XI ತರಗತಿಯಲ್ಲಿ, ನೀವು ಕಲಿತಿದ್ದೀರಿ, $p$-ಬ್ಲಾಕ್ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ 13 ರಿಂದ 18 ಗುಂಪುಗಳಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಅವುಗಳ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಶೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆ $n s^{2} n p^{1-6}$ ಆಗಿದೆ (ಹೀಲಿಯಂ ಹೊರತುಪಡಿಸಿ, ಅದು $1 \mathrm{~s}^{2}$ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ). $p$-ಬ್ಲಾಕ್ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಇತರರಂತೆಯೇ ಪರಮಾಣು ಗಾತ್ರಗಳು, ಅಯಾನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗೆನ್ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದೃಣತೆಯಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಎರಡನೇ ಆವರ್ತದಲ್ಲಿ $d-$ ಕಕ್ಷೆಗಳ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ಭಾರವಾದ ಮೂಲಧಾತುಗಳಲ್ಲಿ (ಮೂರನೇ ಆವರ್ತದಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ) $d$ ಅಥವಾ $d$ ಮತ್ತು $f$ ಕಕ್ಷೆಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ. ಜೊತೆಗೆ, ಎಲ್ಲಾ ಮೂರು ವಿಧದ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿ; ಲೋಹಗಳು, ಲೋಹಾಭ ಮತ್ತು ಅಲೋಹಗಳು ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ವೈವಿಧ್ಯತೆಯನ್ನು ತರುತ್ತವೆ.

XI ತರಗತಿಯಲ್ಲಿ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ $p$-ಬ್ಲಾಕ್ನ 13 ಮತ್ತು 14 ಗುಂಪುಗಳ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಕಲಿತ ನಂತರ, ಈ ಘಟಕದಲ್ಲಿ ನೀವು ನಂತರದ ಗುಂಪುಗಳ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಕಲಿಯುವಿರಿ.

7.1 ಗುಂಪು 15 ರ ಮೂಲಧಾತುಗಳು

ಗುಂಪು 15 ರಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರೋಜನ್, ಫಾಸ್ಫರಸ್, ಆರ್ಸೆನಿಕ್, ಆಂಟಿಮನಿ, ಬಿಸ್ಮತ್ ಮತ್ತು ಮಾಸ್ಕೋವಿಯಂ ಸೇರಿವೆ. ನಾವು ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ಹೋದಂತೆ, ಅಲೋಹಿಕದಿಂದ ಲೋಹಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಕ್ಕೆ ಲೋಹಾಭ ಗುಣಲಕ್ಷಣದ ಮೂಲಕ ಬದಲಾವಣೆ ಇರುತ್ತದೆ. ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫರಸ್ ಅಲೋಹಗಳು, ಆರ್ಸೆನಿಕ್ ಮತ್ತು ಆಂಟಿಮನಿ ಲೋಹಾಭಗಳು, ಬಿಸ್ಮತ್ ಮತ್ತು ಮಾಸ್ಕೋವಿಯಂ ವಿಶಿಷ್ಟ ಲೋಹಗಳು.

