Grupo do nitrogênio
O grupo do nitrogênio é o décimo quinto (15) grupo da tabela periódica. Como todos os elementos dessa família, possui 5 elétrons na camada de valência. Eles são ocasionalmente chamados de pnictogênios ou pnictogênicos, palavras derivadas do grego que significam "sufocar". No grupo há uma transição clara do caráter não metálico para metálico quando se percorre a família de cima para baixo.
Imagem: ER's Eyes - Our planet is beautiful. · BY-NC-SA · Openverse
Químicas
Como em outros grupos, os membros desta família manifestam padrões semelhantes na configuração eletrônica, notavelmente em suas camadas de valência, resultando em tendências no comportamento químico. Este grupo possui a característica definidora em que cada elemento componente tem 5 elétrons em sua camada de valência, ou seja, 2 elétrons na subcamada s e 3 elétrons desemparelhados na subcamada p. Eles estão, portanto, a 3 elétrons de preencher sua camada de valência em seu estado não ionizado. O símbolo de termo de Russell-Saunders do estado fundamental em todos os elementos do grupo é 4S.mw-parser-output .frac{white-space:nowrap}.mw-parser-output .frac .num,.mw-parser-output .frac .den{font-size:80%;line-height:0;vertical-align:super}.mw-parser-output .frac .den{vertical-align:sub}.mw-parser-output .sr-only{border:0;clip:rect(0,0,0,0);height:1px;margin:-1px;overflow:hidden;padding:0;position:absolute;width:1px}3⁄2.
Físicas
Os pnictogênios exemplificam a transição de não metal para metal descendo na tabela periódica: um não metal diatômico gasoso (N), dois elementos exibindo muitos alótropos de condutividades e estruturas variadas (P e As), e então pelo menos dois elementos que só formam estruturas metálicas em massa (Sb e Bi; provavelmente o Mc também). Todos os elementos do grupo são sólidos à temperatura ambiente, exceto o nitrogênio que é gasoso à temperatura ambiente. O nitrogênio e o bismuto, apesar de ambos serem pnictogênios, são muito diferentes em suas propriedades físicas. Por exemplo, na CNTP, o nitrogênio é um gás não metálico transparente, enquanto o bismuto é um metal branco-prateado.
Nucleares
Todos os pnictogênios até o antimônio possuem pelo menos um isótopo estável; o bismuto não tem isótopos estáveis, mas possui um radioisótopo primordial com uma meia-vida muito maior que a idade do universo (209Bi); e todos os isótopos conhecidos do moscóvio são sintéticos e altamente radioativos. Além desses isótopos, traços de 13N, 32P e 33P ocorrem na natureza, juntamente com vários isótopos de bismuto (além do 209Bi) nas séries de decaimento do tório e do urânio.
O composto de nitrogênio sal amoníaco (cloreto de amônio) é conhecido desde a época dos antigos egípcios. Na década de 1760, dois cientistas, Henry Cavendish e Joseph Priestley, isolaram o nitrogênio do ar, mas nenhum deles percebeu a presença de um elemento ainda não descoberto. Foi somente vários anos depois, em 1772, que Daniel Rutherford percebeu que o gás era, de fato, o nitrogênio. O alquimista Hennig Brandt descobriu o fósforo pela primeira vez em Hamburgo, em 1669. Brandt produziu o elemento aquecendo urina evaporada e condensando o vapor de fósforo resultante em água. Brandt inicialmente pensou ter descoberto a Pedra Filosofal, mas acabou percebendo que não era o caso. Os compostos de arsênio são conhecidos há pelo menos 5000 anos, e o antigo grego Teofrasto reconheceu os minerais de arsênio chamados realgar e orpimento. O arsênio elementar foi descoberto no século XIII por Alberto Magno.
Nomes e etimologia
O termo "pnictogênio" (ou "pnigogênio") deriva da palavra do Grego antigo πνίγειν (pnígein), que significa "sufocar", referindo-se à propriedade asfixiante ou sufocante do gás nitrogênio. Também pode ser usado como um mnemônico para os dois membros mais comuns, P e N. O termo "pnictogênio" foi sugerido pelo químico holandês Anton Eduard van Arkel no início da década de 1950. Também é grafado como "pnicogênio" ou "pnigogênio". O termo "pnicogênio" é mais raro que "pnictogênio", e a proporção de artigos de pesquisa acadêmica que usam "pnictogênio" em relação aos que usam "pnicogênio" é de 2,5 para 1. O termo provém da raiz grega πνιγ- (sufocar, estrangular) e, portanto, a palavra "pnictogênio" é também uma referência aos nomes holandês e alemão para o nitrogênio (stikstof e Stickstoff, respectivamente, "substância sufocante": ou seja, substância presente no ar que não sustenta a respiração). Assim, "pnictogênio" poderia ser traduzido como "gerador de sufocamento". A palavra "pnictídeo" também provém da mesma raiz.
