「第15族元素」の版間の差分

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第15族元素単体のうち、[[窒素]]のみが常温で気体であり、ほかは固体である。また窒素と[[リン]]の価電子は[[混成軌道]]を形成し、共有結合物質として振舞う。一方、第4周期の[[ヒ素]]より周期の大きい単体は、共有結合性と金属との性質を併せ持つ物性を示し「半金属」と呼ばれる。これらのヒ素、[[アンチモン]]、[[ビスマス]]は混成軌道を形成するよりは、2つの電子が占有したs軌道と、3つの1つずつ電子が存在するp軌道として振舞うので、酸化数は+3と+5が安定である。

 

第15族元素は半導体デバイスにおいて重要な役割を演じる。第14族元素の真性半導体に対して、第15族元素と第13族元素の化合物から形成される半導体を[[III-V族半導体]]と呼ぶ。III-V族半導体のバンドギャップは可視光領域に相当するため、[[発光ダイオード]]・[[半導体レーザー]]など光デバイスの素材として重要である。また、真性半導体に第14族元素を微量ドーピングすることで[[N型半導体]]を形成する。

 

第15族元素は一般式 MH₃ で示される水素化物を形成する。いずれの水素化物も三角錐状の構造をとるが、[[アンモニア]]のみが傾向よりも高い沸点を示し、[[水素結合]]を形成する性質を有する。

 

===水素化物の種類===

 

窒素とリンは多様な酸化状態を持つ酸化物を形成するが、窒素は酸化数が大きいほど自由エネルギーが大きく不安定であり、酸化数0の単体窒素が最も自由エネルギーが小さくて安定な為、窒素酸化物は酸化剤として利用されるものが多い。一方、リンの酸化物はいずれも単体リンよりも自由エネルギーが小さく、酸化数が大きいものほど自由エネルギーが小さくて安定である。それゆえリンの酸化物は酸化剤としては利用されない。

 

一方、ヒ素、アンチモン、ビスマスは酸化数+5に比べ+3が安定化しているので、いずれも一般式 M₂O₃ で表される酸化物が安定である。

 

第15族元素は一般式 MX₃ もしくは MX₅ で表されるハロゲン化物などを生成する。

 

 

==関連項目==

 

 

[[an:Grupo d'o nitrochén]]