7.1.1 ಸಂಭವ

ಆಣ್ವಿಕ ನೈಟ್ರೋಜನ್ ವಾತಾವರಣದ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ $78 %$ ರಷ್ಟನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಭೂಮಿಯ ಕ್ರಸ್ಟ್ನಲ್ಲಿ, ಇದು ಸೋಡಿಯಂ ನೈಟ್ರೇಟ್, $\mathrm{NaNO_3}$ (ಚಿಲಿ ಸಾಲ್ಟ್ಪೀಟರ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಮತ್ತು ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಂ ನೈಟ್ರೇಟ್ (ಭಾರತೀಯ ಸಾಲ್ಟ್ಪೀಟರ್) ಆಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಸ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಫಾಸ್ಫರಸ್ ಅಪಟೈಟ್ ಕುಟುಂಬದ ಖನಿಜಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, $\mathrm{Ca_9}\left(\mathrm{PO_4}\right)_6$. $\mathrm{CaX_2}(\mathrm{X}=\mathrm{F}, \mathrm{Cl}$ ಅಥವಾ $\mathrm{OH})$ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಫ್ಲೋರೋಅಪಟೈಟ್ $\left.\mathrm{Ca_9} \left(\mathrm{PO_4}\right)_6 \cdot \mathrm{CaF_2}\right.$) ಇವು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಬಂಡೆಗಳ ಮುಖ್ಯ ಘಟಕಗಳಾಗಿವೆ. ಫಾಸ್ಫರಸ್ ಪ್ರಾಣಿ ಮತ್ತು ಸಸ್ಯ ವಸ್ತುವಿನ ಅಗತ್ಯ ಘಟಕವಾಗಿದೆ. ಇದು ಮೂಳೆಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಜೀವಂತ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಫಾಸ್ಫೋಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಹಾಲು ಮತ್ತು ಮೊಟ್ಟೆಗಳಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತವೆ. ಆರ್ಸೆನಿಕ್, ಆಂಟಿಮನಿ ಮತ್ತು ಬಿಸ್ಮತ್ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸಲ್ಫೈಡ್ ಖನಿಜಗಳಾಗಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ. ಇಲ್ಲಿ, ಮಾಸ್ಕೋವಿಯಂ ಹೊರತುಪಡಿಸಿ, ಈ ಗುಂಪಿನ ಇತರ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಪ್ರಮುಖ ಪರಮಾಣು ಮತ್ತು ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೋಷ್ಟಕ 7.1 ರಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾಗಿದೆ.

ಗುಂಪಿನ ಕೆಲವು ಪರಮಾಣು, ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳನ್ನು ಕೆಳಗೆ ಚರ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ.

7.1.2 ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆ

ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಶೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆ ns2np3 ಆಗಿದೆ. ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳಲ್ಲಿ s ಕಕ್ಷೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ತುಂಬಿದೆ ಮತ್ತು p ಕಕ್ಷೆಗಳು ಅರ್ಧ ತುಂಬಿದೆ, ಇದು ಅವುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

7.1.3 ಪರಮಾಣು ಮತ್ತು ಅಯಾನಿಕ್ ತ್ರಿಜ್ಯಗಳು

ಸಹಸಂಯೋಜಕ ಮತ್ತು ಅಯಾನಿಕ್ (ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ) ತ್ರಿಜ್ಯಗಳು ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ಹೋದಂತೆ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತವೆ. N ನಿಂದ P ಗೆ ಸಹಸಂಯೋಜಕ ತ್ರಿಜ್ಯದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಹೆಚ್ಚಳವಿದೆ. ಆದರೆ, As ನಿಂದ Bi ಗೆ ಸಹಸಂಯೋಜಕ ತ್ರಿಜ್ಯದಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಮಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚಳ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಇದು ಭಾರವಾದ ಸದಸ್ಯರಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ತುಂಬಿದ d ಮತ್ತು/ಅಥವಾ f ಕಕ್ಷೆಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಿಂದಾಗಿ.

7.1.4 ಅಯಾನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ

ಪರಮಾಣು ಗಾತ್ರ ಕ್ರಮೇಣ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದರಿಂದ ಅಯಾನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ಹೋದಂತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾದ ಅರ್ಧ ತುಂಬಿದ $p$ ಕಕ್ಷೆಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂರಚನೆ ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರದ ಕಾರಣ, ಗುಂಪು 15 ರ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಅಯಾನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಯು ಅನುಗುಣವಾದ ಆವರ್ತಗಳಲ್ಲಿ ಗುಂಪು 14 ರ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅನುಕ್ರಮ ಅಯಾನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಗಳ ಕ್ರಮ, ನಿರೀಕ್ಷಿತಂತೆ $\Delta_{i} \mathrm{H_1}<\Delta_{i} \mathrm{H_2}<\Delta_{i} \mathrm{H_3}$ ಆಗಿದೆ (ಕೋಷ್ಟಕ 7.1).

