تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

شارح الدرس: المجموعة 15 الكيمياء

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نَصِف خواص عناصر المجموعة 15، وأهميتها الاقتصادية، ونوضِّحها.

في الجانب الأيمن من الجدول الدوري، كما هو موضَّح، نجد عناصر المجموعة 15، التي تُعرف أيضًا باسم النكتوجينات.

تحتوي المجموعة 15 على ستة عناصر تبدأ بالنيتروجين وتنتهي بالموسكوفيوم نزولًا لأسفل في الجدول الدوري:

  • النيتروجين، N
  • الفوسفور، P
  • الزرنيخ، As
  • الأنتيمون، Sb
  • البزموت، Bi
  • الموسكوفيوم، Mc

مثال ١: تحديد عنصر من عناصر المجموعة 15 بين مجموعة مختارة من الرموز الكيميائية

أيٌّ ممَّا يأتي يُمثِّل عنصرًا في المجموعة 15؟

  1. Na
  2. N
  3. Ni
  4. Ne
  5. Nb

الحل

توجد المجموعة 15 على الجانب الأيمن من الجدول الدوري، وتتكون من عناصر النيتروجين، والفوسفور، والزرنيخ، والأنتيمون، والبزموت، والموسكوفيوم. يقدم لنا السؤال عددًا من الخيارات في صورة رموز كيميائية. جميع هذه الرموز تبدأ بالحرف N، وقد تحاول إرباكنا عندما نفكِّر في النيتروجين، وهو عنصر المجموعة 15 الوحيد الذي يبدأ رمزه بـ N.

ويمكننا أن نقول إن الخيار ب هو الإجابة الصحيحة إما من خلال تذكر الحقائق، وإما من خلال عملية الحذف التدريجي. Na هو رمز الصوديوم، وNi هو رمز النيكل، وNe هو رمز النيون، وNb هو رمز النيوبيوم. إذن، الإجابة الصحيحة هي الخيار ب.

يمكن العثور على النيتروجين والفوسفور في قمة عمود المجموعة 15 في الجدول الدوري، وكلاهما لا فلز. الزرنيخ والأنتيمون من أشباه الفلزات، ويمكن العثور عليهما في الجدول الدوري أسفل عنصرَي النيتروجين والفوسفور.

أما العنصر الخامس الذي ينتمي إلى المجموعة 15 فهو البزموت. البزموت فلز، لكنه، على غير عادة الفلزات، ليس موصِّلًا جيدًا للكهرباء.

الموسكوفيوم عنصر اصطناعي صنَّعه فريق من العلماء في روسيا لأول مرة في عام 2003، ولم يُعترف به عنصرًا كيميائيًّا رسميًّا من قِبل الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) إلا في عام 2015. الموسكوفيوم عنصر مشع للغاية، ولم نتمكن إلا من إنتاج 100 ذرة موسكوفيوم تقريبًا خلال العقدين الأخيرين. ولن نتناول الموسكوفيوم بمزيد من التفصيل في هذا الشارح.

بوجه عام، كلما نزلنا لأسفل المجموعة 15، تزداد الخاصية الفلزية للعناصر.

مثال ٢: تحديد زوج من عناصر المجموعة 15 يُصنَّف بأنه من أشباه الفلزات

أيُّ الأزواج الآتية ضمن أشباه فلزات عناصر المجموعة 15؟

  1. الفوسفور والبزموت
  2. البزموت والزرنيخ
  3. الأنتيمون والزرنيخ
  4. الفوسفور والزرنيخ
  5. الأنتيمون والبزموت

الحل

بالنزول لأسفل المجموعة 15، تتغير خواص العناصر من لا فلزية إلى شبه فلزية ثم إلى فلزية. فالترتيب الصحيح للعناصر في المجموعة 15 من أعلى إلى أسفل هو النيتروجين، الفوسفور، الزرنيخ، الأنتيمون، البزموت، الموسكوفيوم.

يُعد النيتروجين والفوسفور من اللافلزات، أما البزموت فمن الفلزات. وبذلك لم يتبقَّ سوى عنصرَي الزرنيخ والأنتيمون، وهما من أشباه الفلزات. ومن ثَمَّ، يمكننا استنتاج أن الإجابة الصحيحة هي الخيار ج.

