Stickstoffgruppe Eigenschaften

Die 15. Gruppe (5. Hauptgruppe) im Periodensystem der chemischen Elemente




Die Stickstoffgruppe, auch Stickstoffstoff-Phospor-Gruppe genannt ist die 5. Hauptgruppe im Periodensystem der chemischen Elemente. Sie beinhaltet die natürlichen Elemente Stickstoff, Phospor, Arsen, Antimon und Bismut, sowie das in der Natur nicht vorkommende Ununpentium.

Stickstoffgruppe

Stickstoffgruppe

Stickstoff (N), Phosphor (P), Arsen (As), Antimon (Sb), Bismut (Bi) sowie das sechste Element Ununpentium (Uup) bilden die sogenannte Stickstoffgruppe, die 15. Gruppe des Periodensystems. Während Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon und Bismut natürlich vorkommende Elemente darstellen, ist das unstabile Ununpentium ein künstlich herzustellendes Element. Durch die Stickstoffgruppe hindurch verläuft die Grenze zwischen Metallen und Nichtmetallen. So kommt es, dass Stickstoff sowie Phosphor Nichtmetalle sind. Arsen und Antimon gelten als Halbmetalle während Bismut ein Metall ist.




Stickstoffgruppe oder Pentele

Die Begriffe Stickstoffgruppe und Pentele stellen prinzipiell beide die Namen der 15. Gruppe des Periodensystems dar. Stickstoffgruppe wird jedoch häufiger verwendet. Diese Bezeichnung leitet sich von dem ersten und dominierenden Element der Gruppe, Stickstoff, ab. Das Wort Pentele stammt aus dem Griechischen und bedeutet übersetzt so viel wie „fünf“. Neben Pentele gibt es auch die Bezeichnung Pnictogene, welches vom Griechischen Wort Pnictid, zu übersetzen mit „erstickend“, abzuleiten ist. Pnictogene und Pentele werden sehr selten genutzt.