7.1.5 ವಿದ್ಯುದೃಣತೆ

ವಿದ್ಯುದೃಣತೆ ಮೌಲ್ಯ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಪರಮಾಣು ಗಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ಹೋದಂತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಭಾರವಾದ ಮೂಲಧಾತುಗಳಲ್ಲಿ, ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಅಷ್ಟು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿಲ್ಲ.

7.1.6 ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಈ ಗುಂಪಿನ ಎಲ್ಲಾ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಬಹುಪರಮಾಣುಕವಾಗಿವೆ. ಡೈನೈಟ್ರೋಜನ್ ಒಂದು ದ್ವಿಪರಮಾಣುಕ ಅನಿಲವಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಇತರೆಲ್ಲವು ಘನಗಳು. ಲೋಹಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣ ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ಹೋದಂತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫರಸ್ ಅಲೋಹಗಳು, ಆರ್ಸೆನಿಕ್ ಮತ್ತು ಆಂಟಿಮನಿ ಲೋಹಾಭಗಳು ಮತ್ತು ಬಿಸ್ಮತ್ ಒಂದು ಲೋಹವಾಗಿದೆ. ಇದು ಅಯಾನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದು ಮತ್ತು ಪರಮಾಣು ಗಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದರಿಂದಾಗಿ. ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುಗಳು, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಮೇಲಿನಿಂದ ಕೆಳಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಕರಗುವ ಬಿಂದುವು ಆರ್ಸೆನಿಕ್ ವರೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಬಿಸ್ಮತ್ ವರೆಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಹೊರತುಪಡಿಸಿ, ಎಲ್ಲಾ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಅಲೋಟ್ರೊಪಿಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.

7.1.7 ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆಯ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳು

ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಸಾಮಾನ್ಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳು $-3,+3$ ಮತ್ತು +5 ಆಗಿವೆ. -3 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯು ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಲೋಹಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದರಿಂದ ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ಹೋದಂತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಗುಂಪಿನ ಕೊನೆಯ ಸದಸ್ಯ, ಬಿಸ್ಮತ್ -3 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಸಂಯುಕ್ತವನ್ನು ಬಹುತೇಕ ರೂಪಿಸುವುದಿಲ್ಲ. +5 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ಹೋದಂತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಏಕೈಕ ಚೆನ್ನಾಗಿ ನಿರೂಪಿತವಾದ $\mathrm{Bi}(\mathrm{V})$ ಸಂಯುಕ್ತವು $\mathrm{BiF_5}$ ಆಗಿದೆ. +5 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು +3 ಸ್ಥಿತಿಯ ಸ್ಥಿರತೆಯು (ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಜೋಡಿ ಪರಿಣಾಮದಿಂದಾಗಿ) ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ಹೋದಂತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಆಕ್ಸಿಜನ್ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿದಾಗ $+1,+2,+4$ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಸಹ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಫಾಸ್ಫರಸ್ ಕೆಲವು ಆಕ್ಸೋಆಮ್ಲಗಳಲ್ಲಿ +1 ಮತ್ತು +4 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಸಹ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ನೈಟ್ರೋಜನ್ನ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, +1 ರಿಂದ +4 ವರೆಗಿನ ಎಲ್ಲಾ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳು ಆಮ್ಲ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಅಸಮಾನವಾಗಿ ವಿಭಜನೆಗೊಳ್ಳುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ

$$ 3 \mathrm{HNO_2} \rightarrow \mathrm{HNO_3}+\mathrm{H_2} \mathrm{O}+2 \mathrm{NO} $$

ಅಂತೆಯೇ, ಫಾಸ್ಫರಸ್ನ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ಮಧ್ಯಂತರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳು ಕ್ಷಾರ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಎರಡರಲ್ಲೂ +5 ಮತ್ತು –3 ಗೆ ಅಸಮಾನವಾಗಿ ವಿಭಜನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಆರ್ಸೆನಿಕ್, ಆಂಟಿಮನಿ ಮತ್ತು ಬಿಸ್ಮತ್ನ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ +3 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯು ಅಸಮಾನ ವಿಭಜನೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾಗುತ್ತದೆ.

ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಸಹಸಂಯೋಜಕತೆಯ ಗರಿಷ್ಠ 4 ಕ್ಕೆ ಮಾತ್ರ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಬಂಧನಕ್ಕಾಗಿ ಕೇವಲ ನಾಲ್ಕು (ಒಂದು $s$ ಮತ್ತು ಮೂರು $p$) ಕಕ್ಷೆಗಳು ಲಭ್ಯವಿವೆ. ಭಾರವಾದ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಹೊರಗಿನ ಶೆಲ್ನಲ್ಲಿ ಖಾಲಿ $d$ ಕಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಬಂಧನಕ್ಕಾಗಿ (ಸಹಸಂಯೋಜಕತೆ) ಬಳಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ, $\mathrm{PF_6}^{-}$ ನಲ್ಲಿರುವಂತೆ ಅವುಗಳ ಸಹಸಂಯೋಜಕತೆಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ.

ನೈಟ್ರೋಜನ್ನ ಅಸಾಮಾನ್ಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಅದರ ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರ, ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುದೃಣತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಯಾನೀಕರಣ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಮತ್ತು $d$ ಕಕ್ಷೆಗಳ ಲಭ್ಯತೆಯಿಲ್ಲದಿರುವುದರಿಂದ ಈ ಗುಂಪಿನ ಉಳಿದ ಸದಸ್ಯರಿಂದ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ. ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುದೃಣತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಇತರ ಮೂಲಧಾತುಗಳೊಂದಿಗೆ (ಉದಾ., C, O) ಸ್ವತಃ ಮತ್ತು ಇತರ ಮೂಲಧಾತುಗಳೊಂದಿಗೆ $p \pi-p \pi$ ಬಹು ಬಂಧಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಅನನ್ಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಗುಂಪಿನ ಭಾರವಾದ ಮೂಲಧಾತುಗಳು $p \pi-p \pi$ ಬಂಧಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಪರಮಾಣು ಕಕ್ಷೆಗಳು ತುಂಬಾ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದ್ದು ಮತ್ತು ವಿಸರಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಅವುಗಳು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಅತಿಕ್ರಮಣವನ್ನು ಹೊಂದಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ, ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಎರಡು ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವೆ ತ್ರಿವಳಿ ಬಂಧ (ಒಂದು $s$ ಮತ್ತು ಎರಡು $p$) ಹೊಂದಿರುವ ದ್ವಿಪರಮಾಣುಕ ಅಣುವಾಗಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಅದರ ಬಂಧ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ $\left(941.4 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}\right)$ ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಫಾಸ್ಫರಸ್, ಆರ್ಸೆನಿಕ್ ಮತ್ತು ಆಂಟಿಮನಿ ಏಕ ಬಂಧಗಳನ್ನು $\mathrm{P}-\mathrm{P}, \mathrm{As}-\mathrm{As}$ ಮತ್ತು $\mathrm{Sb}-\mathrm{Sb}$ ಆಗಿ ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಬಿಸ್ಮತ್ ಮೂಲಧಾತು ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಲೋಹೀಯ ಬಂಧಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಏಕ $\mathrm{N}-\mathrm{N}$ ಬಂಧವು ಏಕ $\mathrm{P}-\mathrm{P}$ ಬಂಧಕ್ಕಿಂತ ದುರ್ಬಲವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಸಣ್ಣ ಬಂಧ ಉದ್ದದಿಂದಾಗಿ ಬಂಧಿಸದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಂತರ-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವಿಕರ್ಷಣೆಯಿಂದಾಗಿ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಸರಣೀಕರಣ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯು ನೈಟ್ರೋಜನ್ನಲ್ಲಿ ದುರ್ಬಲವಾಗಿದೆ. ನೈಟ್ರೋಜನ್ನ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿಸುವ ಇನ್ನೊಂದು ಅಂಶವೆಂದರೆ ಅದರ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಶೆಲ್ನಲ್ಲಿ $d$ ಕಕ್ಷೆಗಳ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿ. ಅದರ ಸಹಸಂಯೋಜಕತೆಯನ್ನು ನಾಲ್ಕಕ್ಕೆ ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, ನೈಟ್ರೋಜನ್ $d \pi-p \pi$ ಬಂಧವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಭಾರವಾದ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ರೂಪಿಸಬಹುದು ಉದಾ., $\mathrm{R_3} \mathrm{P}=\mathrm{O}$ ಅಥವಾ $\mathrm{R_3} \mathrm{P}=\mathrm{CH_2}\mathrm{R}=$ ಆಲ್ಕೈಲ್ ಗುಂಪು. ಫಾಸ್ಫರಸ್ ಮತ್ತು ಆರ್ಸೆನಿಕ್ ಸಂಕ್ರಮಣ ಲೋಹಗಳೊಂದಿಗೆ $\boldsymbol{d} \pi-\boldsymbol{d} \pi$ ಬಂಧವನ್ನು ಸಹ ರೂಪಿಸಬಹುದು ಅವುಗಳ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು $\mathrm{P}\left(\mathrm{C_2} \mathrm{H_5}\right)_{3}$ ಮತ್ತು $\mathrm{As}\left(\mathrm{C_6} \mathrm{H_5}\right)_3$ ಲಿಗಾಂಡ್ಗಳಂತೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಿದಾಗ.