النيتروجين هو أكثر عناصر المجموعة 15 وفرةً. ويمكن العثور عليه في المركبات التي تشكل جزءًا من القشرة القارية للأرض. ومع ذلك، فالنيتروجين يوجد بشكل أساسي في الهواء. وباعتباره المكون الرئيسي للغلاف الجوي، يُشكِّل النيتروجين 78% من هواء الغلاف الجوي.

العناصر الأخرى في هذه المجموعة غير موجودة بكميات كبيرة في القشرة الأرضية، وتقل وفرتها بالنزول لأسفل المجموعة. ويسرد الجدول الآتي النسبة المئوية التقريبية لوفرة كل عنصر من هذه العناصر.

العنصرالنسبة المئوية لوفرة العنصر في القشرة القارية للأرض وفي البحر
الفوسفور0.105
الزرنيخ0.00018
الأنتيمون0.00002
البزموت0.0000085

الفوسفور هو أكثر عناصر المجموعة 15 وفرةً في القشرة الأرضية. يمكن العثور على الفوسفور في العديد من المعادن المختلفة كجزء من مجموعة الفوسفات (PO43). وأحد الأمثلة على ما يُسمى بصخور الفوسفات هو الأباتيت، وهو معدن فوسفاتي صيغته Ca(PO)(F,Cl,OH)543 وهو موضح في الشكل الآتي.

عيِّنة معروضة من معدن الأباتيت

الزرنيخ عنصر شديد السُّمِّية على الإنسان نتيجة تأثيره على ثلاثي فوسفات الأدينوسين (ATP). ثلاثي فوسفات الأدينوسين هو جزيء تخزين الطاقة الموجود في جميع خلايا الإنسان. يؤدي تحلُّل ثلاثي فوسفات الأدينوسين إلى إطلاق الطاقة التي تُستخدم لإجراء العمليات الحيوية الأساسية. الزرنيخ شديد السُّمِّية على الإنسان؛ لأنه يعرقل العمليات التي تنتج جزيئات ثلاثي فوسفات الأدينوسين. ومن دون إنتاج ثلاثي فوسفات الأدينوسين بشكل كافٍ، لا يمكن للخلايا أن تعمل، وفي النهاية يمكن أن يؤدي ذلك إلى الوفاة.

من المعروف أيضًا أن الزرنيخ ملوِّث وله خواص مسرطِنة.

يمكن أن يوجد الزرنيخ في الطبيعة في صورته العنصرية وعلى هيئة معدن. من المعادن الشائعة التي تحتوي على الزرنيخ معدن الأرسينوبيريت (FeAsS) ومعدن الراملسبرجيت (NiAs2). ويوجد أيضًا في مركبات الكبريتيد مثل AsS23 الموجود في معدن الأوربمنت.

لا يوجد الكثير من الأنتيمون في القشرة الأرضية؛ لكنه يوجد في أكثر من 100 نوع مختلف من المعادن. الستبنيت هو بلورة معدنية كبريتيدية رمادية ملساء صيغتها الكيميائية SbS23. يُعد الستبنيت المصدر الأكثر أهمية للأنتيمون.

وأخيرًا، البزموت، العنصر الذي يوجد تقريبًا بكميات ضعف كميات الذهب، يوجد بشكل أكثر شيوعًا في البزموتينيت (BiS23) والبزميت (BiO23).

عناصر المجموعة 15 مهمة للغاية من الناحية الاقتصادية ولها عدد كبير من الاستخدامات. تنبع هذه التطبيقات الواسعة من حقيقة أنها قادرة على الوجود في حالات تأكسد متعدِّدة تتراوح بين 3 و+5. على سبيل المثال، عناصر المجموعة 15 قادرة على التفاعل مع الهيدروجين لتكوين الهيدريدات مثل الأمونيا (NH3). في هذه الهيدريدات، يكون لعناصر المجموعة 15 عدد التأكسُد 3. ويمكن رؤية أمثلة أخرى لمركبات عناصر المجموعة 15 التي لها حالات تأكسد مختلفة في الجدول الآتي.

