- •Глава 15
- •15.1.2. Строение электронной оболочки, валентность, основные типы химических соединений
- •15.1.3. Нахождение в природе, изотопный состав
- •15.1.4. Краткие исторические сведения
- •15.2. Простые вещества
- •15.2.1. Азот
- •15.2.2. Фосфор
- •15.2.3. Мышьяк
- •15.2.4. Сурьма
- •15.2.5. Висмут
- •15.3. Сложные соединения элементов 15-й группы
- •15.3.1. Кислородные соединения
- •15.3.1.1. Оксиды азота
- •15.3.1.2. Кислородсодержащие кислоты азота и их соли
- •15.3.1.3. Оксиды фосфора
- •15.3.1.4. Кислородсодержащие кислоты фосфора и их соли
- •15.3.1.5. Оксиды мышьяка
- •15.3.1.6. Кислородсодержащие кислоты мышьяка и их соли
- •15.3.1.7. Оксиды сурьмы
- •15.3.1.8. Гидраты оксидов сурьмы и их соли
- •15.3.1.9. Кислородные соединения висмута (III)
- •15.3.1.10. Кислородные соединения висмута (V)
- •15.3.2. Галогениды
- •15.3.2.1. Галогениды азота
- •15.3.2.2. Галогениды фосфора
- •15.3.2.3. Галогениды мышьяка
- •15.3.2.4. Галогениды сурьмы
- •15.3.2.5. Галогениды висмута
- •15.3.3. Водородные соединения и их производные
- •15.3.3.1. Водородные соединения азота и их производные
- •15.3.3.2. Водородные соединения фосфора и их производные
- •15.3.3.3. Водородные соединения мышьяка, арсениды
- •15.3.3.4. Гидрид сурьмы, антимониды
- •15.3.3.5. Гидрид висмута
- •15.3.4. Серосодержащие соединения
- •15.3.4.1. Серосодержащие соединения азота
- •15.3.4.2. Сульфиды фосфора
- •15.3.4.3. Сульфиды мышьяка
- •15.3.4.4. Сульфиды сурьмы
- •15.3.4.5. Сульфиды висмута
- •15.4. Комплексные и элементоорганические соединения элементов 15-й группы
- •15.4.1. Комплексные соединения
- •15.4.2. Элементоорганические соединения
- •15.5. Биологическая роль элементов 15-й группы
15.2. Простые вещества
Важнейшие свойства простых веществ, образованных элементами 15-й группы ПС, представлены в табл. 15.4.
Таблица 15.4. Свойства простых веществ, образованных элементами 15-й группы
Эле-мент |
ТПЛ, 0С |
ТКИП, 0С |
Структура |
Плотность, г/см3 |
Е0(Э3+/Э0), В |
Сос-тав пара |
Внешний вид |
N |
–210 |
–195,8 |
Молекулярная N2 |
0,879 (–2100С) |
1,44 (HNO2/N2) |
N2 |
Газ без цвета и запаха |
P |
44 |
257 |
Кубическая (Р4 белый) Ромбическая (Р4 белый) Полимерный (Р красный)
Полимерный (Р черный) |
1,823
1,88
2,0–2,3
2,7 |
–0,50 (H3PO3/P) |
P4 |
PБЕЛЫЙ – воскоподобное желтовато-белое вещество
Красное нерастворимое вещество Черное нерастворимое вещество |
As |
814 (давл. 3,6МПа) |
615(субл.) |
Гексагональная (серый As)
Кубическая
Аморфная |
5,73
1,97
|
0,234 (HAsO2/As) |
As4 |
Серое кристаллическое вещество с металлическим блеском (α-As) Желтые кристаллы
Желто-коричневый порошок |
Sb |
630 |
1634 |
Кубическая Гексагональная (давл.) |
6,69 |
0,20 (Sb3+/Sb) 0,212 (SbO+/Sb) |
Sb4 |
Серебристо-белое кристаллическое вещество с металлическим синеватым блеском |
Bi |
271,4 |
1564 |
Ромбоэдрическая (кристаллы) |
9,8 |
0,32 (BiO+/Bi) |
Bi4 |
Серебристо-белый мягкий металл с розоватым оттенком |
Изменение строения и свойств простых веществ в ряду N - Bi хорошо объясняется постепенным нарастанием в этом ряду металлических (основных) свойств на фоне продолжающего существовать ковалентного внутримолекулярного взаимодействия. Как видно из данных табл. 15.4, все простые вещества в подгруппе мышьяка, подобно азоту и фосфору, имеют (в парах) молекулярное строение.
От азота к мышьяку значения ТПЛ растут, а затем к висмуту падают. Тенденция роста ТПЛ с увеличением радиуса атома характерна для простых веществ, образованными элементами-аналогами со свойствами неметаллов, например, это проявляется в группе галогенов (см. разд. 17.2.2). Напротив, в рядах простых веществ-металлов с ростом радиуса атома значения ТПЛ (и ТКИП) уменьшаются, например, в ряду ЩЭ (см. разд. 1.2.2). Таким образом, в свойствах простых веществ ряда N - Bi проявляется наложение закономерностей, характерных для элементов-неметаллов и элементов-металлов.
Интересно, что, несмотря на понижение ТПЛ простых веществ, в подгруппе мышьяка растут значения плотности. И висмут может быть отнесен к числу тяжелых металлов (условно принимают, что тяжелые металлы имеют плотность выше 8).