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氮族元素

氮族元素是指元素週期表上第15族（ⅤA族）的元素，位於碳族元素和氧族元素之間。氮族元素包含氮（N）、磷（P）、砷（As）、銻（Sb）、鉍（Bi）、鏌（Mc），其中氮和磷為典型的非金屬元素，砷和銻為類金屬，鉍和鏌則為貧金屬。此外鏌為人造元素，具極高的放射性。在標準狀況下，除氮單質為氣體外，其他元素的單質均為固體。它們也可以被稱為 pnictogen （來自古希臘語 πνίγειν(pnígein) ，意指窒息、扼殺，+ -ct- + -o- + -gens，意指素）[1]

15族元素在週期表中的位置
氫（非金屬） 氦（惰性氣體）
鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（惰性氣體）
鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（惰性氣體）
鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（惰性氣體）
銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鎝（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（惰性氣體）
銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鎦（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砈（類金屬） 氡（惰性氣體）
鍅（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 錼（錒系元素） 鈽（錒系元素） 鋂（錒系元素） 鋦（錒系元素） 鉳（錒系元素） 鉲（錒系元素） 鑀（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為惰性氣體）
碳族 ←    → 氧族
IUPAC族編號 15
以元素命名 氮族元素
CAS族編號
（美國，pattern A-B-A）
 VA
舊IUPAC族編號
（歐洲，pattern A-B）
 VB
↓ 週期
2
Image: Nitrogen discharge tube
氮 (N)
7 非金屬
3
Image: Some allotropes of phosphorus
磷 (P)
15 非金屬
4
Image: Arsenic in metallic form
砷 (As)
33 類金屬
5
Image: Antimony crystals
銻 (Sb)
51 類金屬
6
Image: Bismuth crystals stripped of the oxide layer
鉍 (Bi)
83 貧金屬
7 鏌 (Mc)
115 貧金屬
圖例
原始核素（英語：primordial element）
放射性元素
原子序顏色：

固體、液體、氣體

本族元素在化合物中可以呈現-3、+3、+5等多種化合價，它們的原子最外層都有5個電子，離子的最高正價都是+5價。[2]

物理性質 編輯

 元素名稱 

元素符號

原子半徑（nm）

主要化合價

狀態(標況)

密度

熔點（℃）

沸點（℃）

氮 N 0.075 -3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6 氣體 1.251克/升 -209.9 -195.8
磷 P 0.110 -3，0，+3，+5 固體 1.82克/立方厘米（白磷），2.34克/立方厘米（紅磷） 44.1 280
砷 As 0.121 -3，0，+3，+5 固體 5.727克/立方厘米 817 613
銻 Sb 0.141 0，+3，+5 固體 6.684克/立方厘米 630.7 1750
鉍 Bi 0.152 0，+3，+5 固體 9.80克/立方厘米 271.3 1560
鏌 Mc 0.162(推測)[3] 0，+1，+3(推測)[4] 固體(推測)[4] 11克/立方厘米(推測)[4] 400(推測)[4] 1100(推測)[4]

化學性質 編輯

氮族元素的氣態氫化物化學式可用RH3表示，例如氨（NH3）、膦（PH3）、胂（AsH3）等。最高氧化物的化學式可用R2O5表示，其對應水化物為酸且酸性變化的趨勢為HNO3＞H3PO4＞H3AsO4。

氮族元素常見的化學反應方程式 編輯

N2+O2 = 2NO（大氣放電）

2NO+O2 = 2NO2

3NO2+H2O = 2HNO3+NO（大氣固氮）

N2+3H2=2NH3（高溫高壓、催化劑）

NH4Cl = NH3↑+HCl↑

NH3+HCl = NH4Cl

4NH3+5O2 = 4NO+6H2O（加熱、催化劑）

2NO+O2 = 2NO2

3NO2+H2O = 2HNO3+NO↑（製硝酸）

4HNO3 = 2H2O + 4NO2↑+O2↑

Cu+4HNO3（濃） = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O （其濃溶液與金屬反應以鎂、銅為分界線）

左方一族： 氮族元素
第15族 		右方一族：
碳族元素 氧族元素

參考文獻 編輯

  1. ^ W. B. Jensen, The Periodic Law and Table （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  2. ^ 也有列外，氮可以形成+6化合價的化合物：三氧化氮，但不穩定。
  3. ^ Chemical Data. Ununpentium - Uup （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, Royal Chemical Society
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (編). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 

參見 編輯

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