Azotowce

Nie będzie zaskoczenie, jeśli powiem, że zmiany w chemicznych właściwościach azotowców zachodzą płynnie w dół grupy. Azot i fosfor to typowe niemetale, tworzące kwasy, arsen i antymon tworzą związki amfoteryczne, zaś bizmut to metal o charakterze zasadowym. W dół grupy maleje elektroujemność i energia jonizacji, wzrasta zaś promień atomowy i zdolność do przewodzenia prądu. Zmieniają się również właściwości fizyczne. Azot jest gazem, zaś pozostałe pierwiastki tworzą ciała stałe, przy czym fosfor tworzy kilka ważnych odmian alotropowych, które zostaną osobno omówione.

Występowanie

Azot występuje w atmosferze w postaci cząsteczkowej. Można go też spotkać w formie soli - azotanów, np. azotan(V) sodu. Arsen, antymon i bizmut występują rzadko w skorupie ziemskiej, najczęściej jako siarczki. Fosfor można znaleźć w formie apatytów, czyli fosforanów wapnia.

Związki z tlenem i wodorem

Pierwiastek	Związek	Nazwa
N	N2O	tlenek azotu (I), podtlenek azotu, gaz rozweselający, tlenek diazotu
	NO	tlenek azotu (II), monotlenek azotu
	N2O3	tritlenek diazotu, tlenek azotu(III) w którym jeden atom azotu jest na formalnym stopniu utlenienia IV a drugi II.
	NO2	dwutlenek azotu, tlenek azotu(IV), ditlenek azotu, tworzy dimer N2O4
	N2O5	pentatlenek diazotu, tlenek azotu(V)
	NH3	amoniak, wodorek azotu(III)
P	P4O6	tlenek fosforu(III), tritlenek fosforu, trójtlenek fosforu, dimer P2O3
	P4O10	tlenek fosforu(V), pentatlenek fosforu, pięciotlenek fosforu, dimer P2O5
	PH3	wodorek fosforu(III)
	P4On
As	As4O6	tlenek arsenu(III), tritlenek arsenu, trójtlenek arsenu
	As4O10	tlenek arsenu(V), pentatlenek arsenu, pięciotlenek arsenu
	AsH3	wodorek arsenu(III)
Sb	Sb4O6	tlenek antymonu(III), tritlenek antymonu, trójtlenek antymonu
	Sb2O5	pentatlenek diantymonu, tlenek antymonu(V)
	Sb4O10	tlenek antymonu(V), pentatlenek antymonu, pięciotlenek antymonu
	SbH3	wodorek antymonu(III)
Bi	Bi2O3	tlenek bizmutu(III), tritlenek dibizmutu
	BiH3	wodorek bizmutu(III)

Tlenki

Azot tworzy bardzo dużą liczbę tlenku i można je rozróżnić pod względem ich trwałości. Większość tlenków azotu jest kwasowa, tylko tlenek azotu(II) jest obojętny. Tlenki fosforu mają charakter kwasowy. Tlenek arsenu(III) (arszenik) i tlenek antymonu(III) wykazują właściwości amfoteryczne. Tlenek bizmutu jest tlenkiem zasadowym i reaguje wyłącznie z kwasami (nie z wodą), dając odpowiednią sól bizmutu(III).

Wodorki

Wszystkie azotowce tworzą wodorki typu MH₃, które mają charakterystyczny, piramidalny kształt. Są substancjami lotnymi i w temperaturze pokojowej gazami. Jedynie amoniak i fosforowodów są trwałe, pozostałe wodorki rozkładają się bez ogrzewania. Amoniak ma właściwości zasadowe, nieco słabiej zasadowy jest fosforowodór, zaś pozostałe wodorki nie posiadają właściwości zasadowych.

Reakcje

Reakcje z wodorem (bezpośrednia synteza wodorków: \[ N_{2} + 3 H_{2} \rightarrow 2 NH_{3}\;\;Metoda\; Habera\; i\; Boscha\\ P_{4} + 6 H_{2} \rightarrow 4 PH_{3} \] Azot trudno reaguje z tlenem - potrzeba do tego bardzo wysokiej temperatury. Fosfor tworzy odpowiednie tlenki w zależności od warunków spalania, zaś arsen tworzy jedynie tlenek arsenu(III) w bezpośredniej syntezie. \[ N_{2} + O_{2} \rightarrow 2 NO\\ P_{4} + 3 O_{2} \rightarrow P_{4}O_{6}\\ P_{4} + 5 O_{2} \rightarrow P_{4}O_{10}\\ 4 As + 3 O_{2} \rightarrow As_{4}O_{6} \]

Alotropia azotowców

Azot występuje tylko w jednej postaci - cząsteczek N₂. Arsen, antymon oraz bizmut w normalnych warunkach tworzą kryształy metaliczne. Fosfor tworzy tetraedryczne cząsteczki i cztery odmiany alotropowe - fosfor biały, czerwony, fioletowy oraz czarny.

Fosfor biały - najaktywniejsza odmiana alotropowa fosforu. Biała, lepka, woskowata substancja o temperaturze topnienia 44 °C i wrzenia 280 °C. Tworzy dwie formy krystaliczne, α (układ regularny), stabilna w warunkach normalnych oraz β (układ heksagonalny), stabilna poniżej -80 °C.Fosfor biały przechowuje się pod wodą. Na powietrzu szybko się utlenia, z widoczną w ciemności zielonkawą poświatą (stąd termin fosforescencja). Fosfor biały jest silnie trujący.

Fosfor czerwony - występuje pod postacią ciemnoczerwonego proszku. Jest nierozpuszczalny w wodzie ani w żadnym rozpuszczalniku. Brak właściwości trujących. Mniej aktywny niż fosfor biały, nie utlenia się w normalnych warunkach.