O nitrogênio compõe 25 partes por milhão da crosta terrestre, 5 partes por milhão do solo, em média, 100 a 500 partes por trilhão da água do mar e 78% do ar seco. A maior parte do nitrogênio na Terra encontra-se na forma de gás nitrogênio, mas existem alguns minerais de nitrato. O nitrogênio compõe 2,5% do peso de um ser humano típico.[carece de fontes]? O fósforo representa 0,1% da crosta terrestre, tornando-o o 11.º elemento mais abundante. O fósforo compreende 0,65 partes por milhão do solo e 15 a 60 partes por bilhão da água do mar. Existem 200 Mt de fosfatos acessíveis na Terra. O fósforo compõe 1,1% do peso de um ser humano típico. O fósforo ocorre em minerais da família da apatita, que são os principais componentes das rochas fosfáticas. O arsênio constitui 1,5 partes por milhão da crosta terrestre, tornando-o o 53.º elemento mais abundante. Os solos detêm de 1 a 10 partes por milhão de arsênio, e a água do mar carrega 1,6 partes por bilhão de arsênio. O arsênio compreende 100 partes por bilhão do peso de um ser humano típico. Parte do arsênio existe na forma elementar, mas a maior parte é encontrada nos minerais de arsênio orpimento, realgar, arsenopirita e enargita.
Nitrogênio
O nitrogênio pode ser produzido pela destilação fracionada do ar.
Fósforo
O principal método para a produção de fósforo é reduzir fosfatos com carbono em um forno de arco elétrico.
Arsênio
A maior parte do arsênio é preparada pelo aquecimento do mineral arsenopirita na presença de ar. Isso forma As4O6, do qual o arsênio pode ser extraído via redução por carbono. No entanto, também é possível produzir arsênio metálico aquecendo a arsenopirita de 650 a 700 °C sem oxigênio.
Antimônio
Com minérios de sulfeto, o método pelo qual o antimônio é produzido depende da quantidade de antimônio no minério bruto. Se o minério contiver de 25% a 45% de antimônio em peso, o antimônio bruto é produzido pela fundição do minério em um alto-forno. Se o minério contiver de 45% a 60% de antimônio em peso, o antimônio é obtido pelo aquecimento do minério, processo também conhecido como liquação. Minérios com mais de 60% de antimônio em peso são deslocados quimicamente com limalha de ferro do minério fundido, resultando em metal impuro. Se um minério de óxido de antimônio contiver menos de 30% de antimônio em peso, o minério é reduzido em um alto-forno. Se o minério contiver algo próximo a 50% de antimônio em peso, o minério é, em vez disso, reduzido em um forno de revérbero.
Bismuto
Minerais de bismuto de fato ocorrem, em particular na forma de sulfetos e óxidos, mas é mais econômico produzir o bismuto como um subproduto da fundição de minérios de chumbo ou, como na China, de minérios de tungstênio e zinco.
Moscóvio
O moscóvio é produzido apenas alguns átomos de cada vez em aceleradores de partículas, disparando um feixe de íons de cálcio-48 em átomos de amerício-243 até que os núcleos se fundam.
O nitrogênio é um componente de moléculas críticas para a vida na Terra, como o DNA e os aminoácidos. Nitratos ocorrem em algumas plantas devido a bactérias presentes nos nódulos radiculares. Isso é observado em plantas leguminosas, como ervilhas [necessário esclarecer] ou espinafre e alface.[carece de fontes]? Um ser humano típico de 70 kg contém 1,8 kg de nitrogênio. O fósforo, na forma de fosfatos, ocorre em compostos importantes para a vida, como o DNA e o ATP. Os seres humanos consomem aproximadamente 1 g de fósforo por dia. O fósforo é encontrado em alimentos como peixe, fígado, peru, frango e ovos. A deficiência de fosfato é um problema conhecido como hipofosfatemia. Um ser humano típico de 70 kg contém 480 g de fósforo. O arsênio promove o crescimento em frangos e ratos e pode ser essencial para humanos em pequenas quantidades. Foi demonstrado que o arsênio auxilia no metabolismo do aminoácido arginina. Existem 7 mg de arsênio em um ser humano típico de 70 kg.
Toxicidade
O gás nitrogênio é completamente não tóxico, mas a inalação de gás nitrogênio puro é mortal, pois causa asfixia por nitrogênio. O acúmulo de bolhas de nitrogênio no sangue, como as que podem ocorrer durante o mergulho autônomo, pode causar uma condição conhecida como "mal da descompressão" (doença descompressiva). Muitos compostos de nitrogênio, como o cianeto de hidrogênio e explosivos à base de nitrogênio, também são altamente perigosos. O fósforo branco, um alótropo do fósforo, é tóxico, sendo 1 mg por kg de peso corporal uma dose letal. O fósforo branco geralmente mata seres humanos dentro de uma semana após a ingestão, atacando o fígado. A inalação de fósforo em sua forma gasosa pode causar uma doença ocupacional chamada "necrose fosfórica da mandíbula" (phossy jaw), que corrói o osso maxilar. O fósforo branco também é altamente inflamável. Alguns compostos organofosforados podem bloquear fatalmente certas enzimas no corpo humano.
