Il gruppo 15, noto come gruppo dei pnicogeni nella tavola periodica, è formato da azoto, fosforo, arsenico, antimonio, bismuto e moscovium. Moscovium, con numero atomico 115, è stato inizialmente chiamato Ununpentium prima di ricevere il nome attuale nel 2016 in onore della città di Mosca, capitale della Russia.
Caratteristiche dei Pnicogeni
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Gli elementi del gruppo 15 sono meno reattivi rispetto a quelli del gruppo 16, ossia il gruppo dell’ossigeno. Presentano diversi numeri di ossidazione, tra cui +3 e +5, che sono comuni. Possono anche avere un numero di ossidazione -3, sebbene questa tendenza diminuisca con l’aumentare del peso atomico a causa della minore elettronegatività degli elementi più pesanti rispetto ai più leggeri.
Azoto
Azoto è il primo elemento del gruppo 15 e mostra una scarsa propensione a formare legami N-N a causa della repulsione degli elettroni non leganti, preferendo i legami multipli. La molecola N2, in cui l’azoto forma un triplo legame, è un gas inerte poco reattivo. L’azoto è fondamentale per la crescita e la riproduzione di piante e animali, poiché costituisce gli amminoacidi presenti nelle proteine e negli acidi nucleici responsabili della conservazione e della trasmissione delle informazioni genetiche.
Per ulteriori informazioni su chimica e elementi della tavola periodica, visita [Chimica](http://chimicamo.org/).L’azoto è un elemento essenziale presente in varie forme molecolari che costituiscono circa l’80% dell’aria. Questo elemento si trova in molte molecole organiche e inorganiche e subisce diverse trasformazioni nell’ecosistema, come parte del ciclo dell’azoto.
Ciclo dell’azoto
L’azoto forma nitruri con i metalli, ammoniaca, ione ammonio, idrazina, ossidi come N2O, NO2, NO, N2O3, N2O4, N2O5, acidi HNO2, HNO3 e sali come nitrato di sodio NaNO3 e nitrato di potassio KNO3. Inoltre, è presente in diversi composti organici come ammine, ammidi, immine, immidi, nitrili e sali di diazonio.
L’azoto trova ampio impiego nella produzione di coloranti, fertilizzanti ed esplosivi.
Fosforo
Il fosforo è un elemento di vitale importanza nelle molecole biologiche ed è presente sotto forma di fosfato nel DNA, RNA, ATP e fosfolipidi.
Il fosforo forma ossidi come P4O6 (o P2O3) con numero di ossidazione +3 e P4O10 con numero di ossidazione +5. Tra gli ossiacidi formati, l’acido fosforico H3PO4 è il più importante. Il fosforo dà origine a due idruri: la fosfina PH3 e la difosfina P2H4, simili all’ammoniaca e all’idrazina. Inoltre, forma solfuri e alogenuri.
Il fosforo è impiegato in svariate applicazioni industriali e biologiche, essendo parte integrante di processi vitali e della struttura di importanti molecole biologiche.
Utilizzi dell’Arsenico e dell’Antimonio
L’arsenico trova impiego in varie forme, come fertilizzante, componente di vetri speciali, nelle leghe metalliche e come addolcente delle acque. Inoltre, è utilizzato nell’industria bellica per la produzione di bombe incendiarie, fumogene e proiettili traccianti.
Arsenico
L’arsenico, la cui scoperta è attribuita ad Alberto Magno, ha numerose applicazioni. Viene impiegato come dopante di tipo n nei semiconduttori e il suo arseniuro di gallio è utilizzato in dispositivi elettronici ad alta velocità e nelle celle fotovoltaiche. Altri composti dell’arsenico, come l’arseniato di piombo e l’arseniato di calcio, sono utilizzati rispettivamente come insetticidi ed erbicidi.
L’arsenico è noto per la sua tossicità e può essere rilevato facilmente con il saggio di Marsh. Inoltre, viene utilizzato nei fuochi pirotecnici in forma di disolfuro per colorare le fiamme di rosso.
Antimonio
L’antimonio, conosciuto sin dai tempi antichi, era utilizzato dagli antichi Egizi per scopi cosmetici, come ad esempio eyeliner. Questo semimetallo presenta una conducibilità termica ed elettrica inferiore rispetto a quella dei metalli e ha la particolare proprietà di avere un volume maggiore nello stato solido rispetto a quello liquido.
L’antimonio ha numeri di ossidazione comuni di +3 e +5, con il secondo che è il più stabile. Forma ossidi come Sb4O6 e Sb5O10 e l’idruro di antimonio, noto come stibina. Inoltre, l’antimonio manifesta un comportamento anfotero, agendo sia da base che da acido in diverse reazioni chimiche.
In conclusione, l’arsenico e l’antimonio sono elementi con applicazioni diversificate in vari settori industriali e tecnologici, che vanno dalla produzione di semiconduttori all’utilizzo in prodotti cosmetici e giochi pirotecnici. La conoscenza delle proprietà di questi elementi è fondamentale per sfruttarne appieno le potenzialità in ambito industriale e tecnologico.
Antimonio: Applicazioni e Utilizzi
L’antimonio (Sb) è un elemento chimico che trova numerose applicazioni in vari settori industriali. Viene utilizzato nell’
industria elettronica
per la produzione di semiconduttori, rilevatori di infrarossi e diodi. Inoltre, l’antimonio viene impiegato in lega con il piombo o altri metalli per migliorarne le caratteristiche di durezza e resistenza.I composti dell’antimonio sono largamente impiegati per la fabbricazione di materiali ignifughi, vernici, smalti, vetro e ceramica. Nell’ambito dell’analisi chimica qualitativa, l’antimonio viene utilizzato per la determinazione nel secondo gruppo analitico.
Un esempio di reazione chimica coinvolgente l’antimonio è la seguente:
Sb2O5 + 6 KOH → 2 K3SbO4 + 3 H2O
Bismuto: Caratteristiche e Applicazioni
Il bismuto (Bi) è un altro elemento chimico con numerose implicazioni industriali. Il bismuto mostra diversi numeri di ossidazione, tra cui il +3 e il +5, con il primo considerato il più stabile.
In particolare, il Bi2O3 è un ossido di bismuto significativo che si ottiene per combustione dell’elemento stesso. Questo ossido appare come una polvere gialla con proprietà di ossido basico. Trattando le soluzioni di sali di bismuto con basi, si può ottenere l’idrossido Bi(OH)3, che è solubile in acidi.
I sali come BiCl3, Bi(NO3)3 e Bi2(SO4)3 subiscono
idrolisi
in acqua, generando sali basici contenenti il catione bismutile BiO+. Ad esempio:BiCl3 + H2O ⇄ BiOCl + 2 H+ + 2 Cl-
Il bismuto è utilizzato in vari settori, tra cui prodotti farmaceutici, pigmenti, cosmetici e leghe per saldatura, spesso preferito al piombo per via della sua minore tossicità.
