post

VA група (Пета главна подгрупа) – 15 група на ПС

VA група включва химичните елементи: азот (N), фосфор (P), арсен (As), антимон (Sb) и бисмут (Bi). Наименованието на азота произхожда от гръцки и означава „безжизнен“. Названието на фосфора също има гръцки произход и означава „носещ светлина“.

Името на арсеника се свързва както с персийското „зарник“ така и с гръцкото „арсеникос“ (ἀρσενικός). Антимонът е познат толкова отдавна, че има наименования на много древни езици. Названието антимон се датира някъде преди около 500 години. Бисмутът води наименованието си от немски (Wismut или Wiсsmuth) и означава бял метал.

Азот – VA група

При обикновени условия азотът е газ (N2) без цвят и миризма, който съствалява 2/3 от атмосферата на нашата планета. Освен това е разпространен под формата на химични съединения (главно соли) в земната кора и във водоемите. Накрая, но не на последно място, азотните атоми са част от много органични молекули, като едни от най-важните са аминокиселините изграждащи живите организми на Земята и нуклеиновите киселини – носители на наследствената информация.

Химични свойства на азот

Химически азотът е типичен неметал, който образува киселинни оксиди и киселини. Той е отличен окислител, чиято електроотрицателност е трета по големина след флуора и кислорода. При обикновени условия реагира с алкални, а при по-високи температури и с алкалоземни метали, в резултат на което се получават нитриди:

6Li + N2 → 2Li3N – реакцията протича при леко нагряване и може да бъде видяна в Youtube. Степента на окисление на азота е -3.

3Mg + N2 → Mg3N2 – запален магнезий не реагира в охладен азот, но продължава да гори в азотна атмосфера при стайна температура (може да бъде видяна в Youtube), до получаването на жълт магнезиев нитрид.

Берилиев нитрид се получава при температури над 1100ºС.

С водорода реакцията протича при повишени температура и налягане, в резултат на което се получава съединението амоняк. Тя може да се ускори многократно ако се внесе като катализатор желязо. Амонякът се използва в множество съвременни производства:

N2 + 3H2 → 2NH3

Взаимодействието с кислород протича при висока температура около 2000ºС, при което се получава азотен оксид. Реакцията няма промишлено приложение:

N2 + O2 → 2NO

Веднъж попаднал в кислородна атмосфера, азотният оксид продължва да се окислява до азотен диоксид. Реакцията е интересна, защото се смесват два безцветни газа, а се получава жълто-кафяв азотен диоксид:

2NO + 2O2 → 2NO (може да бъде видяна в Youtube)

азотен диоксид

азотен диоксид в различен температурен интервал; автор на изображението: лиценз на изображението:

Трети вид оксид, който образува азотът е диазотният оксид. Той е известен под названието „райски газ“. В тези три оксида е видимо, че азотният атом проявява +2, +4 и +1 степени на окисление. Ако към този букет от оксиди добавим и диазотен триоксид (+3), диазотен тетраоксид (+4) и диазотен пентаоксид (+5), се вижда какво разнообразие от степени на окисление може да притежава този химичен елемент.

Азотът не взаимодейства директно с халогенните елементи, а съединенията му с тях се получават индиректно.

Оксокиселини на азота

Оксокиселините на азота, според нарастване на кислородното си съдържание са съответно хипоазотиста (H2N2O2), азотиста (HNO2) и азотна киселина (HNO3). (За перазотна киселина нямаме достоверен източник на информация, заради което ще я прескочим засега). Хипоазотистата киселина не се получава директно от оксид, за разлика от другите две:

N2O3 + H2O ↔ 2HNO2

N2O5+ H2O ↔ 2HNO3

Получаване и употреба на азот

Лабораторно азот може да се получи при термичното разлагане на натриев азид при 300ºС. Подобна реакция в миналото се е използвала за активиране на въздушните възглавници в автомобилите:

2NaN3 → 2Na + 3N2

Азотът като просто вещество не е толко полезен, колкото неговите химични съединения. Той обаче се използва в качеството си на суровина за тяхното получаване. Нитратите, които са азотни кислородсъдържащи соли, играят голяма роля при развитието на растенията и затова се използват като селскостопански торове. Протеините, които са съединения изградени от аминокиселини, служат за храна както на човека, така и на животните в скотовъдните ферми. Съществуват и азотфиксиращи бактерии, които могат да улавят азот дирекно от атмосферата.

Азотната киселина и амоняка са изходни суровини за множество различни по вид органични и неорганични синтези. Течният азот се използва за охл