المركبالصيغةحالة التأكسد
إستيبينSbH33
ثنائي الفوسفانPH242
هيدروكسيل أمينNHOH21
الفوسفورP40
حمض الهيبوفوسفوروزHPO32+1
الزرنيخ الأحمر (كبريتيد الزرنيخ)AsS44+2
أكسيد البزموتBiO23+3
حمض الهيبوفوسفوريكHPO426+4
خامس فلوريد الأنتيمونSbF5+5

يمكن أن يوجد النيتروجين نفسه في حالة تأكسد تتراوح بين 3 و+5. تحدث معظم حالات التأكسد هذه في مركبات تحتوي على الهيدروجين أو الأكسجين، كما هو موضح في الجدول الآتي.

المركبالصيغةحالة التأكسد
الأمونياNH33
الهيدرازينNH242
هيدروكسيل أمينNHOH21
النيتروجين، رباعي النيتروجينN2، N40
أكسيد النيتروزNO2+1
أكسيد النيتريكNO+2
ثلاثي أكسيد ثنائي النيتروجينNO23+3
ثاني أكسيد النيتروجينNO2+4
خماسي أكسيد ثنائي النيتروجينNO25+5

يمكن أن ترتبط ذرات أيٍّ من الفوسفور أو الزرنيخ أو الأنتيمون كلٍّ على حدة بعضها ببعض بطرق مختلفة لتكوين أنواع مختلفة من المتآصلات.

تعريف: المتآصلات

المتآصلات عبارة عن أشكال بنائية مختلفة للعنصر نفسه لكن في الحالة الفيزيائية نفسها.

الفوسفور له متآصلات مختلفة. يُعد الفوسفور الأبيض والأحمر أكثر أشكال المتآصلات شيوعًا، لكن توجد أيضًا متآصلات بنفسجية وسوداء. الفوسفور الأبيض عبارة عن مادة صلبة شمعية صيغتها الكيميائية P4 تتكون من جزيئات رباعية الذرات. ترتبط ذرات الفوسفور الأربع بعضها ببعض تساهميًّا، وتُكوِّن شكلًا رباعي الأوجه كما هو موضَّح في المخطط الآتي. المتآصلات الحمراء والبنفسجية والسوداء لها ترتيبات جزيئية أكثر تعقيدًا.

الزرنيخ له ثلاثة متآصلات شائعة معروفة؛ وهي الزرنيخ الرمادي والأصفر والأسود. ومن المعروف أن الشكل الرمادي أكثر شيوعًا من الشكلين الآخرين.

من المعروف أن الأنتيمون يُكوِّن متآصلًا فلزيًّا مستقرًّا، وثلاثة متآصلات أخرى مختلفة شبه مستقرة تُعرَف باسم الانفجاري، والأسود، والأصفر. يوضح الشكل الآتي المظهر المعدني اللامع للمتآصل الأكثر استقرارًا للأنتيمون.

الأنتيمون النقي ٩٩,٩٩٪

مثال ٣: اختيار ثلاثة أشكال متآصلة للزرنيخ من قائمة المتآصلات المحتملة

ما الأشكال المتآصلة الثلاثة للزرنيخ؟

  1. الأحمر، الأسود، الرمادي
  2. الأحمر، الأسود، البنفسجي
  3. الأزرق، الأسود، الأحمر
  4. البنفسجي، الأحمر، الرمادي
  5. الأصفر، الأسود، الرمادي

الحل

يختبر هذا السؤال قدرتنا على تذكُّر الحقائق المتعلِّقة بمتآصلات العناصر المختلفة للمجموعة 15. المتآصلات أشكال بنائية مختلفة للعنصر نفسه لكن في الحالة الفيزيائية نفسها.

على الرغم من أن النيتروجين والبزموت ليس لهما أي أشكال متآصلة مستقرة، فإن الزرنيخ والفوسفور والأنتيمون لها جميعًا العديد من المتآصلات المستقرة.

الأنتيمون والزرنيخ كلاهما له متآصل أصفر، أما العنصر الوحيد الذي له متآصل أحمر وبنفسجي فهو الفوسفور.

باستخدام هذه المعلومات، يمكننا، من خلال عملية الاستبعاد، تحديد الخيار هـ بأنه الإجابة الصحيحة: فالزرنيخ له أشكال متآصلة صفراء، وسوداء، ورمادية.

ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار هـ.

يوضح التمثيل البياني الآتي درجات الانصهار والغليان لعناصر المجموعة 15.

