Ya en 1869, el químico ruso Dimitri Mendeleev (1834-1907) creó el marco de la Tabla Periódica moderna. Ordenó esta tabla de modo que los elementos con propiedades similares estuvieran unos junto a otros. Cada columna es un grupo propio que contiene elementos similares.
En este artículo estudiaremos el grupo 5A. Aprenderemos los nombres de cada elemento, sus propiedades físicas, sus propiedades químicas y los compuestos que suelen formar.
Este artículo trata de los elementos del grupo 5A .
En primer lugar, aprenderemos dónde está el grupo 5A en la Tabla Periódica y veremos qué elementos hay en este grupo.
A continuación, veremos la Configuración Electrónica de cada elemento de este grupo.
A continuación, conoceremos los Electrones de Valencia de este grupo y cómo afectan a los estados de oxidación de estos elementos .
Después veremos algunas tendencias en las propiedades de este grupo.
Por último, veremos algunos compuestos comunes que forman estos elementos.
Elementos del grupo 5A
El grupo5A es la 15ª columna de la tabla periódica
Como este grupo también es la columna 15, también se le llama grupo 15. Además, a estos elementos se les llama a veces pnicógenos. La palabra procede del griego antiguo"pnigein", que significa "ahogarse", ya que respirar gas nitrógeno puro (el primer elemento de este grupo) puede provocarte asfixia. ¡Qué apodo más oscuro!
A continuación te mostramos dónde puedes encontrar estos elementos en la tabla periódica:
Fig.1-Dónde encontrar el grupo 5A en la tabla periódica
El grupo se denomina "5A" porque es la 5ª columna cuando ignoras los metales de transición.
**Aunque el Moscovio es un elemento del grupo 5A, no hablaremos de él en esta lección. El Moscovio es un elemento artificial extremadamente radiactivo. Aunque sus propiedades se han estimado a partir de cálculos, no están ampliamente confirmadas, por lo que no hablaremos de este elemento.
Configuración electrónica del grupo 5A
Los elementos del grupo 5A siguen una tendencia en suconfiguraciónelectrónica .
La configuraciónelectrónica nos indica la distribución de los electrones alrededor de un núcleo
A continuación se muestra una tabla con la configuración electrónica de cada elemento, en la que se destacan en azul sus electrones de valencia (electrones más externos)
Nombre del elemento
Configuración electrónica
Nitrógeno (N)
1s22s22p3
Fósforo (P)
1s22s22p63s23p3
Arsénico (As)
1s22s22p63s23p63d104s24p3
Antimonio (Sb)
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p3
Bismuto (Bi)
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p64f145d106s26p3
Electrones de valencia del grupo 5A
Como puedes ver por sus configuraciones electrónicas, los elementos del grupo 5A tienen 5 electrones de valencia.
Por ello, tienen varios estados de oxidación posibles.
El estado de oxidación de un elemento nos indica el número de electrones perdidos (+n) o ganados (-n) durante el enlace
Desglosemos esto elemento por elemento:
Nitrógeno
Puede tener cualquier estado de oxidación entre -3 y 5
Los más comunes son -3 (gana 3 electrones para tener un conjunto completo de electrones de valencia), +3 (puede perder todos los electrones p de valencia), +5 (puede perder un conjunto de electrones de valencia para tener un nuevo conjunto completo de electrones de valencia de menor energía)
Fósforo
Puede tener cualquier estado de oxidación entre -3 y 5
Los más comunes son -3, +3 y +5
Arsénico
Puede tener estados de oxidación -3, +3 y +5
Antimonio
Puede tener estados de oxidación -3, +3 y +5
Bismuto
Puede tener estados de oxidación -3, +3 y +5
Para los elementos más ligeros del grupo 5A (nitrógeno, fósforo y arsénico) es más común el estado de oxidación -3, sin embargo, para los elementos más pesados (antimonio y bismuto), es más común el estado de oxidación +3.
Para los elementos más pesados, es más fácil perder electrones que ganarlos. Esto se debe a que los electrones más externos están más alejados del núcleo, por lo que éste no ejerce tanta "atracción" sobre ellos.
