氮族元素

氮族元素是指元素週期表上第15族（ⅤA族）的元素，位于碳族元素和氧族元素之间。氮族元素包含氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）、镆（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。在标准状况下，除氮单质为气体外，其他元素的单质均为固体。它们也可以被称为 pnictogen （来自古希臘語 πνίγειν(pnígein) ，意指窒息、扼殺，+ -ct- + -o- + -gens，意指素）[1]

15族元素在週期表中的位置
氫（非金屬） 氦（惰性氣體）
鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（惰性氣體）
鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（惰性氣體）
鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（惰性氣體）
銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鎝（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（惰性氣體）
銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鎦（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砈（類金屬） 氡（惰性氣體）
鍅（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 錼（錒系元素） 鈽（錒系元素） 鋂（錒系元素） 鋦（錒系元素） 鉳（錒系元素） 鉲（錒系元素） 鑀（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為惰性氣體）
碳族 ←    → 氧族
IUPAC族編號15
以元素命名氮族元素
CAS族編號
（美國，pattern A-B-A）
VA
舊IUPAC族編號
（歐洲，pattern A-B）
VB
↓ 週期
2
Image: Nitrogen discharge tube
氮 (N)
7 非金屬
3
Image: Some allotropes of phosphorus
磷 (P)
15 非金屬
4
Image: Arsenic in metallic form
砷 (As)
33 類金屬
5
Image: Antimony crystals
銻 (Sb)
51 類金屬
6
Image: Bismuth crystals stripped of the oxide layer
鉍 (Bi)
83 貧金屬
7 鏌 (Mc)
115 貧金屬
圖例
原始核素
放射性元素
原子序顏色：

固體、液體、氣體

本族元素在化合物中可以呈现-3、+3、+5等多种化合价，它们的原子最外层都有5个电子，離子的最高正价都是+5价。[2]

物理性质

 元素名称 

元素符号

原子半径（nm）

主要化合价

状态(标况)

密度

熔点（℃）

沸点（℃）

氮N0.075-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6气体1.251克/升-209.9-195.8
磷P0.110-3，0，+3，+5固体1.82克/立方厘米（白磷），2.34克/立方厘米（红磷）44.1280
砷As0.121-3，0，+3，+5固体5.727克/立方厘米817613
锑Sb0.1410，+3，+5固体6.684克/立方厘米630.71750
铋Bi0.1520，+3，+5固体9.80克/立方厘米271.31560
镆Mc0.162(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]

化学性质

氮族元素的气态氢化物化学式可用RH3表示，例如氨（NH3）、膦（PH3）、胂（AsH3）等。最高氧化物的化学式可用R2O5表示，其对应水化物为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

N2+O2 = 2NO（大气放电）

2NO+O2 = 2NO2

3NO2+H2O = 2HNO3+NO（大气固氮）

N2+3H2=2NH3（高温高压、催化剂）

NH4Cl = NH3↑+HCl↑

NH3+HCl = NH4Cl

4NH3+5O2 = 4NO+6H2O（加热、催化剂）

2NO+O2 = 2NO2

3NO2+H2O = 2HNO3+NO↑（製硝酸）

4HNO3 = 2H2O + 4NO2↑+O2↑

Cu+4HNO3（浓） = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O （其浓溶液与金属反应以鎂、銅为分界线）

左方一族： 氮族元素
第15族		 右方一族：
碳族元素 氧族元素

参考文献
  1. W. B. Jensen, The Periodic Law and Table （页面存档备份，存于）
  2. 也有列外，氮可以形成+6化合价的化合物：三氧化氮，但不稳定。
  3. Chemical Data. Ununpentium - Uup （页面存档备份，存于）, Royal Chemical Society
  4. Haire, Richard G. . Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (编). 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1.

参见
  • 氮族元素的氢化物
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.