عادة ما تزيد درجات الانصهار ودرجات الغليان بالنزول لأسفل المجموعة 15؛ ومع ذلك يمثل البزموت استثناءً واضحًا لهذه القاعدة العامة. عند 1 ضغط جوي، يتسامى الزرنيخ؛ حيث يتحول مباشرةً من مادة صُلبة إلى غاز. أما النيتروجين فلا يتسامى، لكن الفرق بين درجة انصهاره ودرجة غليانه صغير للغاية.

يمكن أن يكوِّن بعض عناصر المجموعة 15 جزيئات غازية، لكن ليس لها العدد نفسه من الذرات. في الحالة الغازية، تحتوي عادة جزيئات النيتروجين على ذرتين (N2)، على الرغم من أن العلماء تمكنوا أيضًا من عزل جزيء نيتروجين رباعي الذرات (N4).

يمكن أن يوجد الفوسفور والزرنيخ والأنتيمون في صورة جزيئات رباعية الذرات في الحالة الغازية، وتكون صيغها الكيميائية P4 وAs4 وSb4. تكون الجزيئات الرباعية الذرات مستقرة في درجة حرارة الغرفة، لكنها تبدأ في التفكك عندما تصبح درجة الحرارة مرتفعة للغاية لتُكوِّن جزيئات ثنائية الذرة (P2، أو As2، أو Sb2)، مثل النيتروجين.

يمكن اعتبار البزموت مشابهًا تمامًا للنيتروجين، فهذان العنصران يمكن أن يُكوِّنا غازات مكونة من جزيئات ثنائية الذرة. وهذا غير مألوف؛ لأن الفلزات في الحالة الغازية تكون عادة مكونة من ذرات منفردة فقط.

تحتوي جميع عناصر المجموعة 15 على خمسة إلكترونات تكافؤ، وهذا يعني أنها متشابهة في العديد من الخواص الكيميائية. يوضح الجدول الآتي التوزيع الإلكتروني لهذه العناصر. ويمكننا أن نلاحظ أن جميع عناصر المجموعة 15 تحتوي على ثلاثة إلكترونات تكافؤ في الغلاف الفرعي p.

العدد الذريالعنصرعدد الإلكترونات لكل غلافالتوزيع الإلكتروني
7النيتروجين2، 522sp[He]
15الفوسفور2، 8، 533sp[Ne]
33الزرنيخ2، 8، 18، 5344dsp[Ar]
51الأنتيمون2، 8، 18، 18، 5455dsp[Kr]
83البزموت2، 8، 18، 32، 18، 54566fdsp[Xe]

مثال ٤: تحديد أوجه التشابه بين خواص الزرنيخ والأنتيمون

أيُّ العبارات الآتية تُشِير إشارة صحيحة إلى التشابه بين الزرنيخ والأنتيمون؟

  1. كلٌّ منهما أكثر وفرة في القشرة الأرضية من الفوسفور.
  2. كلٌّ منهما من أشباه الفلزات.
  3. كلٌّ منهما يحتوي على 4 إلكترونات في المدار p الأخير.
  4. كلٌّ منهما أقل كثافة من النيتروجين.
  5. كلٌّ منهما يُكوِّن جزيئات ثنائية الذرة عند الظروف القياسية.

الحل

في هذا السؤال، علينا تحديد العبارة التي تربط ربطًا صحيحًا بين الزرنيخ والأنتيمون.

تصف العبارة أ وفرة الزرنيخ والأنتيمون مقارنةً بالفوسفور. تقل وفرة عناصر المجموعة 15 بالنزول لأسفل المجموعة؛ ولذا، يُعد الفوسفور أكثر وفرةً من الزرنيخ والأنتيمون. ومن ثَمَّ، فالعبارة أ غير صحيحة.

تخبرنا العبارة ب أن كلا العنصرين من أشباه الفلزات. بالنزول لأسفل المجموعة 15، تتغير خواص العناصر من لا فلزية إلى شبه فلزية، ثم إلى فلزية. يأتي النيتروجين والفوسفور اللافلزين قبل الزرنيخ، ويأتي الأنتيمون قبل البزموت الفلزي. ومن ثَمَّ، قد تكون العبارة ب هي الإجابة الصحيحة.

