Глава 7. Подгруппа азота и её типичные представители.
§25. Общая характеристика элементов подгруппы азота.
1. Каково распространение элементов VA-группы в природе?
Ответ:
Элементы VA-группы включают азот (N), фосфор (P), мышьяк (As), сурьму (Sb) и висмут (Bi).
Азот является наиболее распространенным элементом VA-группы и составляет около 78% объема атмосферы Земли. Он также встречается в виде нитратов и аммиака в почве и воде.
Фосфор встречается в природе в виде минералов, таких как апатит, фосфатные руды и органические соединения. Он также является необходимым элементом для растений и животных.
Мышьяк, сурьма и висмут встречаются в природе гораздо реже. Они обычно находятся в виде сульфидных руд, таких как реалгар, орпимент и бисмутинит. Эти элементы могут быть найдены в некоторых горных областях и рудных месторождениях.
В целом, азот и фосфор более широко распространены и имеют большую роль в биологических процессах, в то время как мышьяк, сурьма и висмут встречаются в меньших количествах и имеют более ограниченное значение в природе.
2. В чём различия внешних электронных слоёв атомов элементов VA-, VIA- и VIIA-групп и как это сказывается на проявляемых ими степенях окисления?
Ответ:
Атомы элементов VА-группы во внешнем электронном слое имеют пять электронов, атомы элементов VIA-группы – шесть электронов, атомы элементов VIIA-группы – семь электронов.
| Минимальная степень окисления | Максимальная степень окисления | |
|---|---|---|
| VA-группа | -3 | +5 |
| VIA-группа | -2 | +6 |
| VIIA-группа | -1 | +7 |
3. Природный азот состоит из изотопов азот-14 и азот-15, а висмут – из единственного изотопа висмут-209. Определите состав ядер этих изотопов.
Ответ:
| `""_1^1p` | `""_0^1n` | `ē` | |
|---|---|---|---|
| `""_7^14N` | 7 | 7 | 7 |
| `""_7^15N` | 7 | 8 | 7 |
| `""_83^209Bi` | 83 | 126 | 83 |
4. Определите степени окисления и вычислите массовые доли азота в следующих кислородсодержащих соединениях: NO, NO2, HNO3.
Ответ:
Дано:
`overset(+2)(N)O`
`overset(+4)(N)O_2`
`Hoverset(+5)(N)O_3`
`ω(N) = ?`
Решение
`ω_(NO)(N) = (100*A_r(N))/(M_r(NO)) = (100*14)/30 = 46.7%`
`ω_(NO_2)(N) = (100*A_r(N))/(M_r(NO_2)) = (100*14)/46 = 30.4%`
`ω_(HNO_3)(N) = (100*A_r(N))/(M_r(HNO_3)) = (100*14)/63 = 22.2%`
Ответ: `ω_(NO)(N) = 46.7%`, `ω_(NO_2)(N) = 30.4%`, `ω_(HNO_3)(N) = 22.2%`.
5. В чём сходство и различия в изменении свойств водородных соединений элементов подгруппы азота по сравнению с подгруппами кислорода и галогенов? Приведите примеры и укажите причину.
Ответ:
Способность атомов элементов-неметаллов подгруппы азота присоединять электроны проявляется значительно слабее, чем у элементов VIIA- и VIA-групп. Причина этого в том, что в периоде с увеличением порядкового номера у атомов число электронов на внешнем слое увеличивается, металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются от азота к фтору. Следовательно, у водородных соединений элементов VA-группы восстановительные свойства будут сильнее, чем у атомов элементов подгрупп галогенов и кислорода, а кислотные наоборот слабее.
Например, аммиак NH3 проявляет основные свойства, а HF слабые кислотные свойства. Аммиак проявляет сильные восстановительные свойства, а фтороводород не проявляет восстановительных свойств.
