La familia del nitrogeno

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Universidad Central de Venezuela
Facultad de Ingeniería
Cagua –Edo.- Aragua

Resumen
Nitrógeno / Grupo VA

Elaborado por:
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Mayo del 2011La familia del nitrógeno
Quizás la característica más interesante de los elementos del grupo 15 es que dentro del grupo aparecen tanto las propiedades de metales como las de no metales, incluso en mayor medida que en los elementos del grupo 16. Las configuraciones electrónicas de los elementos proporcionan sólo una indicación limitada de su comportamiento metálico o no metálico. En este grupo,además, coexisten dos de los elementos más diferentes entre sí: el inerte dinitrógeno y el reactivo fósforo, P4.
Las configuraciones electrónicas de la capa más externa de los elementos pertenecientes al grupo 15 es del tipo: ns2np3, lo que les confiere una especial estabilidad (capa llena ns2 + capa semillena np3). Esta estabilidad se pone de manifiesto en las elevadas energía de ionización de loselementos de este grupo respecto de los de grupos vecinos. Esta configuración electrónica conduce a varias posibilidades de formación de compuestos estables. Una posibilidad es ganar o compartir tres electrones en la capa de valencia proporcionando al átomo del grupo 15 un octeto completo. Esto es especialmente probable para los átomos más pequeños de N y P. Para los átomos más grandes, As, Sb yBi, el conjunto de electrones p3 puede estar implicado en la formación de compuestos, dando el estado de oxidación +3. En algunos casos, pueden estar implicados los cinco electrones de la capa externa, obteniéndose compuestos en estado de oxidación +5.
En la Tabla 1 se han incluido varias propiedades físicas y atómicas de los elementos del grupo 15. Observe la habitual disminución de la energíade ionización al aumentar el número atómico. Esto establece el orden del carácter metálico dentro del grupo. El nitrógeno y el fósforo son no metálicos, el arsénico y el antimonio son metaloides y el bismuto es un metal. Las electronegatividades indican un alto grado de carácter no metálico para el nitrógeno y menor grado para los restantes miembros del grupo.
Tabla 1. Propiedades de loselementos del grupo 16
Propiedad | Nitógeno | Fósforo | Arsénico | Antimonio | Bismuto |
Coef. elect. | 2s2p3 | 3s2p3 | 4s2p3 | 5s2p3 | 6s2p3 |
P. fusión (ºC) | -210 | 44* | 614 | 631 | 271 |
P. ebullición (ºC) | -196 | 280 | | 1587 | 1564 |
R. atómico (pm) | 75 | 110 | 120 | 140 | 150 |
I1 (KJ/mol) | 1402 | 1012 | 947 | 834 | 703 |
Electronegatividad | 3.0 | 2.1 | 2.0 | 1.9 | 1.9 |Fósforo blanco
Otra evidencia del carácter metálico creciente es la facilidad para formar especies catiónicas. Mientras que Bi y Sb se presentan en disolución como las especies SbO+ y BiO+, los elementos “menos” metálicos forman oxoaniones, NO3-, PO43-, AsO43-, Sb(OH)6-. Por otra parte, los óxidos de estos elementos se hacen cada vez más básicos: (N2O3, P4O6, As4O6 son ácidos, Sb2O3 es anfótero, yBi2O3 básico).

Principales diferencias entre el nitrógeno y el fósforo
La comparación entre el nitrógeno y el fósforo es paralela a la que se hizo entre el oxígeno y el azufre. En general, las diferencias entre el nitrógeno y el fósforo pueden atribuirse a las siguientes características
Pequeño tamaño del nitrógeno
Menor electronegatividad del fósforo (3.1) que la del nitrógeno (2.1).Presencia de orbitales d de baja energía en la capa de valencia del P
Efecto de la diferencia de tamaño entre N y P: alotropía del fósforo
La relación de tamaño entre el fósforo y el nitrógeno es la misma que existe entre el azufre y el oxígeno, dentro del error experimental. Así, el fósforo es un 60% mayor que el nitrógeno. En consecuencia, los enlaces triple fósforo-fósforo son más débiles...
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