Dans cet article, nous examinerons le groupe 5A. Nous apprendrons le nom de chaque élément, ses propriétés physiques, ses propriétés chimiques et les composés qu'il forme habituellement.
- Cet article traite des éléments du groupe 5A.
- Tout d'abord, nous apprendrons où se trouve le groupe 5A dans le tableau périodique et nous verrons quels éléments font partie de ce groupe.
- Ensuite, nous examinerons la configuration des électrons pour chaque élément de ce groupe.
- Ensuite, nous découvrirons les électrons de valence de ce groupe et la façon dont ils influencent les états d'oxydation de ces éléments.
- Ensuite, nous examinerons certaines tendances dans les propriétés de ce groupe.
- Enfin, nous verrons quelques composés courants de ces éléments.
Les éléments du groupe 5A
Legroupe 5 A est la 15e colonne du tableau périodique
Comme ce groupe est également la 15e colonne, on l'appelle aussi groupe 15. En outre, ces éléments sont parfois appelés pnictogènes. Le mot vient du grec ancien"pnigein", qui signifie "étouffer" puisque respirer de l'azote gazeux pur (le premier élément de ce groupe) peut te faire étouffer. Tu parles d'un surnom sombre !
Tu trouveras ci-dessous l'emplacement de ces éléments dans le tableau périodique :
Fig.1 - Où se trouve le groupe 5A dans le tableau périodique ?
Le groupe est appelé "5A" car il s'agit de la 5ème colonne si l'on ne tient pas compte des métaux de transition.
Les éléments de ce groupe sont :
- Azote (N) - Élément 7
- Phosphore (P) - Élément 15
- Arsenic (As) - Élément 33
- Antimoine (Sb) - Élément 51
- Bismuth (Bi) - Élément 83
- Moscovium (Mc) - Élément 115**
**Bien que le moscovium soit un élément du groupe 5A, nous n'en parlerons pas dans cette leçon. Le moscovium est un élément artificiel extrêmement radioactif. Bien que ses propriétés aient été estimées sur la base de calculs, elles ne sont pas largement confirmées, c'est pourquoi nous ne parlerons pas de cet élément.
Configuration électronique du groupe 5A
Les éléments du groupe 5A suivent une tendance dans leurconfiguration électronique .
Laconfiguration électronique nous indique la répartition des électrons autour d'un noyau
Tu trouveras ci-dessous un tableau indiquant la configuration électronique de chaque élément, où les électrons de valence (électrons les plus externes) sont surlignés en bleu.
| Nom de l'élément | Configuration des électrons |
| Azote (N) | 1s22s22p3 |
| Phosphore (P) | 1s22s22p63s23p3 |
| Arsenic (As) | 1s22s22p63s23p63d104s24p3 |
| Antimoine (Sb) | 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p3 |
| Bismuth (Bi) | 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p64f145d106s26p3 |
Électrons de valence du groupe 5A
Comme tu peux le voir d'après leurs configurations électroniques, les éléments du groupe 5A ont 5 électrons de valence.
C'est pourquoi ils ont plusieurs états d'oxydation possibles.
L'état d'oxydation d'un élément nous indique le nombre d'électrons perdus (+n) ou gagnés (-n) pendant la liaison.
Décomposons cela élément par élément :
- L'azote
- Peut avoir n'importe quel état d'oxydation entre -3 et 5
- Les états les plus courants sont -3 (gain de 3 électrons pour avoir un ensemble complet d'électrons de valence), +3 (peut perdre tous les électrons p de valence), +5 (peut perdre un ensemble d'électrons de valence pour avoir un nouvel ensemble complet d'électrons de valence de moindre énergie).
- Phosphore
- Peut avoir n'importe quel état d'oxydation entre -3 et 5
- Les plus courants sont -3, +3 et +5.
- Arsenic
- Peut avoir les états d'oxydation -3, +3 et +5
- Antimoine
- Peut avoir les états d'oxydation -3, +3 et +5
- Bismuth
- Peut avoir des états d'oxydation de -3, +3 et +5
Pour les éléments plus légers du groupe 5A (azote, phosphore et arsenic), l'état d'oxydation -3 est plus courant, mais pour les éléments plus lourds (antimoine et bismuth), c'est l'état d'oxydation +3 qui est le plus courant.
Pour les éléments plus lourds, il est plus facile de perdre des électrons que d'en gagner. Cela s'explique par le fait que les électrons les plus externes sont plus éloignés du noyau, qui n'exerce donc pas autant d'"attraction" sur eux.
Grâce à ces états d'oxydation, ces éléments sont également capables de former des liaisons doubles et triples stables.
Propriétés des éléments du groupe 5A
Les propriétés physiques ont tendance à varier d'un élément à l'autre du groupe puisqu'il contient les trois types d'éléments (non-métal, métalloïde et métal). Par exemple, à température ambiante, l'azote est un gaz non métallique et incolore, tandis que le bismuth est un métal et un solide rose argenté.