تخبرنا العبارة ج أن كليهما يحتوي على أربعة إلكترونات في المدار الأخير p؛ لكن جميع عناصر المجموعة 15 لديها خمسة إلكترونات في غلاف تكافُئِها، ثلاثةٌ منها في المدار p. ومن ثَمَّ، فالعبارة ج غير صحيحة.

تصف العبارة د كلًّا من الزرنيخ والأنتيمون بأنهما أقل كثافة من النيتروجين. وهذا مستبعد لأن الزرنيخ والأنتيمون من المواد الصلبة؛ ومن ثم، فهما أكثر كثافةً من النيتروجين، الذي هو غاز.

تشير العبارة هـ إلى أن الزرنيخ والأنتيمون يشكِّلان جزيئات ثنائية الذرة عند الظروف القياسية، مثل النيتروجين. وهذا ليس صحيحًا؛ لأن كلًّا منهما يكون مادة صُلبة في درجة حرارة الغرفة.

وبعد تقييم جميع الخيارات، يمكننا أن نلاحظ أن الإجابة الصحيحة هي الخيار ب.

لدى عناصر المجموعة 15 القدرة على تكوين عدة أنواع مختلفة من الأكاسيد؛ لأنها يمكن أن توجد في حالات تأكسد مختلفة ومتنوعة. عادة ما تكون الأكاسيد الخاصة بالمجموعة 15 أكثر قاعديةً عندما تحتوي على ذرات عناصر المجموعة 15 التي لها أعداد ذرية أكبر. ويمكن فهم ذلك من خلال المقارنة بين خماسي أكسيد ثنائي النيتروجين وأكسيد الأنتيمون الثلاثي، وأكسيد البزموت الثلاثي:

  • خماسي أكسيد ثنائي النيتروجين (NO25) حمضي.
  • أكسيد الأنتيمون الثلاثي (SbO23) متردد.
  • أكسيد البزموت الثلاثي (BiO23) قاعدي.

يوضح الجدول الآتي بعض الأكاسيد الأخرى التي يمكن أن تُكوِّنها عناصر المجموعة 15.

العنصرصيغة الأكسيد
النيتروجينNO2، NO، NO23، NO2، NO24، NO25، NO4، N(NO)23
الفوسفورPO23، PO25، PO47، PO48، PO49، PO، PO26
الزرنيخAsO23، AsO24، AsO25
الأنتيمونSbO24، SbO23، SbO25، SbO613
البزموتBiO23

لدى عناصر المجموعة 15 أيضًا القدرة على تكوين جزيئات هيدريد بسيطة صيغتها الكيميائية XH3؛ حيث يمثِّل X ذرة عنصر المجموعة 15.

قد نكون بالفعل على دراية تامة بهيدريد النيتروجين، الذي يُعرف أيضًا باسم الأمونيا (NH3). الزرنيخ والفوسفور أيضًا يمكن أن يكونا هيدريدات تُعرف باسم مركب الأرسين (AsH3) والفوسفين (PH3).

عادة ما تقل ذوبانية هيدريدات المجموعة 15 في الماء بزيادة العدد الذري. لذا، فإن ذوبانية الأمونيا في الماء أكبر من ذوبانية الفوسفين، في حين أن الإستيبين (SbH3) شحيح الذوبان في الماء.

يوضح مخطط بنية لويس الآتي كيف تميل هذه الهيدريدات إلى تكوين ثلاث روابط تساهمية مع ذرات الهيدروجين، ويكون لها أيضًا زوج حر واحد من الإلكترونات غير المرتبطة.

NHHH

تنخفض السالبية الكهربية لعناصر المجموعة 15 بالنزول لأسفل الجدول الدوري. يكون لدى هيدريدات المجموعة 15 روابط أقل قطبية وتكون أقل قطبية في المجمل عندما تحتوي على ذرات من المجموعة 15 أعدادها الذرية أكبر. فهيدريدات عناصر المجموعة 15 الأخف، مثل الأمونيا، تكون قابلة للذوبان في الماء أكثر من الهيدريدات الأثقل، مثل SbH3 وBiH3؛ لأن الماء مُذيب قطبي. تذوب الجزيئات في الماء بسرعة أكبر عندما تكون شديدة القطبية.

