Пниктогены

Конфигурация внешней электронной оболочки атомов пниктогенов ns² np³ . В ряду N – P – As – Sb – Bi радиусы и, соответственно, координационные числа атомов увеличиваются, а значения энергии ионизации уменьшаются, что приводит к усилению металлических свойств: N и P – типичные неметаллы, As и Sb проявляют свойства как неметаллов, так и металлов (для As преобладают неметаллические, для Sb – металлические свойства), Bi – металл. В соединениях N проявляет степени окисления от –3 до +5; для Р отрицательные степени окисления менее характерны. As и Sb в основном проявляют степени окисления +3 и +5. Наиболее типичная степень окисления Bi +3, соединения Bi в степени окисления +5 менее устойчивы (сильнейшие окислители). Способность N образовывать двойные и тройные ковалентные связи (−N=N−, −N=O, N≡N и др.) отличает его от других пниктогенов. Для Р и As характерны простые ковалентные связи; для них наблюдается явление катенации, когда однотипные атомы объединяются в цепи, циклы, слои и кластеры.

При нормальных условиях азот – двухатомный газ; P, As, Sb и Bi – твёрдые вещества, существующие в виде нескольких аллотропных модификаций. При переходе от фосфора к мышьяку растут температуры плавления, кипения и плотность. Понижение температуры плавления в ряду As – Sb – Bi связано с увеличением вклада металлической связи. Висмут – один из самых легкоплавких металлов.

Из-за высокой прочности и неполярности тройной связи в молекуле N₂ азот химически инертен (при комнатной температуре реагирует лишь с сильными восстановителями; например, с металлическим литием образует нитрид Li₃ N, с кислородом в электрическом разряде – монооксид NO). Химическая активность P, As, Sb и Bi выше, чем N (например, P самовоспламеняется на воздухе; As, Sb и Bi сгорают при нагревании; P, As, Sb и Bi легко взаимодействуют с галогенами). Усиление металлических свойств в ряду N – P – As – Sb – Bi проявляется в изменении свойств их соединений: в понижении кислотности и возрастании основности оксидов в ряду N₂ O₃ – P₂ O₃ – As₂ O₃ – Sb₂ O₃ – Bi₂ O₃ , в усилении ионности галогенидов NCl₃ – PCl₃ – AsCl₃ – SbCl₃ – BiCl₃ , уменьшении силы кислородных кислот H₃ PO₄ – H₃ AsO₄ – H₃ SbO₄ и т. д. Устойчивость водородных соединений пниктогенов в ряду аммиак – фосфин – арсин уменьшается, стибин SbH₃ и висмутин BiH₃ термически очень неустойчивы. С металлами N, P, As, Sb, Bi образуют соответственно нитриды, фосфиды, арсениды, антимониды, висмутиды.

В форме простого вещества в значительных количествах в природе находится N (в воздухе 75,6 % по массе N₂ ), крайне редко встречаются самородные As, Sb, Bi. В виде аминокислот и нуклеиновых кислот N входит в состав животных и растительных организмов, в природе встречается в основном в виде нитратов (натриевая и калиевая селитры). Р, как и N, является одним из важнейших биогенных элементов: присутствует в живых клетках в виде фосфат-ионов, входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеинов, фосфолипидов и др. В земной коре Р содержится в виде апатитов и фосфоритов, As, Sb, Bi – в виде сульфидов и кислородных соединений. Большинство соединений As, Sb, Bi биологически активны (в том числе и высокотоксичны).