Pnictógeno para niños
Los pnictógenos son un grupo especial de elementos químicos que se encuentran en el grupo 15 de la tabla periódica. Este grupo incluye al Nitrógeno (N), fósforo (P), arsénico (As), antimonio (Sb), bismuto (Bi) y el elemento creado en laboratorio, el moscovio (Mc).
Los elementos más importantes de este grupo son el nitrógeno (N) y el fósforo (P). El nitrógeno, en su forma de gas, es el componente principal del aire que respiramos. Tanto el nitrógeno como el fósforo son muy importantes para la vida en la Tierra.
Contenido
¿De dónde viene el nombre "Pnictógeno"?
El nombre "pnictógeno" viene de una palabra griega antigua, πνίγειν (pnígein), que significa "asfixiar" o "sofocar". Esto se refiere a una característica del gas nitrógeno, que puede sofocar si no hay suficiente oxígeno.
El término "pnictógeno" fue sugerido por un químico holandés llamado Anton Eduard van Arkel en la década de 1950. También se puede escribir "pnicógeno", pero "pnictógeno" es más común.
Características de los Pnictógenos
Propiedades químicas
Los elementos de este grupo tienen comportamientos químicos similares porque todos tienen 5 electrones en su capa más externa. Esto significa que tienen 2 electrones en una subcapa llamada 's' y 3 electrones en una subcapa llamada 'p'. Para completar su capa externa, necesitan 3 electrones más.
| Número atómico Z | Elemento químico | Electrones por capa |
|---|---|---|
| 7 | Nitrógeno | 2, 5 |
| 15 | Fósforo | 2, 8, 5 |
| 33 | Arsénico | 2, 8, 18, 5 |
| 51 | Antimonio | 2, 8, 18, 18, 5 |
| 83 | Bismuto | 2, 8, 18, 32, 18, 5 |
| 115 | Moscovio | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 5
(predicho)
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Compuestos que forman
Los compuestos que forman los pnictógenos con otros elementos se llaman "pnictidos". Estos compuestos pueden tener propiedades interesantes, como ser transparentes o generar electricidad cuando se calientan.
Estos elementos son conocidos por ser muy estables en sus compuestos, ya que pueden formar enlaces covalentes dobles y triples. Esta capacidad de formar enlaces fuertes puede hacer que algunos de ellos, como el fósforo, el arsénico y el antimonio, deban manejarse con cuidado.
Por otro lado, el nitrógeno en su forma de gas (N2) es muy poco reactivo debido a sus fuertes enlaces. Por eso, se usa a veces como un gas que no reacciona con otras sustancias, similar a los gas nobles.
Cuando un pnictógeno forma solo tres enlaces simples, a menudo tiene una forma de geometría molecular piramidal trigonal, como una pirámide con una base triangular.
Estados de oxidación
Los pnictógenos pueden tener diferentes "estados de oxidación", que indican cómo se combinan con otros elementos.
- Estado de oxidación -3: Los pnictógenos más ligeros (nitrógeno, fósforo y arsénico) pueden ganar 3 electrones para completar su capa externa. Por ejemplo, el nitrógeno forma amoníaco (NH3) con el hidrógeno.
- Estado de oxidación +3: Los pnictógenos pueden perder 3 electrones. El óxido de nitrógeno(III) es un ejemplo, aunque es estable solo a bajas temperaturas. Los elementos más pesados, como el bismuto, suelen formar compuestos en este estado.
- Estado de oxidación +5: Algunos pnictógenos pueden perder los 5 electrones de su capa externa. Esto es más común en el fósforo, arsénico y antimonio. Por ejemplo, el óxido de fósforo(V). Sin embargo, para el bismuto y el moscovio, este estado es menos común debido a cómo se comportan sus electrones más internos.
Reactividad
A altas temperaturas, los pnictógenos pueden ser muy reactivos. El nitrógeno reacciona con el oxígeno y el hidrógeno a altas temperaturas.
Un ejemplo de reacción con hidrógeno es: N2 + 3H2 → 2NH3 (amoníaco)
El bismuto reacciona con el oxígeno y los halógenos, formando diferentes compuestos.
Aquí tienes una tabla con algunas características generales:
| Propiedad | N | P | As | Sb | Bi |
|---|---|---|---|---|---|
| Estructura electrónica externa | 2s² 2p³ | 3s² 3p³ | 4s² 4p³ | 5s² 5p³ | 6s² 6p³ |
| Densidad (kg/m³) | 1,25 (1) | 1.820 | 5.780 | 6.690 | 8.900 |
| Punto de fusión (°C) | -210 | 44 | 814 | 613 | 271 |
| 1.ª Energía de ionización (kJ/mol) | 1.402 | 1.012 | 947 | 834 | 703 |
| Electronegatividad | 3,0 | 2,1 | 2,1 | 1,9 | 1,8 |
| Estados de oxidación comunes | -3, +5 | ±3, +5 | ±3, +5 | ±3, +5 | ±3, +5 |
Características físicas
Los pnictógenos son muy variados en sus propiedades físicas. En este grupo encontramos:
- Dos no metales (nitrógeno, que es un gas, y fósforo, que es un sólido).
- Dos metaloides (arsénico y antimonio).
- Un metal (bismuto).
- Un elemento con propiedades químicas aún no bien conocidas (moscovio).
Todos son sólidos a temperatura ambiente, excepto el nitrógeno, que es un gas. Por ejemplo, el nitrógeno es un gas transparente, mientras que el bismuto es un metal brillante de color blanco plateado.
La densidad de los pnictógenos aumenta a medida que bajamos en el grupo. El nitrógeno es muy ligero, mientras que el bismuto es mucho más denso.
Sus puntos de fusión y ebullición también varían mucho. El nitrógeno se derrite a -210 °C y hierve a -196 °C. El fósforo se derrite a 44 °C. El arsénico es especial porque pasa directamente de sólido a gas (se sublima) a 603 °C. El antimonio y el bismuto tienen puntos de fusión y ebullición más altos.
¿Dónde se encuentran los Pnictógenos?
Nitrógeno
El nitrógeno es muy abundante. Constituye el 78% del aire seco que respiramos. También se encuentra en la corteza terrestre, el suelo y el agua de mar. En los seres humanos, el nitrógeno representa alrededor del 2.5% de nuestro peso.
Fósforo
El fósforo es el undécimo elemento más abundante en la corteza terrestre. También se encuentra en el suelo y el agua de mar. Es muy importante para la vida y forma parte de nuestro cuerpo, constituyendo cerca del 1.1% de nuestro peso. Se encuentra en minerales como la apatita.
Arsénico
El arsénico se encuentra en la corteza terrestre, el suelo y el agua de mar. En los seres humanos, hay una pequeña cantidad de arsénico. Aunque puede encontrarse en su forma elemental, la mayor parte del arsénico se halla en minerales como el oropimente y la arsenopirita.
Antimonio
El antimonio es menos abundante que el arsénico en la corteza terrestre. También se encuentra en el suelo y el agua de mar. En los seres humanos, hay una cantidad muy pequeña de antimonio. A veces se encuentra en depósitos de plata.
Bismuto
El bismuto es uno de los elementos menos abundantes en la corteza terrestre. Se encuentra en el suelo y el agua de mar. Su mineral más común es la bismutinita, pero también puede encontrarse en su forma elemental.
Moscovio
El moscovio es un elemento inestable que no se encuentra en la naturaleza. Se produce de forma artificial en aceleradores de partículas en laboratorios.
Galería de imágenes
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Surtido de elementos del grupo del nitrógeno (pnictógenos).
Véase también
En inglés: Group 15 element Facts for Kids