Vorkommen der Elemente

Die Stickstoffgruppe ist hauptsächlich an der Erdatmosphäre stark vertreten. Mit rund 78% sind die Elemente der Stickstoffgruppe hier stark vertreten. Vor allem Stickstoff und Phosphor kommen in biologischen Zellen und in unserem Ökosystem gehäuft vor. Die fünf Elemente Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon sowie Bismut kommen jeweils meistens in bestimmten Verbindungen vor.
Stickstoff
Stickstoff hat die Ordnungszahl 7 und bildet das Hauptelement der Stickstoffgruppe. Es hat im Gegensatz zu den anderen Elementen die stärksten Eigenschaften und dominiert die Gruppe. Stickstoff ist ein Nichtmetall und tritt in der Naturwissenschaft nur gasförmig auf. Es gilt als sehr flüchtig, was seine Sonderrolle noch unterstreicht. Ebenfalls unterschiedlich zu den anderen Elementen der Gruppe ist der größere Ionenradius. Stickstoff wird mit dem sogenannten Linde-Verfahren hergestellt, wobei Luft verflüssigt und in seine Einzelteile zerlegt wird. Durch die besonderen Eigenschaften des Stickstoffs findet das Element in der modernen Industrie ein breites Anwendungsgebiet. Die bekannteste Anwendung von Stickstoff ist die Verwendung als Düngemittel sowie als wichtiger Bestandteil von Sprengstoffen.
Phosphor
Phosphor hat die Ordnungszahl 15 und steht aufgrund der Häufigkeit des Vorkommens sowie wegen seiner Eigenschaften an zweiter Stelle in der Stickstoffgruppe hinter dem Stickstoff. Das Element kann in vier verschiedenen Formen auftreten, in Weiß, Rot, Violett oder Schwarz. Hergestellt wird Phosphor mit der Synthetisierung aus phosphorhaltigen Mineralien wie Apatit. Dieses Mineral reagiert mit Kohlenstoff und Siliciumdioxid bei sehr hoher Temperatur. Phosphor und Stickstoff sind jeweils Nichtmetalle. Das Element Phosphor hat jedoch eine Modifikation, die elektrischen Strom leiten kann. Mit Phosphor werden in der Regel andere phosphorhaltige Verbindungen hergestellt. Außerdem dient es zur Synthese von Phosphorsäure. Bekannt ist Phosphor vor allem als Herstellungsmittel der Reibeflächen an Streichhölzern. Hierfür wird roter Phosphor genutzt, was auch die rote Färbung des Streichholzkopfes erklärt. Phosphat ist zudem sehr beliebt als natürlicher Dünger und als Pflanzenschutzmittel.
Arsen
Arsen hat die Ordnungszahl 33 im Periodensystem. Das Element bildet sich durch eine instabile nichtmetallische Modifikation gelb oder farblos durch eine stabile metallische Modifikation. Daraus resultiert, dass Arsen zu den Halbmetallen gehört. Es findet sich vor allem in Kombination mit Schwefel und Übergangsmetallen wieder. Arsen kommt beispielsweise in Arsenkies sowie Glanzkobalt vor. Die Herstellung von Arsen erfolgt durch Erhitzen von Arsenkies ohne die Zufuhr von Luft. Verwendung findet das Element in der Halbleiterindustrie, zum Beispiel bei der Herstellung von Gallium-Arsenid-Halbleitern. Zudem wird Arsen als ein sehr gutes Legierungsmaterial wertgeschätzt.
Antimon
Das Element Antimon hat die Ordnungszahl 51 und bildet das vierte Element in der Stickstoffgruppe. Antimon kommt ausschließlich in der metallischen Modifikation vor. Ähnlich wie Arsen kommt Antimon am häufigsten in Kombination mit Schwefel und Übergangsmetallen, zum Beispiel Antimonsilberblende oder Ullmannit, vor. Dieses Element wird meistens durch ein sogenanntes Reduktionsverfahren hergestellt, wobei das Element Eisen als Reduktionsmittel dient. Die Herstellung von Sprengstoffzündern oder die Entwicklung von Legierungen gehört zu den häufigsten Möglichkeiten der Verwendung von Antimon.
Bismut
Bismut, mit der Ordnungszahl 83, ist das einzige Element der Stickstoffgruppe, welches als Metall gilt. Es kommt somit ausschließlich in der metallischen Modifikation vor. Auch dieses Element kommt größtenteils in Form von Ionenverbindungen in der Natur vor. Bismut wird ähnlich dem Antimon durch ein bestimmtes Reduktionsverfahren hergestellt. Hier bildet Kohlenstoff (Koks) das Reduktionsmittel. Das Element dient vor allem zur Herstellung von Legierungen als Legierungsmetall sowie als Katalysator für die chemische Industrie.

Elemente der Stickstoffgruppe

Stickstoff

 Name  Stickstoff
Symbol  N
Ordnungszahl  7
Aussehen  farbloses Gas
CAS-Nummer  7727-37-9
Serie  Nichtmetall

Achtundsiebzig Prozent unserer Luft besteht aus dem gasförmigen Element Stickstoff. Für uns Menschen ist Stickstoff völlig geschmacks- und geruchsneutral sowie farblos. Daher wird es, genau wie Sauerstoff, von unseren Sinnesorganen nicht wahrgenommen, – außer in der Form von Luft. In reiner Form ist Stickstoff gesundheitlich völlig neutral.
Im Gegensatz zu Sauerstoff wird Stickstoff einfach wieder ausgeatmet. Als chemisches Zeichen wurde der Buchstabe N gewählt, den Anfangsbuchstaben der lateinischen Bezeichnung Nitrogenium. Die Ordnungszahl lautet 7.

