Periodiek systeem/Stikstofgroep, fysische eigenschappen
Fysische eigenschappen in de stikstofgroep[Bron 1]
In groep 15 is de overgang van metaal naar niet-metaal volledig aanwezig. De groep begint met een element dat duidelijk een niet-metaal is en vooral als twee-atomig molecuul voorkomt (stikstof), waarna twee elementen volgen met meerdere allotropen, waarin grote verschillen in structuur en eigenschappen voorkomen (fosfor en arseen) gvolgd door antimoon en bismut, en waarschijnlijk ook moscovium, die in bulk alleen metaal-achtige eigenschappen laten zien. Bij kamertemperatuur zijn alle elementen vast, op het gasvormige stikstof na. Hoewel leden van dezelfde chemische groep ligt er tussen stikstof en bismut een wereld van verschillen.[1]
De dichtheid van de leden van deze groep stijgt met het atoomnummer. Voor de zeer lage waarde voor stikstof in vergelijking met de andere leden van de groep is een simpele verklaring: stikstof is een gas, de andere zijn vaste stoffen. De stijging van de dichtheid wordt daar verklaard door de snellere stijging van de atoommassa in verhouding tot het volume.[1][2]
De smelt- en kookpunten van de elementen vertonen een trend met twee opvallende zaken: arseen sublimeert voor het smelt en het smelt- en kookpunt van bismut zijn eigenlijk (veel) te laag. Voor de smeltepunten gelden de volgende waarden: −210 °C (N), 44 °C (P), 603 °C As, sublimert), 631 °C (Sb) en 271 °C (Bi).[2] De serie kookpunten is: −196 °C (N), 280 °C (P), 1587 °C (Sb) en 1564 °C (Bi). De series laten zien dat de interactie tussen bismut-atomen in de vaste toestand veel zwakker is dan verwacht mag worden op basis van de andere elementen in de groep. De zwakkere interactie kan toegeschreven worden aan het inerte paar gedrag van de s-elektronen. Het zelfde geldt, zij het in mindere mate, voor de vloeibare fase.[2]
Als vaste stof heeft stikstof hexagonale kristallen. Fosfor heeft kubische kristallen. Arseen, antimoon en bismut vormen weer hexcagonale kristallen.[2]
Bronnen
bewerken- ↑ Deze paragraaf is een vertaling van de tekst in het lemma Pnictogen op de Engelse Wikipedia, paragraaf "Physical" zoals deze op 28 februari 2024 aanwezig was.