Debido a estos estados de oxidación, estos elementos también pueden formar dobles y triples enlaces estables.
En un enlace doble, los dos elementos comparten 4 electrones. Sin embargo, en un enlace triple, los elementos comparten 6 electrones. Por ejemplo, el N2 tiene un enlace triple entre los dos átomos de nitrógeno, ya que cada nitrógeno puede donar 3 electrones.
Propiedades de los elementos del grupo 5A
Las propiedades físicas tienden a variar en el grupo, ya que contiene los tres tipos de elementos (no metálicos, metaloides y metálicos). Por ejemplo, a temperatura ambiente, el nitrógeno es un gas no metálico e incoloro, mientras que el bismuto es un metal y un sólido de color rosa plateado.
Por eso, cuando examinamos sus propiedades, a menudo nos referimos a las tendencias de las propiedades.
Veamos algunas de estas tendencias
Punto de ebullición:
El punto de ebullición tiende a aumentar a medida que se desciende en el grupo. Sin embargo, el punto de ebullición del bismuto (1.564 °C) es ligeramente inferior al del antimonio (1.587 °C).
Radio atómico (distancia entre el centro del núcleo y el electrón o electrones más externos):
Aumenta a medida que se desciende en el grupo.
Electronegatividad (tendencia a atraer/ganar un electrón):
El bismuto puede oxidarse fácilmente cuando se expone al aire. Cuando el bismuto reacciona con el oxígeno, forma una capa de oxidación, que cambia el color del bismuto. El grosor de la capa de óxido varía, lo que hace que se reflejen en ella diferentes longitudes de onda de luz, haciendo que el bismuto tenga un aspecto similar al del arco iris.
Fig.2-El bismuto tiene aspecto de arco iris cuando se oxida
Compuestos del grupo 5A
El grupo 5A tiende a formar ciertos tipos de compuestos debido a su reactividad única. He aquí algunos ejemplos:
Hidruros
Los elementos del grupo 5A pueden reaccionar con el hidrógeno para formar hidruros pnictógenos. Hay dos formas comunes según el elemento que reaccione
PnH3-Todos los pnicógenos (Pn) pueden formar trihidruros
LPn2H3-Los pnictógenos ligeros (nitrógeno, fósforo y arsénico) pueden formar tetrahidruros dipnictógenos, donde LPn es un pnictógeno ligero
Óxidos
Los elementos del grupo 5A pueden reaccionar con el oxígeno para formar óxidos. Hay varias fórmulas posibles para estos óxidos, que dependen del elemento/de los estados de oxidación comunes del elemento
Nitrógeno: NO, N2O, N2O3, N2O4 y N2O5
Fósforo: P4O6 y P4O10
Arsénico: As2O3, As2O5 y As4O6
Antimonio: Sb2O3 y Sb2O5
Bismuto: Bi2O3 y Bi2O5
Haluros
Los elementos del grupo 5A pueden reaccionar con elementos del grupo 17 (llamados Halógenos) para formar compuestos halogenados. Estos compuestos halogenados se presentan en dos formas principales:
PnX3 y PnX5-donde Pn es un pnicógeno y X es un haluro
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Lily Hulatt
Especialista en Contenido Digital
Lily Hulatt es una especialista en contenido digital con más de tres años de experiencia en estrategia de contenido y diseño curricular. Obtuvo su doctorado en Literatura Inglesa en la Universidad de Durham en 2022, enseñó en el Departamento de Estudios Ingleses de la Universidad de Durham y ha contribuido a varias publicaciones. Lily se especializa en Literatura Inglesa, Lengua Inglesa, Historia y Filosofía.
Gabriel Freitas es un ingeniero en inteligencia artificial con una sólida experiencia en desarrollo de software, algoritmos de aprendizaje automático e IA generativa, incluidas aplicaciones de grandes modelos de lenguaje (LLM). Graduado en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de São Paulo, actualmente cursa una maestría en Ingeniería Informática en la Universidad de Campinas, especializándose en temas de aprendizaje automático. Gabriel tiene una sólida formación en ingeniería de software y ha trabajado en proyectos que involucran visión por computadora, IA integrada y aplicaciones LLM.
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