ينخفض الاستقرار الحراري لهيدريدات المجموعة 15 بالنزول لأسفل المجموعة. يكون الأمونيا والفوسفين مستقرَّيْن حتى درجات حرارة تصل إلى بضع مئات من الدرجات السِلزية، أما الإستيبين فمن المعروف أنه يتفكك تلقائيًّا عند درجة حرارة الغرفة.

هيدريدات المجموعة 15 لها حالات استقرار حراري مختلفة؛ لأن الاستقرار الحراري يعتمد على قوة الرابطة، والرابطة بين ذرة الهيدروجين وذرة عنصر المجموعة 15 تصبح أضعف كلما زاد نصف قطر ذرة عنصر المجموعة 15.

توضح المعادلة الآتية كيف يمكن أن تتفكك جزيئات هيدريد الزرنيخ وتُكوِّن غاز الهيدروجين والزرنيخ: 2AsH()3H()+2As()32ggs

مثال ٥: فهم كيف يمكن أن تتغير الخواص الفيزيائية لعناصر المجموعة 15 بالنزول لأسفل الجدول الدوري

أيُّ الخواص الآتية لا تنطبق على عناصر المجموعة 15؟

  1. تقل درجات الانصهار نزولًا لأسفل المجموعة.
  2. تقل السالبية الكهربية نزولًا لأسفل المجموعة.
  3. تزيد الخاصية الفلزية نزولًا لأسفل المجموعة.
  4. تزيد أنصاف الأقطار الذرية نزولًا لأسفل المجموعة.
  5. تقل طاقة التأين نزولًا لأسفل المجموعة.

الحل

يطلب منا هذا السؤال تحديد أيٌّ من هذه الخواص لا ينطبق على عناصر المجموعة 15.

تخبرنا العبارة أ أن درجة الانصهار تقل نزولًا لأسفل المجموعة. لكن إذا كان الأمر كذلك، فإن جميع العناصر الأخرى في المجموعة 15 ستكون غازات مثل النيتروجين. وبما أن الأمر ليس كذلك، فقد يكون هذا الاختيار إجابة صحيحة، ولكننا سنتحقق من الخيارات الأخرى من خلال عملية الحذف للتأكُّد.

تنص العبارة ب على أن السالبية الكهربية تقل نزولًا لأسفل المجموعة. ونحن نعلم أن النيتروجين هو أحد أكثر العناصر سالبية كهربية، وأن السالبية الكهربية تزداد عبر الجدول الدوري من اليسار إلى اليمين، ومن الأسفل إلى الأعلى. ومن ثَمَّ، بالنزول لأسفل المجموعة 15، تقل السالبية الكهربية، إذن العبارة ب صحيحة؛ ومن ثَمَّ، فهي ليست الإجابة الصحيحة.

بالنزول لأسفل عناصر المجموعة 15، تتغير خواص العناصر من لا فلزية إلى شبه فلزية، ثم إلى فلزية. ونتيجة لذلك، فالعبارة ج صحيحة أيضًا؛ ومن ثَمَّ، فهي ليست الإجابة الصحيحة.

العبارة د صحيحة أيضًا؛ حيث يزيد نصف قطر الذرة بزيادة العدد الذري. وكل عنصر يقع في دورة مختلفة من الجدول الدوري؛ لذا، يزداد العدد الذري بالنزول لأسفل المجموعة.

وأخيرًا، تقل طاقة التأين أيضًا نزولًا لأسفل المجموعة؛ فبزيادة نصف قطر الذرة وزيادة تأثير الحجب، تقل الطاقة اللازمة لإزالة إلكترونات التكافؤ. ومن ثم، يمكننا استنتاج أن العبارة هـ صحيحة أيضًا.

إذن، العبارة أ هي الإجابة الصحيحة.

بعد تقييم مجموعة واسعة من الخواص الفيزيائية والكيميائية المختلفة لعناصر المجموعة 15، يمكننا تناول بعض الاستخدامات الشائعة لهذه العناصر.

النيتروجين مهم لإنتاج الأمونيا، والأمونيا مكوِّن أساسي للعديد من الأسمدة. تستخدم المجتمعات المختلفة الأسمدة في جميع أنحاء العالم لتحسين نمو وكمية الناتج لأنواع مختلفة من المحاصيل الغذائية.

