ПНИКТОГЕ́НЫ

ПНИКТОГЕ́НЫ (пни­ко­ге­ны), хи­мич. эле­мен­ты V груп­пы ко­рот­кой фор­мы (15-й груп­пы длин­ной фор­мы) пе­рио­дич. сис­те­мы: азот(N), фос­фор(P), мышь­як(As), сурь­ма(Sb), вис­мут(Bi). В при­ро­де Р, As и Bi име­ют по од­но­му, N и Sb – по два ста­биль­ных изо­то­па. Со­дер­жа­ние N, P, As, Sb и Вi в зем­ной коре со­став­ля­ет со­от­вет­ст­вен­но 1·10^–2%, 9,3·10^–2, 1,7·10^–4, 5·10^–5 и 1,7·10^–5% по мас­се. Назв. «П.» про­ис­хо­дит от греч. πνιϰτός – удуш­ли­вый и эле­мен­та слож­но­го сло­ва γενής – ро­ж­даю­щий и свя­за­но, ве­ро­ят­но, с не­при­ят­ным за­па­хом во­до­род­ных со­еди­не­ний пник­то­ге­нов.

Кон­фи­гу­ра­ция внеш­ней элек­трон­ной обо­лоч­ки ато­мов П. ns²np³. В ря­ду N – P – As – Sb – Bi ра­диу­сы и со­от­вет­ст­вен­но ко­ор­ди­нац. чис­ла ато­мов уве­ли­чи­ва­ют­ся, а зна­че­ния энер­гии ио­ни­за­ции умень­ша­ют­ся, что при­во­дит к уси­ле­нию ме­тал­лич. свойств: N и P – ти­пич­ные не­ме­тал­лы, As и Sb про­яв­ля­ют свой­ст­ва как не­ме­тал­лов, так и ме­тал­лов (для As пре­об­ла­да­ют не­ме­тал­ли­че­ские, для Sb – ме­тал­лич. свой­ст­ва), Bi – ме­талл. В со­еди­не­ни­ях N про­яв­ля­ет сте­пе­ни окис­ле­ния от –3 до +5; для Р от­ри­ца­тель­ные сте­пе­ни окис­ле­ния ме­нее ха­рак­тер­ны. As и Sb в осн. про­яв­ля­ют сте­пе­ни окис­ле­ния +3 и +5. Наи­бо­лее ти­пич­ная сте­пень окис­ле­ния Bi +3, со­еди­не­ния Bi в сте­пе­ни окис­ле­ния +5 ме­нее ус­той­чи­вы (силь­ней­шие окис­ли­те­ли). Спо­соб­ность N об­ра­зо­вы­вать двой­ные и трой­ные ко­ва­лент­ные свя­зи (─N=N─, ─N=O, N≡N и др.) от­ли­ча­ет его от других П. Для Р и As ха­рак­тер­ны простые ко­ва­лент­ные свя­зи; для них на­блю­да­ет­ся яв­ле­ние ка­те­на­ции, ко­гда од­но­тип­ные ато­мы объ­еди­ня­ют­ся в це­пи, цик­лы, слои и кла­сте­ры.

При нор­маль­ных ус­ло­ви­ях азот – двух­атом­ный газ; P, As, Sb и Bi – твёр­дые ве­ще­ст­ва, су­ще­ст­вую­щие в ви­де не­сколь­ких ал­ло­троп­ных мо­ди­фи­ка­ций. При пе­ре­хо­де от фос­фо­ра к мышь­я­ку рас­тут темп-ры плав­ле­ния, ки­пе­ния и плот­ность. По­ни­же­ние темп-ры плав­ле­ния в ря­ду As – Sb – Bi свя­за­но с уве­ли­че­ни­ем вкла­да ме­тал­лич. свя­зи. Вис­мут – один из са­мых лег­ко­плав­ких ме­тал­лов.

Из-за вы­со­кой проч­но­сти и не­по­ляр­но­сти трой­ной свя­зи в мо­ле­ку­ле N₂ азот хи­ми­че­ски инер­тен (при ком­нат­ной темп-ре реа­ги­ру­ет лишь с силь­ны­ми вос­ста­но­ви­те­ля­ми; напр., с ме­тал­лич. ли­ти­ем об­ра­зу­ет нит­рид Li₃N, с ки­сло­ро­дом в элек­трич. раз­ря­де – мо­но­ок­сид NO). Хи­мич. ак­тив­ность P, As, Sb и Bi вы­ше, чем N (напр., P са­мо­вос­пла­ме­ня­ет­ся на воз­духе; As, Sb и Bi сго­ра­ют при на­гре­ва­нии; P, As, Sb и Bi лег­ко взаи­мо­дей­ст­ву­ют с га­ло­ге­на­ми). Уси­ле­ние ме­тал­лич. свойств в ря­ду N – P – As – Sb – Bi про­яв­ля­ет­ся в из­ме­не­нии свойств их со­еди­не­ний: в по­ни­же­нии ки­слот­но­сти и воз­рас­та­нии ос­нов­но­сти ок­си­дов в ря­ду N₂O₃ – P₂O₃ – As₂O₃ – Sb₂O₃ – Bi₂O₃, в уси­ле­нии ион­но­сти га­ло­ге­ни­дов NCl₃ – PCl₃ – AsCl₃ – SbCl₃ – BiCl₃, умень­ше­нии си­лы ки­сло­род­ных ки­слот H₃PO₄ – H₃AsO₄ – H₃SbO₄ и т. д. Ус­той­чи­вость во­до­род­ных со­еди­не­ний П. в ря­ду ам­ми­ак – фос­фин – ар­син умень­ша­ет­ся, сти­бин SbH₃ и вис­му­тин BiH₃ тер­ми­че­ски очень не­ус­той­чи­вы. С ме­тал­ла­ми N, P, As, Sb, Bi об­ра­зу­ют со­от­вет­ст­вен­но нит­ри­ды, фос­фи­ды, ар­се­ни­ды, ан­ти­мо­ни­ды, вис­му­ти­ды.

В фор­ме про­сто­го ве­ще­ст­ва в зна­чит. ко­ли­че­ст­вах в при­ро­де на­хо­дит­ся N (в воз­ду­хе 75,6% по мас­се N₂), край­не ред­ко встре­ча­ют­ся са­мо­род­ные As, Sb, Bi. В ви­де ами­но­кис­лот и нук­леи­но­вых ки­слот N вхо­дит в со­став жи­вот­ных и рас­тит. ор­га­низ­мов, в при­ро­де встре­ча­ется в осн. в ви­де нит­ра­тов (на­трие­вая и ка­лие­вая се­лит­ры). Р, как и N, яв­ля­ет­ся од­ним из важ­ней­ших био­ген­ных эле­мен­тов: при­сут­ст­ву­ет в жи­вых клет­ках в ви­де фос­фат-ио­нов, вхо­дит в со­став нук­лео­ти­дов, нук­леи­но­вых ки­слот, фос­фо­про­теи­дов, фос­фо­ли­пи­дов и др. В зем­ной ко­ре Р со­дер­жит­ся в ви­де апа­ти­тов и фос­фо­ри­тов, As, Sb, Bi – в ви­де суль­фи­дов и ки­сло­род­ных со­еди­не­ний. Боль­шин­ст­во со­еди­не­ний As, Sb, Bi био­ло­ги­че­ски ак­тив­ны (в т. ч. и вы­со­ко­ток­сич­ны).