8.9.1.1: Tendencias del Grupo Nitrógeno (Grupo 5)
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Resumen de Tendencias del Grupo Nitrógeno (Grupo VA):
3. Formación de enlaces múltiples:
- El nitrógeno forma múltiples enlaces p π - p π muy fuertes a sí mismo y a los elementos vecinos que pertenecen a la misma fila, por ejemplo CN -, N 2, NO +. Se pueden obtener compuestos de P, As y Bi con múltiples enlaces si se introducen grandes grupos en las moléculas, por ejemplo P 2 R2 y As 2 R2. Se desconocen compuestos similares con enlaces múltiples de Sb.
- Los números de coordinación aumentan a la baja del grupo. Para nitrógenosPredominan la coordinación 3 y 4. El fósforo y el arsénico forman además complejos octaédricos y se observan mayores números de coordinación para Sb y Bi.
5. Carácter metálico aumentado
- Los elementos se vuelven cada vez más metálicos en la columna en sus propiedades químicas y físicas. En el grupo los oxocationes, por ejemplo, SbO+ y BiO+ se vuelven más prevalentes.
6. Los óxidos se vuelven más básicos a lo largo de la columna.
- Los óxidos de fósforo y arsénico son ácidos, el óxido de antimonio es anfótero y el del bismuto es básico.
9. Estados de oxidación negativa:
- Para el nitrógeno, el ion N 3- está bien establecido en los nitruros iónicos de los elementos electropositivos. Los derivados aniónicos de los elementos más pesados frecuentemente retienen enlaces elemento-elemento, por ejemplo, Sb 4 2-, Bi 4 2-, Sb 7 3- y As 11 3-
10. El comportamiento donador/aceptor de R3M:
- Capacidad base donador/Lewis: N < P > As > Sb > Bi
- Efectos estéricos: N > P ~ As > Sb > Bi y aumento con el volumen de sustituyentes: PR 3 > PR 2 H > PRH 2 > PH 3
- π-acidez (ver conferencia): R 3 P > R 3 As > R 3 Sb > R 3 Bi
- Acidez de Lewis de los fluoruros +5: PF 5 > AsF 5 > SbF 5
- En el estado de oxidación +5 PF 5 no se hidroliza fácilmente, AsF 5 se hidroliza, SbF 5 reacciona vigorosamente con agua. BiF 5 reacciona explosivamente con el agua. En el estado de oxidación +3 NF 3 no es reactivo, PF 3 reacciona solo con OH - no OH 2, AsF 3, SbF 3 son solubles en agua, BiF 3 es insoluble en agua pero soluble en ácidos inorgánicos.
| N | P | Como | Sb | Bi | |
|---|---|---|---|---|---|
| EF 5 | desconocido | estable | estable | estable | estable |
| eCL 5 | desconocido | estable | conocido pero inestable | estable | desconocido |
| eBr 5 | desconocido | estable | desconocido | estable | desconocido |
| EI 5 | desconocido | estable | desconocido | estable | desconocido |
| EF 3 | estable | estable | estable | estable | estable |
| ECl 3 | conocido pero inestable | estable | estable | estable | estable |
| eBr 3 | conocido pero inestable | estable | estable | estable | estable |
| EI 3 | conocido pero inestable | estable | estable | estable | estable |
- Los haluros de estado de oxidación + 5 son desconocidos para N, bien definidos para P, solo estables para As como fluoruro, bien definidos para el fluoruro y cloruro de antimonio, y solo conocidos para el fluoruro para Bi.
- Para ambos estados de oxidación el orden de estabilidad es F > Cl. Br >I como lo anticipa el orden de las entalpías medias, es decir, el fluoruro forma los enlaces más fuertes y el yodo el más débil.
- Los óxidos muestran una tendencia similar. Los óxidos y oxoácidos de Bi V y N V son fuertemente oxidantes, mientras que los óxidos y oxoácidos de P V son muy estables y los óxidos y oxoácidos As V y Sb V son ligeramente oxidantes.