15. skupina

15. skupina (V.A skupina) Dusík fosfor arsen antimon bismut Symbol: Mezinárodní název: Počet protonů (Z): Elektronegativita (X): Atom. Relat. hmotnost (Ar): Počet valenčních elektronů: Elektronová konfigurace: Oxidační čísla -III až V -III, III, V III, (V) nekov nekov polokov polokov kov Náš Pan Asistent Sbalil Biletářku

N N 1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑ ↑ ↑ 1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↓ ↓ ↓ Jak prvky 15. skupiny získají stabilní konfiguraci (tzn. Konfiguraci nejbližšího vzácného plynu)? a) V kovalentních sloučeninách - vytvořením tří kovalentní vazeb N 1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑ ↑ ↑ N 1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↓ ↓ ↓ b) V iontových sloučeninách – vznik iontu N3- (nitridy) a P3- (fosfidy) Schopnost tvořit anionty klesá s elektronegativitou. Již není tolik výhodné (jako např. u halogenidů). c) Tvorba více vazeb – především ve sloučeninách s O. Mohou tvořit až pět vazeb (dusík pouze čtyři) Vysvětlit sytnost!!! Jednosytná Dvojsytná Trojsytná

Dusík Dusík výskyt: výskyt: a) volný: ve vzduchu (N2) b) ve sloučeninách: biogenní prvek (v bílkovinách) dusičnan sodný (chilský ledek) výroba: Frakční destilace zkapalněného vzduchu vlastnosti: N2 je mimořádně stabilní |N≡N| - je inertní Uchovává se v ocelových lahvích označených zeleným pruhem užití: Inertní atmosféra (ochrana před kyslíkem) Výroba NH3 a NO 4 4 4

Sloučeniny dusíku Amoniak (NH3) = bezbarvý plyn, vodíkové vazby  dobrá rozp. NH3 v H2O Amoniaková fontána: http://www.youtube.com/watch?v=1C0tmLoBOoA NH3 + H2O  NH4+ + OH- Zásaditý charakter Amonný kation Amoniak + kyselina  amonné sole NH3 + HCl  NH4Cl (chlorid amonný) = salmiak http://www.youtube.com/watch?v=pGoFzGnOZsE Užití amoniaku: výroba HNO3, hnojivo, barviva… Oxidy dusíku (N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5) Jsou složkou průmyslových exhalací a výfukových plynů! Jsou většinou jedovaté, nepříznivé pro životní prostředí.

Uspávací prostředek při operacích Oxid dusný = Rajský plyn Nejedovatý plyn Narkotizační účinky Uspávací prostředek při operacích Oxid dusnatý Bezbarvý plyn (na vzduchu 2NO + O2  2NO2) Ve výfukových plynech http://www.youtube.com/watch?v=ViMjazXdz08 Oxid dusičitý Hnědočervený plyn Malé množství dimeru (N2O4) - bezbarvý Ve výfukových plynech Podíl na vzniku kyselých dešťů http://www.youtube.com/watch?v=ZVzrijJdl4c

! Kyselina dusičná (HNO3) Silná kyselina s výraznými oxidačními vlastnostmi. ! V IV Cu (ušlech. kov) + 4 HNO3  Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O http://www.youtube.com/watch?v=I1h7X-sTGaE http://www.youtube.com/watch?v=Ys-z26dcHOM V -III 4 Zn (neušlech. kov) + 10HNO3  4 Zn(NO3)2 + 2 NH4NO3 + 3 H2O Fe, Al, Cr… reagují pouze se zředěnou HNO3 ( s koncentrovanou nereagují) = Pasivace kovů HNO3 oxiduje všechny kovy s výjimkou Au a některých Pt-kovů – Ty se rozpouštějí až v lučavce královské (HNO3:HCl = 1:3) http://www.youtube.com/watch?v=uS1FAEesF70 http://www.youtube.com/watch?v=dYnVXA_CllE Užití HNO3: výroba barviv, léčiv a výbušnin (TNT, trinitroglycerol) Užití některých dusičnanů (tzv. ledků): průmyslová hnojiva, např. ledek amonný, draselný, chilský, vápenatý

Disproporcionace – atom prvku se redukuje a zároveň se oxiduje Výroba HNO3 Dříve: 2NaNO3 + H2SO4  Na2SO4 + 2HNO3 Nyní: 4NH3 + O2  4NO + 6H2O 2NO + O2  2NO2 IV V II 2NO2 + H2O  2HNO3 + NO NO se vrací do výrobního procesu Disproporcionace – atom prvku se redukuje a zároveň se oxiduje

Fosfor výskyt: Pouze ve sloučeninách: Apatit Ca5(PO4)3X, (X = OH, F, Cl) Biogenní prvek: kosti, zuby, DNA, RNA 3 alotropické modifikace: Bílý, červený a černý fosfor. Složený z molekul P4. Nejreaktivnější, na vzduchu nestálý. Prudce Jedovatý. a) Bílý fosfor http://www.youtube.com/watch?v=Oke8GinWDG8 9

b) červený fosfor Obsahuje řetězce Pn. Poměrně stálý, nejedovatý; Používá se k výrobě zápalek. Zápalky: hlavička zápalky (směs s chlorečnanem draselným a S) škrtátko (červený P, MnO2, skelný prach) c) černý fosfor Má vrstevnatou strukturu. Vlastnostmi připomíná spíše kovy. Nejstabilnější.

Kyslíkaté sloučeniny fosforu P4 + 3 O2  P4O6 (oxid fosforitý) P4O6 + 2 O2  P4O10 (oxid fosforečný) Pevný, bílý, hygroskopický P4O10 + 6 H2O 4 H3PO4(kyselina trihydrogenfosforečná)

Kyselina trihydrogenfosforečná (triviálně kyselina fosforečná) P4O6 + 6 H2O 4 H3PO4 Středně silná kyselina. Pevná krystalická látka. Nemá oxidační účinky. Většinu kovů nerozpouští (na povrchu vrstvička nerozpustných fosforečnanů) Kondenzuje za vzniku polykyselin. dihydrogenfosforečnany Ve vodě rozpustné jsou pouze dihydrogenfosforečnany s1 a s2 prvků, hydrogenfosforečnany s1 prvků a fosforečnany s1 prvků . soli hydrogenfosforečnany fosforečnany Užití H3PO4: potravinářství E338, hnojiva

Dusíkatá a fosforečná hnojiva Průmyslová dusíkatá hnojiva Některé dusičnany – tzv. ledky: NH4NO3 KNO3 NaNO3 Ca(NO3)2 , Dusíkaté vápno Ca(CN)2 Kapalná dusíkatá hnojiva (různé roztoky dusičnanů a močoviny) NH4(SO4)2 Průmyslová fosforečná hnojiva Vznik z apatitů a fosforitů. Je třeba převést nerozpustný Ca3(PO4)2 na rozpustný Ca(H2PO4)2 Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4  Ca(H2PO4)2 + 2 CaSO4 Superfosfát