الفوسفور عنصر آخر مهم في المجموعة 15؛ لأنه يمكن استخدامه لصناعة الأسمدة. كما يمكن أن يتحد مع عناصر أخرى لصناعة السبائك المركَّبة التي تتضمن مواد مثل البرونز الفوسفوري.

يُستخدم الزرنيخ عادة في حفظ الأخشاب؛ حيث يمكن استغلال طبيعته السامة لتقليل التلف الناتج عن الحشرات والبكتيريا والفطريات.

ويمكن استخدام الأنتيمون لإنتاج أنواع مختلفة من السبائك وأشباه الموصلات، أما البزموت فيمكن استخدامه لصناعة السبائك عند مزجه بالرصاص والكادميوم.

يوضح الجدول الآتي بعض الاستخدامات المهمة الأخرى لعناصر المجموعة 15.

العنصرالاستخدامات والتطبيقات
النيتروجين– يُستخدم في إنتاج الأمونيا.
– يُستخدم في صناعة الأسمدة النيتروجينية.
– يوفر وسطًا خاملًا للأطعمة مثل رقائق البطاطس.
– يُستخدم في ملء إطارات سيارات السباق والطائرات.
– يُستخدم مادةً مبرِّدة للحفظ بالتبريد.
الفوسفور– يُستخدم في صناعة أعواد الثقاب.
– يُستخدم في صناعة سماد NPK (حيث تشير هذه الأحرف الثلاثة إلى أنه يحتوي على النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم).
– يُستخدم في سبائك مثل سبائك الصُّلب وسبائك البرونز الفوسفوري، التي تحتوي على النحاس والقصدير والفوسفور.
– يوجد حمض الفوسفوريك في الصودا.
الزرنيخ– يُعد مادة حافظة للأخشاب.
– يُستخدم ثالث أكسيد الزرنيخ علاجًا لمرض السرطان.
– يُستخدم في السبائك مع الرصاص في إنتاج مكوِّنات الرصاص في بطاريات السيارات.
الأنتيمون– يُستخدم ثالث أكسيد الأنتيمون مثبطًا للَّهب.
– يُستخدم في إنتاج السبائك المختلفة مثل: سبيكة الأنتيمون والرصاص المستخدمة في البطاريات.
– يُعد عاملًا مثبتًا وعاملًا حفازًا لإنتاج مادة البولي إيثيلين تيرفثالات البلاستيكية الشائعة (PET).
– يُستخدم في أشباه الموصلات التي تُستخدم في أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء والصمامات الثنائية.
البزموت– تُستخدَم ساليسيلات البزموت دواءً مضادًّا للإسهال.
– يُستخدم في السبائك التي يمكن استخدامها في اللحام بسبب درجة انصهارها المنخفضة.
– فانادات البزموت صبغة صفراء.

هيا نلخِّص ما تعلَّمْناه عن عناصر المجموعة 15.

النقاط الرئيسية

  • تتكون عناصر المجموعة 15 (التي تُعرف أيضًا باسم النكتوجينات) من النيتروجين والفوسفور والزرنيخ والأنتيمون والبزموت والموسكوفيوم.
  • عناصر المجموعة 15 لها توزيع إلكتروني متشابه؛ حيث يمتلك كل عنصر خمسة إلكترونات تكافؤ.
  • بالنزول لأسفل المجموعة 15، تتغيَّر العناصر من لا فلزات إلى أشباه فلزات ثم إلى فلزات.
  • بعض عناصر المجموعة 15، مثل الفوسفور والزرنيخ والأنتيمون، يمكن أن تُكوِّن متآصلات مختلفة.
  • تقل وفرة عناصر المجموعة 15 بالنزول لأسفل المجموعة.
  • يمكن أن تُكوِّن عناصر المجموعة 15 أكاسيد، وعادة ما تكون هذه الأكاسيد أكثر قاعديةً عندما تحتوي على عناصر المجموعة 15 التي لها أعداد ذرية أكبر.
  • يمكن أن تُكوِّن عناصر المجموعة 15 هيدريدات، وعادة ما تقل الذوبانية في الماء والاستقرار الحراري بالنزول لأسفل المجموعة.
  • لدى عناصر المجموعة 15 العديد من التطبيقات المهمة من الناحية الاقتصادية، وتتضمن هذه التطبيقات استخدام عنصرَي النيتروجين والفوسفور في صناعة الأسمدة.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.