 

Phosphor

 Name  Phosphor
Symbol  P
Ordnungszahl  15
Aussehen  dunkelrot, schwarz oder weiß-beige
CAS-Nummer  7723-14-0
Serie  Nichtmetalle

Phosphor ist ein chemisches Element aus der Gruppe des Stickstoffs. Er hat das Symbol P im Periodensystem der Elemente. Das nichtmetallische Element ist äußerst reaktiv und auch sehr giftig. Es ist jedoch auch ein wichtiges Spurenelement bei den meisten lebenden Organismen. Es gibt zahlreiche Verwendungen für Phosphorverbindungen. Die meisten Menschen interagieren täglich durch jegliche Form des Elements. Sofern jemand ein Streichholz anzündet oder den Garten düngt, kommt er mit Phosphor in Berührung. Auch an der meisten Elektronik ist dieses Element beteiligt.

 

Arsen

 Name  Arsen
Symbol  As
Ordnungszahl  33
Aussehen  gelb, grau oder schwarz
CAS-Nummer  7440-38-2
Serie  Halbmetalle

Arsen ist das chemische Element mit dem Symbol As und hat die Ordnungszahl 33. Im Periodensystem der Elemente ist es in der 5 Hauptgruppe, der Stickstoffgruppe. Es gehört zu den Halbmetallen und ist bereits seit dem Altertum bekannt.

Arsen kommt sehr häufig in der Erdkruste vor, es ist sehr giftig, wird jedoch in der Medizin eingesetzt. Es wird bei Kupferlegierungen verwendet, als Schädlingsbekämpfungsmittel, in der Holzwirtschaftund bei der Glasherstellung.Ausserdem kommt es bei Halbleitern zum Einsatz.

Erzeugt wird Arsen in Schweden, Frankreich, Russland, Mexiko und Chile. Es fällt in großen Mengen bei der Gewinnung von Kupfer, Blei, Cobalt und Gold an.

 

Antimon

 Name  Antimon
Symbol  Sb
Ordnungszahl  51
Aussehen  silbrig grau glänzend
CAS-Nummer  7440-36-0
Serie  Halbmetalle

Antimon ist ein Halbmetall. Es kommt recht selten vor, ist silberweiß und ist sehr spröde. Es ist sehr stark glänzend und wird überwiegend für Legierungen verwendet, aber auch in der Medizin.

Antimon ist giftig und ätzend. Das industriell genutze Antimon wird aus dem Mineral Stibnit gewonnen und kommt haupsächlich in Mexiko, China und Bolivien vor.

 

Bismut

 Name  Bismut
Symbol  Bi
Ordnungszahl  83
Aussehen  rötlich weiß glänzend
CAS-Nummer  7440-69-9
Serie  Metalle

Bismut, auch als Wismut bekannt, ist ein chemisches Element. Es trägt das Ordnungszeichen Bi, die Ordnungszahl 83 und steht im Periodensystem in der Stickstoffgruppe. Bekannt ist das Element vermutlich schon in der Antike gewesen, der Name „Wesemut“ kommt erstmals in alten deutschen Schriften aus dem 14.Jahrhundert vor und geht wahrscheinlich auf eine Fundstände „in der Wiesen“ im Erzgebirge zurück. Man hielt es früher aber für eine Abart von Blei, Zinn oder Antimon. Als eigenständiges Element wurde das Bismut Mitte des 18.Jahrhunderts von den Chemikern Claude Francois Geoffrey, Johann Heinrich Pott, Carl Willhelm Scheele und Tobern Olof Bergman nachgewiesen.

 

Ununpentium

 Name  Ununpentium
Symbol  Uup
Ordnungszahl  115
Aussehen  –
CAS-Nummer  –
Serie  Metalle (künstlich erzeugt)

Ununpentium ist ein künstlich erzeugtes chemisches Element aus der Stoffgruppe der Transactinoide. Es wird häufig auch als Eka-Bismut bezeichnet. Das superschwere Element Ununpentium trägt die Ordnungszahl 115 und der Name Ununpentium steht für 115 (lateinisch un-un= 1-1 pente=5). Diese Art der Namensgebung sieht die Nomenklatur der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) für neu entdeckte Elemente vor. Sie ist vorläufig und wird später geändert, wenn der Erst-Entdecker offiziell einen neuen Namen für das Element vergibt.

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