El nitrógeno exhibe todos los estados de oxidación a partir de -3 a +5, mientras que otros elementos del grupo 15 no pueden. ¿Por qué?

Los principales estados de oxidación para el grupo 15 son -3, +3 y +5. También podemos agregar 0 (sustancias elementales).

El estado de oxidación +4 es conocido por el fósforo en H4P2O6 (ácido hipofosfórico). Para As, Sb y Bi, se conoce AFAIK solo en radicales intermedios inestables. Probablemente la razón es la desestabilización de los enlaces elemento-elemento al descender del grupo. Y en NO2 hay un enlace de electrones impares que comprende los tres átomos, pero dichos enlaces son estables solo para átomos con electronegatividad cercana.

El estado de oxidación +2 se conoce en todos los elementos en compuestos que contienen enlaces elemento-elemento. Por ejemplo: N2F4, P2F4 (no muy estable), As4S4. Para Sb y Bi, tales compuestos también existen pero con sustituyentes orgánicos voluminosos para estabilizar los enlaces elemento-elemento. Para NO, vea NO2 arriba.

El estado de oxidación +1 también se conoce en especies de organoelementos unidos por elementos o radicales, por ejemplo, arsfenamina. Hay BiI con una red compleja, pero puede considerarse un compuesto de estado de oxidación mixto (0 y +2).

Los estados de oxidación -1 y -2 son conocidos en las fases Zintl, por ejemplo, Ca2P2, Ca2As2, Cs4Sb2 (con pares de átomos en los aniones); LiP, LiAs, CaSb2 (con cadenas de átomos en los aniones); (Ca (2 +)) 22 (Bi4 (4 -)) (Bi2 (4 -)) 4 (Bi (3 -)) 8.

uno tiene que considerar su tamaño. Es solo un 1s2 2s2 2p3 … por lo que puede asumir fácilmente cualquier hibridación … los elementos más recientes del grupo tienen un tamaño mucho mayor, y la diferencia de energía entre los orbitales ns y np correspondientes los hace bastante imposibles mostrar diferente oxidación no.

Los números de oxidación formal significan muy poco, ya que son útiles solo para equilibrar las reacciones redox y, a menudo, no tienen un significado físico real.

Las diferencias en el comportamiento entre el nitrógeno y sus hermanos más pesados ​​surgen básicamente de la dificultad para que el nitrógeno use d orbitales: el nitrógeno forma los enlaces p (griegos) (¿cómo se usan las letras griegas en Quora?) Con p orbitales y muy raramente con d orbitales , mientras que el fósforo y los demás hacen lo contrario.

Además, el nitrógeno no puede expandir su octeto, mientras que el fósforo y otros sí.