Chương II. Nhóm Nito Bài 9. Khái quát về nhớm Nitơ

I – VỊ TRÍ CỦA NHÓM NITƠ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN

Nhóm nitơ gồm các nguyên tố: nitơ (N), photpho (P), asen (As), antimon (Sb) và bitmut (Bi). Chúng đều thuộc các nguyên tố p.

Bảng 2.1. Một số tính chất của các nguyên tố nhóm nitơ 

II – TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM NITƠ

1. Cấu hình electron nguyên tử

Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử là ns²np³ (có 5 electron)

Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của các nguyên tố nhóm nitơ có 3 electron độc thân, do đó trong một số hợp chất chúng có hóa trị 3.

Đối với nguyên tử của các nguyên tố P,As,Sb và Bi ở trạng thái kích thích, một electron trong cặp electron của phân lớp ns có thể chuyển sang obitan d trống của phân lớp nd.

Như vậy, ở trạng thái kích thích nguyên tử của các nguyên tố này có 5 electron độc thân nên có thể có hóa trị năm trong các hợp chất.

2. Sự biến đổi tính chất của các đơn chất

a) Tính oxi hóa – khử

Trong các hợp chất, các nguyên tố nhóm nitơ có số oxi hóa cao nhất là +5. Ngoài ta, chúng còn có các số oxi  hóa +3 và −3. Riêng nguyên tử nitơ nên có thêm các số oxi hóa +1,+2,+4.

Do đó khả năng giảm và tăng số oxi hóa trong các phản ứng hóa học, nên nguyên tử các nguyên tố nhóm nitơ thể hiện tính oxi hóa và tính khử. Khả năng oxi hóa giảm dần từ nitơ đến bimut, phù hợp với chiều giảm độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố trong nhóm.

b) Tính kim loại – phi kim

Đi từ nitơ đến bimut, tính phi kim của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính kim loại tăng dần. Nitơ , photpho là các phi kim. Asen thể hiện tính phi kim trội hơn tính kim loại. Antimon thể hiện tính kim loại và tính phi kim ở mức độ gần như nhau, còn ở bitmut tính kim loại trội hơn tính phi kim.

3. Sự biến đổi tính chất của các hợp chất

a) Hợp chất với hiđro

Tất cả các nguyên tố nhóm nitơ đều tạo được hợp chất khí với hiđro (hiđrua), có công thức chung là RH3. Độ bền nhiệt của các hiđrua giảm dần từ NH3 đến BiH3. Dung dịch của chúng không có tính axit.

b) Oxit và hiđroxit

Từ nitơ đến bitmut, tính axit của các oxit và hiđroxit tương ứng giảm dần đồng thời tính bazơ của chúng tăng dần. Độ bền của các hợp chất với số oxi hóa tăng, còn độ bền của các hợp chất với số oxi hóa +5 nói chung giảm. Các oxit của nitơ và photpho với số oxi hóa +5(N₂O₅,P₂O₅) là oxit axit, hiđroxit của chúng là các axit (HNO₃,H₃PO₄). Trong các oxit với số oxi hóa +3 thì As₂O₃ là oxit lưỡng tính.