(i) ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನೆಡೆಗೆ ಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆ: ಗುಂಪು 15 ರ ಎಲ್ಲಾ ಮೂಲಧಾತುಗಳು $\mathrm{EH_3}$ ಪ್ರಕಾರದ ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ ಅಲ್ಲಿ $\mathrm{E}=\mathrm{N}, \mathrm{P}, \mathrm{As}, \mathrm{Sb}$ ಅಥವಾ $\mathrm{Bi}$. ಈ ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳ ಕೆಲವು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 7.2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳು ಅವುಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ನಿಯಮಿತ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳ ಸ್ಥಿರತೆಯು $\mathrm{NH_3}$ ನಿಂದ $\mathrm{BiH_3}$ ಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಅವುಗಳ ಬಂಧ ವಿಚ್ಛೇದನ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಯಿಂದ ಗಮನಿಸಬಹುದು. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳ ಕ್ಷಯಕಾರಿ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಅಮೋನಿಯಾ ಕೇವಲ ಸೌಮ್ಯ ಕ್ಷಯಕಾರಕವಾಗಿದೆ ಆದರೆ $\mathrm{BiH_3}$ ಎಲ್ಲಾ ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಬಲ ಕ್ಷಯಕಾರಕವಾಗಿದೆ. ಕ್ಷಾರತ್ವವು ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ $\mathrm{NH_3}>\mathrm{PH_3}>\mathrm{AsH_3}>\mathrm{SbH_3} \geq \mathrm{BiH_3}$.

ಕೋಷ್ಟಕ 7.2: ಗುಂಪು 15 ರ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

(ii) ಆಕ್ಸಿಜನ್ನೆಡೆಗೆ ಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆ: ಈ ಎಲ್ಲಾ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಎರಡು ವಿಧದ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ: $\mathrm{E_2} \mathrm{O_3}$ ಮತ್ತು $\mathrm{E_2} \mathrm{O_5}$. ಮೂಲಧಾತುವಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಕಡಿಮೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಆಮ್ಲೀಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅವುಗಳ ಆಮ್ಲೀಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ಹೋದಂತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. $\mathrm{E_2} \mathrm{O_3}$ ಪ್ರಕಾರದ ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫರಸ್ನ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಆಮ್ಲೀಯವಾಗಿವೆ, ಆರ್ಸೆನಿಕ್ ಮತ್ತು ಆಂಟಿಮನಿಯವು ಆಂಫೋಟೆರಿಕ್ ಮತ್ತು ಬಿಸ್ಮತ್ನವು ಪ್ರಧಾನವಾಗಿ ಕ್ಷಾರೀಯವಾಗಿವೆ.