C'est pourquoi, lorsque nous examinons leurs propriétés, nous nous référons souvent aux tendances des propriétés.
Examinons quelques-unes de ces tendances
- Point d'ébullition :
- Le point d'ébullition a tendance à augmenter au fur et à mesure que l'on descend dans le groupe. Cependant, le point d'ébullition du bismuth (1 564 °C) est légèrement inférieur à celui de l'antimoine (1 587 °C).
- Rayon atomique (distance entre le centre du noyau et le(s) électron(s) le(s) plus externe(s)) :
- Augmente au fur et à mesure que l'on descend dans le groupe.
- Électronégativité (tendance à attirer/gagner un électron) :
- Diminue au fur et à mesure que l'on descend dans le groupe.
- Énergie d'ionisation (énergie nécessaire pour enlever un électron) :
- Diminue au fur et à mesure que l'on descend dans le groupe.
Le bismuth arc-en-ciel
Le bismuth peut être facilement oxydé lorsqu'il est exposé à l'air. Lorsque le bismuth réagit avec l'oxygène, il forme une couche d'oxydation qui change la couleur du bismuth. L'épaisseur de la couche d'oxyde varie, ce qui entraîne la réflexion de différentes longueurs d'onde de la lumière, donnant au bismuth l'apparence d'un arc-en-ciel
Fig.2 - Le bismuth a l'apparence d'un arc-en-ciel lorsqu'il est oxydé
Composés du groupe 5A
Le groupe 5A a tendance à former certains types de composés en raison de sa réactivité unique. En voici quelques exemples :
- Hydrures
- Les éléments du groupe 5A peuvent réagir avec l'hydrogène pour former des hydrures pnictogènes. Il existe deux formes communes selon l'élément qui réagit
- PnH3 - Tous les pnictogènes (Pn) peuvent former des trihydrides.
- LPn2H3- Les pnictogènes légers (azote, phosphore et arsenic) peuvent former des dipnictogènes tétrahydrides, où LPn est un pnictogène léger.
- Les éléments du groupe 5A peuvent réagir avec l'hydrogène pour former des hydrures pnictogènes. Il existe deux formes communes selon l'élément qui réagit
- Oxydes
- Les éléments du groupe 5A peuvent réagir avec l'oxygène pour former des oxydes. Il existe plusieurs formules possibles pour ces oxydes, qui dépendent de l'élément/des états d'oxydation courants de l'élément.
- Azote : NO, N2O, N2O3, N2O4 et N2O5
- Phosphore : P4O6 et P4O10
- Arsenic : As2O3, As2O5 et As4O6
- Antimoine : Sb2O3 et Sb2O5
- Bismuth : Bi2O3 et Bi2O5
- Les éléments du groupe 5A peuvent réagir avec l'oxygène pour former des oxydes. Il existe plusieurs formules possibles pour ces oxydes, qui dépendent de l'élément/des états d'oxydation courants de l'élément.
- Halogénures
- Les éléments du groupe 5A peuvent réagir avec les éléments du groupe 17 (appelés halogènes) pour former des composés halogénés. Ces composés halogénés se présentent sous deux formes principales :
- PnX3 et PnX5- où Pn est un pnictogène et X un halogénure.
- L'azote est l'exception, puisqu'il ne forme pas de NX5.
- PnX3 et PnX5- où Pn est un pnictogène et X un halogénure.
- Les éléments du groupe 5A peuvent réagir avec les éléments du groupe 17 (appelés halogènes) pour former des composés halogénés. Ces composés halogénés se présentent sous deux formes principales :
- Métaux de transition
- Les éléments du groupe 5A peuvent former de nombreux complexes de métaux de transition différents.
Groupe 5A - Principaux enseignements
- Legroupe 5A est la 15e colonne du tableau périodique.
- Les éléments de ce groupe sont :
- Azote (N) - Élément 7
- Phosphore (P) - Élément 15
- Arsenic (As) - Élément 33
- Antimoine (Sb) - Élément 51
- Bismuth (Bi) - Élément 83
- Moscovium (Mc) - Élément 115
- Les éléments du groupe 5A ont 5 électrons de valence, avec une configuration électronique générale de ns2np3.
- Les états d'oxydation de chaque élément sont les suivants :
- Azote : entre -3 et 5
- Les plus courants sont -3, +3 et +5.
- Phosphore : tout état d'oxydation entre -3 et 5
- Les plus courants sont -3, +3 et +5.
- Arsenic : peut avoir des états d'oxydation de -3, +3 et +5
- Antimoine : peut avoir des états d'oxydation de -3, +3 et +5
- Bismuth : peut avoir des états d'oxydation de -3, +3 et +5
- Azote : entre -3 et 5
- Lorsque tu descends dans le groupe, le point d'ébullition et le rayon atomique augmentent tandis que l'électronégativité et l'énergie d'ionisation diminuent.
- Les éléments du groupe 5A réagissent généralement avec l'hydrogène, l'oxygène, les halogènes et les métaux de transition.
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