15, Stickstoffgruppe

Alte Bezeichnung: Stickstoff-Phosphor-Gruppe (Gruppe 5a)
Gemeinsame Elektronenkonfiguration: ns2 np3

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Allgemeines: Die Stickstoffgruppe beginnt mit einem Gas und endet mit einem Metall. Die Elemente der Stickstoffgruppe zeigen - wie die der benachbarten Gruppen - von oben nach unten zunehmenden Metallcharakter. Insgesamt betrachtet ist die Gruppe heterogen, jedoch sind sich Arsen, Antimon und Wismut untereinander recht ähnlich, wobei sich diese drei Elemente deutlicher von den beiden Startgliedern Phosphor und Stickstoff absetzen. Analog dem Trend innerhalb aller p-Block-Gruppen nimmt die Stabilität höherer Oxidationsstufen vom leichten zum schweren Homolgen hin stark ab, während umgekehrt die Oxidationsbeständigkeit von niederen Oxidationsstufen im gleichem Maße zunimmt.

Stickstoff bildet Bimoleküle mit sehr starken Dreifachbindungen aus, weswegen es - trotz seines starken Elektronegativität bei Raumtemperatur sehr reaktionsträge ist. Atomarer Stickstoff dagegen ist - ähnlich atomarem Sauerstoff - sehr reaktionsfreudig. Mit stark elektropositiven Metallen bildet er ionisch aufgebaute Salze mit Nitrid-Anionen (N3-), die in Wasser zu Ammoniak hydrolysieren. Mit weniger elektropositiven Metallen werden kovalente oder legierungsartige Verbindungen gebildet; mit Nichtmetallen leichtflüchtige oder hochpolymerisierte Molekülverbindungen. Stickstoff zeigt genau wie Sauerstoff und Fluor ein höheres Bestreben (Affinität), sich mit Wasserstoff als mit Sauerstoff zu verbinden. So ist die Wasserstoff-Verbindung des Stickstoffs dank deutlich polaren Charakters höher siedend als die der schweren Homologen, und zudem durch Autoprotolyse auch - ähnlich Wasser - elektrisch etwas leitfähig und ein Lösemittel für Salze.

Phosphor kommt in verschiedenen Modifikationen vor, von denen die gelbe rein nichtmetallischen Charakter hat (P4-Moleküe, sehr reaktionsfreudig, elektrischer Isolator, leicht flüchtig, giftig), während die schwarze bereits einen Halbleiter darstellt (Schichtgitter, reaktionsträge, elektrische Leitfähigkeit steigt mit der Temperatur und/oder Verunreinigungen, hochschmelzend, ungiftig). Daneben existiert noch eine violette Form, der Hittorfsche Phosphor, welcher ebenfalls eher reaktionsträge und hochschmelzend ist. Phosphor zeigt im Ggs. zum Stickstoff, analog zu Arsen, Antimon und Wismut eine höhere Affinität zum Sauerstoff als zum Wasserstoff. Beim Phosphor hat die Oxidationsstufe +5 keinen oxidierenden Charakter, die Verbindungen mit Phosphor in der Oxidationsstufe +3 sind dagegen Reduktionsmittel.

Arsen kommt mineralisch wie der Phosphor, im Gegensatz zu Antimon und Wismut hauptsächlich anionisch vor, und ist im gediegenen Zustand ein sprödes, graues Halbmetall. Beim Arsen ist die Oxidationsstufe +3 stabil und wirkt nur noch stärkeren Oxidationsmitteln gegenüber reduzierend (z.B. gegenüber Chlorgas). Umgekehrt sind die Arsen(V)-Verbindungen bereits starke Oxidationsmittel, durch den d-Elektronen-Einschub in der Schale sogar stärkere Oxidationsmittel als die entsprechenden Antimonverbindungen (analoges siehe auch in der Reihe Schwefel - Selen - Tellur, wo auch das mittlere Glied in der höchsten Oxidationsstufe stärker oxidierend wirkt, als das jeweils eine Position unter oder über ihm stehende).

Antimon ist ähnlich spröde wie Arsen, jedoch bereits ein echter metallischer Leiter. Die Sb(III)-Nichtmetall-Verbindungen haben schon recht salzartigen Charakter, während analoge Arsen(III)-Verbindungen noch eher kovalent aufgebaut sind. So existieren bereits Sb(III)-Kationen in Wasser, wenngleich diese zu SbO+ hydrolysiert werden, und infolge dessen Sb(III)-Verbindungen stark sauer reagieren.

Wismut ist ein duktiles, elektrisch gut leitendes Metall mit niedrigem Schmelzpunkt. Bei ihm ist nun die Oxidationsstufe +3 nur noch gegenüber stärksten Oxidationsmitteln (Fluor!) ein Reduktionsmittel, wohingegen umgekehrt die Bi(V)-Verbindungen selber sehr starke Oxidationsmittel darstellen. Vom Wismut sind echte Salze darstellbar, auch mit komplex aufgebauten Anionen.