(iii) ಹ್ಯಾಲೊಜೆನ್ಗಳೆಡೆಗೆ ಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆ: ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಎರಡು ಸರಣಿಯ ಹ್ಯಾಲೈಡ್ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತವೆ: $\mathrm{EX_3}$ ಮತ್ತು $\mathrm{EX_5}$. ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಅದರ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಶೆಲ್ನಲ್ಲಿ $d$ ಕಕ್ಷೆಗಳ ಲಭ್ಯತೆಯಿಲ್ಲದಿರುವುದರಿಂದ ಪೆಂಟಾಹ್ಯಾಲೈಡ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಪೆಂಟಾಹ್ಯಾಲೈಡ್ಗಳು ತ್ರೈಹ್ಯಾಲೈಡ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸಹಸಂಯೋಜಕವಾಗಿವೆ. ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಎಲ್ಲಾ ತ್ರೈಹ್ಯಾಲೈಡ್ಗಳು ಸ್ಥಿರವಾಗಿವೆ. ನೈಟ್ರೋಜನ್ನ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಕೇವಲ $\mathrm{NF_3}$ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ. $\mathrm{BiF_3}$ ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ತ್ರೈಹ್ಯಾಲೈಡ್ಗಳು ಸ್ವಭಾವತಃ ಸಹಸಂಯೋಜಕವಾಗಿವೆ.

(iv) ಲೋಹಗಳೆಡೆಗೆ ಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆ: ಈ ಎಲ್ಲಾ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಲೋಹಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ -3 ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಅವುಗಳ ದ್ವಿಮೂಲ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, $\mathrm{Ca_3} \mathrm{~N_2}$ (ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡ್) $\mathrm{Ca_3} \mathrm{P_2}$ (ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಫಾಸ್ಫೈಡ್), $\mathrm{Na_3} \mathrm{As_2}$ (ಸೋಡಿಯಂ ಆರ್ಸೆನೈಡ್), $\mathrm{Zn_3} \mathrm{Sb_2}$ (ಜಿಂಕ್ ಆಂಟಿಮೋನೈಡ್) ಮತ್ತು $\mathrm{Mg_3} \mathrm{Bi_2}$ (ಮೆಗ್ನೀಶಿಯಂ ಬಿಸ್ಮತೈಡ್).

ಉತ್ತರ

ನಾವು ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ಹೋದಂತೆ, ಪರಮಾಣು ಗಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗುಂಪು 15 ರ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳ ಸ್ಥಿರತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳ ಸ್ಥಿರತೆಯು $\mathrm{NH_3}$ ನಿಂದ $\mathrm{BiH_3}$ ಗೆ ಚಲಿಸುವಾಗ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದರಿಂದ, ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳ ಕ್ಷಯಕಾರಿ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು $\mathrm{NH_3}$ ನಿಂದ $\mathrm{BiH_3}$ ಗೆ ಚಲಿಸುವಾಗ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

7.2 ಡೈನೈಟ್ರೋಜನ್

ತಯಾರಿಕೆ

ಡೈನೈಟ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಗಾಳಿಯ ದ್ರವೀಕರಣ ಮತ್ತು ಭಾಗಶಃ ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವಿಕೆಯಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ರವ ಡೈನೈಟ್ರೋಜನ್ (b.p. $77.2 \mathrm{~K}$) ಮೊದಲು ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿದು ದ್ರವ ಆಕ್ಸಿಜನ್ (b.p. $90 \mathrm{~K}$) ಅನ್ನು ಹಿಂದೆ ಬಿಡುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ, ಡೈನೈಟ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಅಮೋನಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ನ ಜಲೀಯ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಸೋಡಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಟ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಸ್ಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

$$ \mathrm{NH_4} \mathrm{CI}(\mathrm{aq})+\mathrm{NaNO_2}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{N_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l})+\mathrm{NaCl}(\mathrm{aq}) $$

ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ $\mathrm{NO}$ ಮತ್ತು $\mathrm{HNO_3}$ ಸಹ ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ; ಈ ಕಲ್ಮಷಗಳನ್ನು ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಂ ಡೈಕ್ರೊಮೇಟ್ ಹೊಂದಿರುವ ಜಲೀಯ ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಮೂಲಕ ಅನಿಲವನ್ನು ಹಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು. ಇದನ್ನು ಅಮೋನಿಯಂ ಡೈಕ್ರೊಮೇಟ್ನ ಉಷ್ಣ ವಿಭಜನೆಯಿಂದಲೂ ಪಡೆಯಬಹುದು.

$$ \left(\mathrm{NH_4}\right)_{2} \mathrm{Cr_2} \mathrm{O_7} \xrightarrow{\text { Heat }} \mathrm{N_2}+4 \mathrm{H_2} \mathrm{O}+\mathrm{Cr_2} \mathrm{O_3} $$

ಸೋಡಿಯಂ ಅಥವಾ ಬೇರಿಯಂ ಅಜೈಡ್ನ ಉಷ್ಣ ವಿಭಜನೆಯಿಂದ ಬಹಳ ಶುದ್ಧ ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು.

$$ \mathrm{Ba}\left(\mathrm{N_3}\right)_{2} \rightarrow \mathrm{Ba}+3 \mathrm{~N_2} $$

ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಡೈನೈಟ್ರೋಜನ್ ಬಣ್ಣರಹಿತ, ವಾಸನಾರಹಿತ, ರುಚಿರಹಿತ ಮತ್ತು ವಿಷರಹಿತ ಅನಿಲವಾಗಿದೆ. ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುವು ಎರಡು ಸ್ಥಿರ ಸಮಸ್ಥಾನಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: ${ }^{14} \mathrm{~N}$ ಮತ್ತು ${ }^{15} \mathrm{~N}$. ಇದು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ದ್ರಾವ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ $\left(23.2 \mathrm{~cm}^{3}\right.$ ಪ್ರತಿ ಲೀಟರ್ ನೀರಿಗೆ $273 \mathrm{~K})$ ಮತ್ತು 1 ಬಾರ್ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಹೆಪ್ಪುಗಟ್ಟುವ ಮತ್ತು ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ (ಕೋಷ್ಟಕ 7.1).

$\mathrm{N} \equiv \mathrm{N}$ ಬಂಧದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಂಧ ಎಂಥಾಲ್ಪಿಯಿಂದಾಗಿ ಡೈನೈಟ್ರೋಜನ್ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಬದಲಾಗದ್ದಾಗಿದೆ. ಆದರೆ, ಉಷ್ಣಾಂಶ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆಯು ವೇಗವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ, ಇದು ಕೆಲವು ಲೋಹಗಳೊಂದಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸಿ ಪ್ರಧಾನವಾಗಿ ಅಯಾನಿಕ್ ನೈಟ್ರೈಡ್ಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಅಲೋಹಗಳೊಂದಿಗೆ, ಸಹಸಂಯೋಜಕ ನೈಟ್ರೈಡ್ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು:

$$ \begin{aligned} & 6 \mathrm{Li}+\mathrm{N_2} \xrightarrow{\text { Heat }} 2 \mathrm{Li_3} \mathrm{~N} \ & 3 \mathrm{Mg}+\mathrm{N_2} \xrightarrow{\text { Heat }} \mathrm{Mg_3} \mathrm{~N_2} \end{aligned} $$

ಇದು ಸುಮಾರು $773 \mathrm{~K}$ ನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನೊಂದಿಗೆ ಉತ್ಕರ್ಷಕದ (ಹೇಬರ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ) ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸಿ ಅಮೋನಿಯಾವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ:

$$ \mathrm{N_2}(\mathrm{~g})+3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g}) \quad 773 \mathrm{k} \quad 2 \mathrm{NH_3}(\mathrm{~g}) ; \quad \Delta_{f} \mathrm{H}^{\ominus}=-46.1 \mathrm{kJmol}^{-1} $$

ಡೈನೈಟ್ರೋಜನ್ ಡೈಆಕ್ಸಿಜನ್ನೊಂದಿಗೆ ಸುಮಾರು $2000 \mathrm{~K}$ ನಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ (ತುಂ