砷 | As | 0.121 | -3,0,+3,+5 | 固體 | 5.727克/立方厘米 | 817 | 613 |
銻 | Sb | 0.141 | 0,+3,+5 | 固體 | 6.684克/立方厘米 | 630.7 | 1750 |
鉍 | Bi | 0.152 | 0,+3,+5 | 固體 | 9.80克/立方厘米 | 271.3 | 1560 |
鏌 | Mc | 0.162(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] |
化學性質
[編輯]氮族元素的氣態氫化物化學式可用RH3表示,例如氨(NH3)、膦(PH3)、胂(AsH3)等。最高氧化物的化學式可用R2O5表示,其對應水化物為酸且酸性變化的趨勢為HNO3>H3PO4>H3AsO4。
氮族元素常見的化學反應方程式
[編輯]N2+O2 = 2NO(大氣放電)
2NO+O2 = 2NO2
3NO2+H2O = 2HNO3+NO(大氣固氮)
N2+3H2=2NH3(高溫高壓、催化劑)
NH4Cl = NH3↑+HCl↑
NH3+HCl = NH4Cl
4NH3+5O2 = 4NO+6H2O(加熱、催化劑)
2NO+O2 = 2NO2
3NO2+H2O = 2HNO3+NO↑(製硝酸)
4HNO3 = 2H2O + 4NO2↑+O2↑
Cu+4HNO3(濃) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (其濃溶液與金屬反應以鎂、銅為分界線)
左方一族: | 氮族元素 第15族 |
右方一族: |
碳族元素 | 氧族元素 |
參考文獻
[編輯]- ^ W. B. Jensen, The Periodic Law and Table (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- ^ 也有列外,氮可以形成+6化合價的化合物:三氧化氮,但不穩定。
- ^ Chemical Data. Ununpentium - Uup (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館), Royal Chemical Society
- ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (編). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1.
參見
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