15. skupina As, Sb, Bi, Mc
Konfigurace ns2
np3
, (n-1)d10
– efekt inertního elektronového
páru, (Bi pak 4f14
), As a Sb na hranici kovů a nekovů – menší el.
vodivost, malá iontovost vazeb, málo bazické oxidy. S vodou ani
kyselinami (neoxidujícími) nereagují.
Oxidační stav III: trigonální
Oxidační stav V: trigonálně bipyramidální
Častá tvorba vazeb kov – kov např. u halogenidů As (As2X4)
Oxidy As jsou kyselinotvorné, oxidy Sb kyselinotvorné i bazické,
oxidy Bi už silně bazické:
S hydroxidy v neoxidujícím prostředí nereagují.
V oxidujícím prostředí reaguje As následovně:
As se kyslíkem samovolně oxiduje.
Halogenidy příprava:
Trihalogenidy: Působením halogenovodíku na oxid, sulfid apod.
Případně přímou syntézou z prvků.
Pentahalogenidy: Přímou syntézou z prvků.
Trichloridy reagují s vodou následovně:
AsCl3 + 3 H2O ↔ H3AsO3 + 3 HCl
4 SbCl3 + 5 H2O → Sb4O5Cl2 + 10 HCl (přes SbOCl)
BiCl3 + H2O → BiOCl + 2 HCl
Stabilita organosloučenin klesá v řadě As, Sb, Bi. Organokovové
sloučeniny typu MR3, R = methyl, ethyl – nepříjemně páchnoucí
jedovaté sloučeniny; As2(CH3)4 – kakodyl (derivát hypotetického
diarsanu) - extrémně jedovatý; R5-nAsV
Xn; Sb(C6H5)5, Bi(C6H5)5
nestálý.
As: na vzduchu stálý, sublimuje (615 °C, As4) a oxiduje se na
jedovatý As4O6 – česnekového zápachu), nad 300 °C
fluorescence (jako u P4), v O2 hoří na As4O6 a As4O10, v F2 na
AsF5
Výroba: FeAsS → FeS + As (pražení arzenopyritu)
Použití: slitiny s Pb a Sn, ve sloučeninách s kovy 13. skupiny
jako polovodiče, As2O3 ve sklářství, insekticidy a fungicidy:
Svinibrodská zeleň (kdysi pigment, v souč. ins. a fung.):
Další insekticidy: Ca3(AsO4)2.Ca(OH)2, Na3AsO4, Pb3(AsO4)2
Reakce oxidů arsenu s hydroxidy:
As2O5 + 3 H2O → 2 H3AsO4
Sloučeniny arseničné jsou k. prostředí silné oxidovadla.
Sloučeniny arsenité a antimonité jsou v alk. prostředí dobrými
redukovadly.
Sloučeniny: AsX3, AsF5, AsCl5 – AsCl3 v kapalném chloru při -
105 °C působením UV vzniká AsCl5, As4O6 – snadno sublimuje,
As2S3, As2S5, AsH3 – vzniká redukcí sloučenin As vodíkem ve
stavu zrodu, bezbarvý, tepelně nestálý, extrémně jedovatý plyn –
rozklad na As – Marshova zkouška, soli arsenidy ve vodě nestálé
a hydrolyzují, H3AsO3 – existuje jen v roztocích, slabá kyselina
(jako H3BO3), v alk. přechází až na AsO3
3,
H3AsO4 – podobné
chování i struktura jako H3PO4
Marsch-Liebigova zkouška
As2O3 + 6 Zn + 6 H2SO4 → 2 AsH3 + 6 ZnSO4 + 3 H2O
2 AsH3 → 2 As + 3 H2
Gutzeitova zkouška
AsH3 + 6 AgNO3 → Ag3As · 3 AgNO3 + 3 HNO3
Ag3As · 3 AgNO3 + 3 H2O → 6 Ag +As(OH)3 + 3 HNO3
Sb: na vzduchu za normální teploty stálý
Výroba: Sb2S3 + 3 Fe → 3 FeS + 2 Sb (tavení s Fe)
Použití: slitiny s Pb a Sn, ve sloučeninách s kovy 13. skupiny
jako polovodiče, SbF5 – fluorační činidlo, Sb2S3 – rubínové sklo,
výroba zápalek, Sb2S5 – vulkanizace kaučuku
Reakce oxidů antimonu:
Sloučeniny: SbX3, SbF5, SbCl5, Sb4O6 či Sb2O4 (SbIII
a SbV
), Sb2S3,
Sb2S5, SbH3 – bezbarvý, tepelně nestálý, extrémně jedovatý plyn
– stopové množství
Bi: při změně kapalného skupenství na pevné zvětšuje objem
(dále už jen Ge a Ga), je málo toxický, radioaktivní?, ušlechtilý
(+0,2 V).
Výroba: Bi2S3 (bismutin) + 5 O2 → 3 SO2 + Bi2O4 (oxid
bismutito-bismutičný)
Bi2O4 + 4 C → 2 Bi + 4 CO
Použití: slitiny s Pb a Sn, Bi2O3 – optická skla s velkým indexem
lomu
Oxid bismutitý – s kyselinami soli bismutité
Příprava bismutičnanů:
Sloučeniny: BiX3, BiF5, Bi2O3, Bi2S3, BiH3 – bezbarvý, tepelně
nestálý, extrémně jedovatý plyn
Mc: Moscovium, objeveno v roce 2004, Mc+
a Mc3+
ionty,
T1/2(290
Mc) = 0,8 s.