V.A skupina

13. Prvky p3

N, P, As, S6, Bi

• prvky 15. (VA) skupiny periodické soustavy prvků neboli p3PRVKY, mají 5 valenčních elektronů (ns2n p3)

• dusík je za normálních podmínek plyn, fosfor, arsen, antimon a bismut jsou pevné látky

• s rostoucím Z roste kovový charakter prvků – fosfor a dusík jsou nekovy, arsen a antimon jsou polokovy, bismut je kov

• s rostoucím Z klesá jejich reaktivita

• stabilní elektronovou konfiguraci nejčastěji získávají tvorbou tři kovalentních vazeb a pak mají v těchto sloučeninách oxidační číslo – III

• mohou však odevzdat až 5 valenčních elektronů a dosáhnout oxidačního čísla V

• Amoniak NH3

• za běžných podmínek bezbarvý plyn, štiplavého zápachu, svíravé chuti

• díky vodíkovým vazbám, které tvoří, má ve srovnání s hydridy ostatních prvků 15. skupiny vysokou teplotu tání je mimořádně dobře rozpustný ve vodě

• dobré rozpouštědlo

• v přírodě se tvoří rozkladem organických sloučenin obsahujících dusík

• volný elektronový pár na dusíku způsobuje jeho zásaditý charakter, je schopen vázat proton II+ za vzniku NH4+

• Má redukční vlastnosti: 3CuO + 2NH3 – 3Cu + 3H2O + N2

• laboratorně se připravuje rozkladem amonných soli silnými zásadami: NH4Cl+ NaOH – NH3 + NaCl + H20

• průmyslově se vyrábí tzv. HABER-BOSCHOVOU SYNTEZOU. tedy vysokotlakou katalyzovanou syntézou prvků: N2(g) + 3H2(g) – 2NH3(g)

• používá se při výrobě průmyslových hnojiv obsahujících amonné soli nebo dusičnany, při výrobě kyseliny dusičné, sody, kapalný jako chladící médium

• reaguje s kyselinami za vzniku AMONNÝCH SOLI

Dusík

Výskyt

• volny v atmosféře ve formě dvouatomových molekul N2 (78 objemových %),

• vzduch je proto hlavním zdrojem dusíku

• vázaný:

  • v anorganických sloučeninách, např. v minerálech CHILSKÝ LEDEK NaNO3 a DRASELNY LEDEK (salnitr) KNO3, dále v amonných solích a dusitanech

  • v organických sloučeninách, např. bílkovinách, je to biogenní prvek

Vlastnosti a reakce

• bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu, málo rozpustný ve vodě

• ve všech skupenstvích se vyskytuje ve formě dvouatomových molekul N2

• nejčastěji tvoři násobné kovalentní vazby

• je znám s oxidačními čísly od – III do V

• může být ve sloučeninách maximálně čtyřvazný

• vzhledem k vysoké elektronegativitě je schopen vytvářet vodíkové vazby

• atomy v molekule dusíku N, jsou vázány trojnou vazbou, která je několikanásobně pevnější než vazba jednoduchá, a z toho vyplývá nízká reaktivita dusíku

• za běžných podmínek se neslučuje ani s velmi reaktivními prvky

• zvýšením teploty a tlaku se reaktivita podstatně zvyšuje, protože dojde k rozštěpení molekuly N, na samostatné atomy, pak se slučuje s mnohými prvky (atomární dusík je velice reaktivní)

Příprava

• termickým rozkladem dusitanu amonného: NH4 + NO2 – N2 + 2H2O

Výroba

• Frakční destilací zkapalněného vzduchu

Použití

• přepravuje se stlačený v tlakových ocelových lahvích se zeleným pruhem

• při výrobě různých sloučenin: amoniaku, kyseliny dusičné, dusíkatých hnojiv

• elementární dusík se pro svou malou reaktivitu uplatňuje jako OCHRANNÝ PLYN tvořící inertní atmosféru všude tam, kde není žádoucí styk látek se vzdušným kyslíkem (např. při výrobě výbušnin)