वर्ग 15 के तत्त्व

वर्ग 15 के तत्त्व

वर्ग 15 के तत्त्व – वर्ग 15 के तत्वों को “निकोजन्स” कहा जाता है यह एक ग्रीक भाषा का शब्द है जिसका अर्थ होता है “दम घोंटने वाले”

N , P , As , Sb , Bi

1. उपलब्धता

नाइट्रोजन

1. N­₂ के रूप में 78 %
2. KNO₃ (साल्ट पिटर) व NaNO₃ (चीली साल्ट पीटर) के रूप में भूमि में
3. As , Sb ,Bi सल्फाइड अयस्कों के रूप में

फोस्फोरस 

1. फ्लोरएपेटाइट (Ca₉(PO₄)₆.CaF₂)
2. क्लोरएपेटाइट (Ca₉(PO₄)₆.CaCl₂)
3. दूध व अंडे में फोस्फोप्रोटीन के रूप में

2. इलेक्ट्रॉनिक विन्यास – ns² np³

3. परमाण्वीय त्रिज्या – वर्ग में ऊपर से नीचे आने पर सहसंयोजक त्रिज्या बढती है तथा आयनिक त्रिज्या बढती है ।
4. आयनन विभव – – वर्ग में ऊपर से नीचे आने पर परमाणु आकार बढ़ता है तथा आयनिक विभव घटता है क्योंकि संयोजी कोश के इलेक्ट्रॉन की नाभिक से दूरी बढती है अतः कम ऊर्जा देने से ही इलेक्ट्रॉन निकल जाता है।

नोट – 15 वें वर्ग के तत्वों की आयनन एंथेल्पी 14 वें वर्ग के तत्वों की आयनन एंथेल्पी से असामान्य रूप से ज्यादा होती है क्योंकि इनमें अर्धपुरित np³ विन्यास पाया जाता है जो अधिक स्थाई होता है ।

5. विद्युत ऋणता – वर्ग में ऊपर से नीचे आने पर परमाणु आकार बढ़ता है तथा विद्युत ऋणता घटती है ।

भौतिक गुण

1. भौतिक अवस्था

• N₂ गैस रूप में पाई जाती है ।
• P, As ,Sb ,Bi ठोस रूप में ।

2. क्वथनांक – N से Bi तक क्वथनांक बढते है ।

रासायनिक गुण

1. ऑक्सीकरण अवस्था – नाइट्रोजन परिवार कर तत्त्व सामान्यतः -3 , +3 एवं +5 ऑक्सीकरण अंक दर्शाते है -3 ऑक्सीकरण अंक दर्शाने की प्रवृति N से Bi तक घटती है क्योंकि परमाणु आकार बढ़ता है और विद्युत ऋणता घटती है +3 ऑक्सीकरण अवस्था दर्शाने की प्रवृति N से Bi तक बढ़ती है । क्योंकि तीन इलेक्ट्रॉन त्यागने के पश्चात बचे हुए दो इलेक्ट्रॉन युग्मित अवस्था में होते है As , Sb , Bi में अक्रिय युग्म प्रभाव के कारण +3 ऑक्सीकरण अवस्था स्थाई होती है । p – ब्लोक के तत्वों में ns² उपकोश के इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंध बनाने में भाग नही लेते है यह प्रभाव अक्रिय युग्म प्रभाव कहलाता है ।

नाइट्रोजन का असामान्य व्यवहार

कारण –

1. उच्च विद्युत ऋणता
2. d – कक्षक अनुपस्थित
3. आकार छोटा
4. अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था 4

नाइट्रोजन की अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था 4 हो हो सकती है क्योंकि इसमें d – कक्षक नहीं है और 4 ही कक्षक बंधन के लिए उपलब्ध है नाइट्रोजन छोटे आकार और उच्च आवेश घनत्व होने के कारण स्वयं के साथ तथा C , O गैस तत्वों के साथ Pπ – Pπ बंध बनाता है

