Grupo 15 Da Tabela Períodica

SOCIESC- IST

ENGENHARIA QUÍMICA

QUÍMICA INORGÂNICA

GRUPO 15 (Não-metais)

Jorge S

Priscila Feijó

Patrícia de Freitas

Joinville, 2000.

GRUPO 15 (Não-metais)

Os elementos do grupo 15, ou família do Nitrogênio, são: Nitrogênio, fósforo, arsênio, antimônio e bismuto. São ocasionalmente chamados pnicogênios ou pnigogênios (no grego: sufocar). Há uma transição clara do caráter não-metálico para metálico quando se percorre a família de cima para baixo. Quimicamente, nitrogênio e fósforo são não-metais; seus hidroxicompostos são ácidos. Arsênio e antimônio são mais bem classificados como metalóides e seus hidróxidos são anfóteros. O bismuto é predominantemente metálico, formando hidróxidos básicos.

1. ESTRUTURA

A maioria dos compostos formados pelos elementos desse grupo são covalentes.

Obtem-se um número de coordenação 4 se o par eletrônico isolado dor doado a um outro átomo ou íon. Um exemplo é o íon amônio (H3N→H)+.

Os átomos de nitrogênio podem receber três elétrons, atingindo assim uma estrutura de gás nobre, formando os nitretos iônicos contendo o íon N3-.

2. PROPRIEDADES FÍSICAS

As propriedades físicas refletem um decréscimo semelhante na firmeza com que os elétrons estão presos. O nitrogênio é um não-metal. O fósforo apresenta uma coleção confusa de variedades alotrópicas, mas uma delas é preta e conduz muito bem a eletricidade. Arsênio, antimônio e bismuto apresentam, cada um, pelo menos uma forma de aparência metálica, e suas condutividades aumentam na ordem esperada: arsênio < antimônio < bismuto.

N

P As Sb Bi

Configuração eletrônica da camada de valência

2s22p3 3s23p3 4s24p3 5s25p3 6s26p3

Aparência física (variedade alotrópica mais estável nas CNTP)

Gás incolor Sólido preto Sólido metálico Sólido metálico Sólido metálico

Ponto de fusão normal, oC - 210 416

(vermelho; sublima) 615

(sublima) 630 271

Ponto de ebulição normal, oC

- 196 - - 1635 1420

Eletronegatividade

3,1 2,1 2,2 1,8 1,7

3. COMPOSIÇÃO

Haletos de P, As, Sb e Bi reagem com compostos organolítio ou com reagentes de Grignard, formando alquil ou aril derivados. Os mais conhecidos são as fosfinas terciárias, como a trifenilfosfina.

Todos os trimetil derivados de P, As, Sb e Bi são atacados pelo ar, mas os triail derivados são estáveis.

As trialquilas de P e As são doadoras fortes e conseqüentemente forma muitos complexos com metais de transição.

4. OS ELEMENTOS DO GRUPO 15

4.1. Nitrogênio:

É um gás inodoro, incolor, insípido e diamagnético, sendo encontrado na forma de moléculas diatômicas N2. A molécula N2 contém uma ligação tripla NΞN curta, com comprimento de 1,09Ả.

Forma aminas primárias, secundárias e terciárias (RNH2, R2NH e R3N). Encontrado em compostos orgânicos em todos os seres viventes, animais e plantas, os aminoácidos. Em seus compostos mostra todos os estados de oxidação desde -3 até +5. na maioria destes compostos o nitrogênio compartilha elétrons com outros átomos. Somente com metais fortemente eletropositivos, como lítio e sódio, o nitrogênio forma íons nitreto, N-3.

Uma das substâncias químicas mais importantes é a amônia, NH3, produzida por meio do processo Haber: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) AHo -92,2kJ

Também pode ser produzida em laboratório pela adição de uma base forte a um sal de amônio e aquecimento, se necessário:

NH4+(aq) + OH-(aq) → NH3(g) + H2O

A amônia é um gás incolor com odor pungente característico. Não é muito tóxica, embora a inalação do gás em altas concentrações cause sérios problemas respiratórios. A amônia é considerada não-inflamável, mas pode queimar no ar.

A amônia líquida é incolor e é um solvente protônico semelhante à água em muitos aspectos. É um bom solvente para sólidos iônicos, embora as solubilidades sejam geralmente menores que em água.

A amônia é extremamente solúvel em água. Soluções aquosas de NH3 foram chamadas hidróxido de amônio, mas este composto nunca foi isolado.

O nitrogênio se combina com o oxigênio formando uma série de óxidos, como óxido nítrico (NO), dióxido de nitrogênio (NO2).

O nitrogênio forma oxoácidos importantes como ácido nitroso (HNO2 ou HONO).

Os nitritos são venenosos. Há evidências que eles reagem com as proteínas formando compostos chamados nitrosoaminas, que são causadores de câncer.

O ácido nítrico, HNO3, ou HONO2, é um reagente químico industrial importante, a maior parte do qual é produzida pelo processo Ostwald. É um ácido forte e, quando puro ou em solução, sofre decomposição fotoquímica lenta e é um oxidante poderoso em estado concentrado, dissolvente praticamente todos os metais.

Os sais do ácido nítrico são os nitratos, cuja maioria é bastante solúvel em água.

Muitos compostos organofosforados são tóxicos. Alguns usados como pesticidas, herbicidas e gases de combate. Outros tem papel fundamental nos processos vitais.

Estrutura da amônia

4.2. Fósforo:

A maior parte do fósforo é encontrada em depósito de rochas de fosfato,