V. Hauptgruppe – Überblick

Guten Tag und herzlich willkommen. Wir befassen uns heute mit Stickstoff, mit Phosphor, mit Arsen, mit Antimon und mit Bismut. Diese chemischen Elemente bilden die Stickstoffgruppe des Periodensystems der Elemente. Es ist die 5te Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente. Heute wollen wir uns einen 1ten Überblick verschaffen. Zuerst etwas über Namen und Herkunft dieser Namen. Das chemische Symbol N entspricht dem chemischen Element Stickstoff. Es leitet sich ab vom lateinischen Nitrogenium. Das bedeutet Salpeterbildner. Das chemische Symbol P entspricht dem chemischen Element Phosphor. Das leitet sich ab vom lateinischen Begriff phosphorus. Das heißt Lichtträger. Das chemische Symbol As steht für das chemische Element Arsen. Das leitet sich ab vom griechischen arsenikon. Das bedeutet Auripigment, ein Mineral. Das chemische Symbol Sb steht für das chemische Element Antimon. Das leitet sich ab vom lateinischen stibium. Das bedeutet Grauspießglanzschminke. Das chemische Symbol Bi steht für das chemische Element Bismut. Dieser Name leitet sich ab vom lateinischen bismutum. Wahrscheinlich entstand er aus der Bezeichnung unter der Wiese gemutetes Erz. Nun ein Brainstorming. Ich möchte 3 Begriffe nennen, die mir zu den Elementen spontan einfallen. Stickstoff N. Luft, Dünger, Ammoniaksynthese. Phosphor P. Reibflächen der Zündhölzer, Dünger, DNA. Arsen As. Nichtmetall, Auripigment, ein Mineral und Arsenik. Das giftige Oxid des Arsens. Antimon Sb. Halbmetall, verschiedene Modifikationen, Erscheinungsformen metallisch, nicht metallisch und Legierungen. Bismut Bi. Metall, schwer, die Wismut, wo Uranerz gefördert wurde, im Osten Deutschlands bei Aue. Als Nächstes wollen wir den Metallcharakter der chemischen Elemente betrachten. Stickstoff N ist ein Gas und damit ein typisches Nichtmetall. Phosphor P tritt in den Modifikationen Weiß, Rot und Schwarz auf. Arsen As gibt es in der gelben und in der grauen Modifikation. Antimon Sb gibt es in den Modifikationen schwarz und grau. Bismut ist rötlich, silberglänzend. Die schwarze Modifikation des Phosphors trägt metallischen Charakter. Die graue Modifikation des Arsens ist ebenfalls metallisch. Das graue Antimon hat ebenfalls metallische Eigenschaften. Bismut ist ein typisches Metall. Der Metallcharakter der Elemente der 5ten Hauptgruppe nimmt von oben nach unten zu. Betrachten wir nun die Schmelztemperaturen in Grad Celsius. Stickstoff schmilzt sehr niedrig, bei -210 °C. Weißer Phosphor schmilzt bei 44 °C. Arsen supplimiert bei 633 °C. Antimon schmilzt bei 630 °C. Bismut schmilzt relativ niedrig, bereits bei 271 °C. Die qualitative Schmelzpunktkurve kann man etwa so darstellen. Sehr niedrig vom Stickstoff, höher zum Phosphor, noch höher zum Arsen, Antimon und wieder fallend zum Bismut. Je weiter rechts sich diese Kurve befindet, umso höher ist die Schmelztemperatur. Kommen wir nun zur Dichte in Gramm pro Kubikcentimeter. Fester Stickstoff hat eine relativ geringe Dichte. Von weniger als 1. Die weiße Modifikation des Phosphors ist fast 2mal schwerer als Wasser. Arsen hat bereits eine Dichte, die größer als 5 ist. Zum Antimon nimmt die Dichte weiter zu. Und Bismut hat eine Dichte von fast 10. Das ist die Dichte eines typischen Schwermetalls. Wir stellen fest, dass die Dichten innerhalb der 5ten Hauptgruppe von oben nach unten zunehmen. Betrachten wir zum Abschluss noch eine chemische Eigenschaft. Das Verhalten der Element 5 Oxide. Es handelt sich hier um Oxide der Elemente, in denen das Element die Wertigkeit 5 hat. Wir betrachten wie diese Oxide mit Wasser zu Säuren reagieren und vergleichen die Stärken dieser Säuren. N^2O5+H^2O reagieren zu 2HNO³. Das ist Salpetersäure. P^2O5+3H^2O reagieren zu 2H^3PO4. Das ist Phosphorsäure. AsO⁵+3H^2O reagieren zu 2H^3AsO4. Das ist Arsensäure. Sb^2O5+3H^2O reagieren zu 2H^3SbO4. Das ist Antimonsäure. Die Bismutsäure ist nicht stabil. Daher setze ich sie in Klammern. HBiO³. Die Säurestärke nimmt von oben nach unten ab. Das sollte für einen ersten Einblick genügen. Alles Gute und auf Wiedersehen.