उदाहरण  – N₂ , CN,  O←NO

नाइट्रोजन परिवार के अन्य सदस्य Pπ – Pπ बंध नही बना सकते है क्योंकि उनका आकार बड़ा है इसलिए वे प्रभावी अतिव्यापन नही कर पाते है नाइट्रोजन dπ – Pπ बंध नही बना सकता है क्योंकि इसमें d कक्षक नही है जबकि नाइट्रोजन परिवार के अन्य सदस्य dπ – Pπ बंध बनाते है ।

उदाहरण – (CH₃)₃P = O      ट्राई मेथिल फोस्फेट

नाइट्रोजन के अलावा परिवार के अन्य सदस्य dπ – Pπ बंध भी बनाते है जब वह उपसहसंयोजक यौगिक में लिगेंड के रूप ने केन्द्रीय धातु से जुड़े होते है ।

हाइड्रोजन के प्रति क्रियाशीलता

नाइट्रोजन परिवार के सदस्य हाइड्रोजन से क्रिया करके EH₃ प्रकार के हाईड्राइड बनाते है      E = नाइट्रोजन – परिवार का कोई भी तत्त्व

NH₃ , PH₃  , AsH₃  , SbH₃ , BiH₃

हाइड्राइड की क्षारीय प्रवृति

NH₃  > PH₃  > AsH₃  > SbH₃  >BiH₃

क्षारीय प्रवृति का यह क्रम होने का यह कारण है कि परमाणु आकार छोटा होने पर L.P का घनत्व उस पार ज्यादा होता है इसलिए वह (N) आसानी से L.P देता है इसलिए अधिक क्षारीय होता है जबकि बड़े परमाणु आकार वाले पर L.P अधिक फैला हुआ होने के कारण L.P का घनत्व कम होता है इसलिए आसानी से L.P नही देंगे और कम क्षारीय होंगे।

अपचायक क्षमता

NH₃  < PH₃  < AsH₃  < SbH₃  < BiH₃

कारण – N व H के बीच सहसंयोजक बंध सबसे मजबूत है क्योंकि N- परमाणु छोटा होता है और H परमाणु के S – कक्षक के साथ अच्छा अतिव्यापन करता है।

तापीय स्थाइत्व

NH₃  > PH₃  > AsH₃  > SbH₃  >BiH₃

N व H के बीच मजबूत बंध बनता है इसलिए तापीय स्थाइत्व सबसे ज्यादा होता है।

ऑक्सीजन के प्रति क्रियाशीलता

15 वे वर्ग के तत्वों E₂O₅ ,E₂O₄ व E₂O₃ प्रकार के ऑक्साइड बनाते है।

ऑक्साइडो की प्रवृति

N₂O₃ , P₂O₃ – अम्लीय  , As₂O₃ , Sb₂O₃ – उभयधर्मी  , Bi₂O₃ – क्षारीय

अधातुओ के ऑक्साइड हमेशा अम्लीय , धातुओ के ऑक्साइड हमेशा क्षारीय व उपधातुओ के ऑक्साइड उभयधर्मी होते है E₂O₅  व E₂O₃ प्रकार के ऑक्साइडो की सहसंयोजक प्रवृति और अम्लीय प्रवृति का क्रम E₂O₅  > E₂O₃

फायान्स नियम के अनुसार छोटा धनायन ऋण आयन का अधिक ध्रुवण करता है और इसलिए उपरोक्त ऑक्साइड कों अधिक सहसंयोजक बनाता है।

हैलोजन के प्रति क्रियाशीलता

1. नाइट्रोजन – परिवार के सदस्य EX₃ और EX₅ प्रकार के हैलाइड बनाते है।
2. EX₅ प्रकार का हैलाइड नाइट्रोजन नहीं बनाता है क्योंकि इसमें d –कक्षक अनुपस्थित है।
3. EI₅ किसी का भी स्थाई नही होता है क्योंकि आयोडीन का आकार बड़ा है तथा वह अतिव्यापन करके I₂ बना लेता है और EI₅ अवस्था में नही रह पाता है।

धातुओं के प्रति क्रियाशीलता

नाइट्रोजन – परिवार के तत्त्व धातुओं से क्रिया करके -3 ऑक्सीकरण अंक वाले यौगिक बनाते है।

उदाहरण  – Li₃N , Mg₃N₂ , Ca₃P₂

वर्ग 15 के तत्त्व