Загальна характеристика і валентні стани елементів V А групи.

Елементи головної підгрупи Vгрупи – азот, фосфор, миш’як, сурьма, вісмут. Згідно електронних конфігурації їх атомів

N 1s²2s²2p³

P 2s²2p⁶3s²3p³

As 3s²3p³3d¹⁰4s²4p³

Sb 4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p³

Bi 4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5p⁶5d¹⁰6s²6p³.

Азот і фосфор належать до типових елементів, а миш’як, сурьма і вісмут належать до підгрупи миш’яку.

Головні константи р – елементів V групи приведені нижче:

Як видно з приведених даних, в ряду As – Sb – Bi розміри атомів та іонів збільшуються, енергії іонізації зменшуються. Цим зумовлюється послаблення ознак неметалічних елементів і посилення ознак металічних елементів.

Елементи головної підгрупи Vгрупи – N, P, As, Sb, Bi – в своїх кисневих сполуках максимально п’ятивалентні, а по відношенню до водню вони бувають винятково тривалентними. Більшість цих елементів є п’ятивалентними також і у відношенні інших електронегативних елементів, перш за все F, Cl, Br, S. Однак поруч із валентністю 5 вони завжди проявляються по відношенню до них і валентність 3.

Із збільшенням атомної маси цих елементів схильність їх до утворення тривалентних сполук з киснем і галогенами все більше і більше домінує над схильністю до утворення п’ятивалентних сполук. Одночасно зменшується стійкість водневих сполук.

Елементи As, Sb, Bi у водних розчинах можуть існувати в тривалентному стані у вигляді вільних позитивнозаряджених іонів As³⁺, Sb³⁺, Bi³⁺. Однак відповідні їм (цим іонам) солі проявляють велику схильність до гідролізу. Для миш’яку існує рівновага:

As³⁺ + 3H₂O Û AsO₃^3- + 6H⁺,

Звідки випливає, що цей елемент у вигляді As³⁺ може існувати в помітних кількостях тільки в дуже кислих розчинах. В стибію ця рівновага сильно зсунута вліво і ще більше – у вісмуту.

Це положення відповідає загальному правилу, що основні властивості гідроксидів у кожній головній підгрупі періодичної системи зростають в напрямку зверху вниз. Неможливість виявлення вільних позитивно заряджених іонів азоту і фосфору можна у відповідності з цим правилом пояснити припущення, що в даному випадку рівновага зсунута ще більш сильно вправо, ніж для миш’яку.

Всі гідроксиди, утворені елементами VА групи в п’ятивалентному стані мають характер кислот.

NO₂(OH) – азотна

PO(OH)₃ – фосфорна

AsO(OH)₃ – миш’якова

H[Sb(OH)₆] – сурьмяна

Bi₂O₅ × H₂O – вісмутова

У відповідності з приведеним правилом кислотний характер гідроксидів в кожній головній підгрупі періодичної системи зменшується із зростанням порядкового номера елемента. Це правило справджується і в даному випадку: азотна кислота – дуже сильна кислота, фосфорна – кислота середньої сили, а інші гідроксиди – всі слабкі і навіть дуже слабкі кислоти. Миш’якова і сурьмяна кислоти у вигляді сполук із вказаним вище складом відомі тільки в розчинах або у формі солей. Чи є гідрат п’ятиокису вісмуту сполукою з визначеним складом [вісмутовою кислотою ВіО₂(ОН) чи Ві(ОН)₃] точно не встановлено, але відомісолі з цілком визначеним складом – похідні вісмутової кислоти.

Елементи V групи головної підгрупи можуть проявляти не тільки 3- і 5- валентність, але також й інші ступені валентності. Це перш за все має відношення до азоту і фосфору. Азот по відношенню до кисню може вести як 1, 2, 3, 4 і 5-валентний елемент. Для фосфору відомі крім 3 і 5, ще 1 і 4.