Frage von offkitz, 64

Bildung von Ionen, Stickstoff und Antimon?

Hallo, ich benötige hilfe bei einer Übungsaufgabe zu einer Klausur. Die Frage lautet : " Stickstoff und Antimon stehen in der fünften Hauptgruppe. Warum bildet Stickstoff N^3- und Antimon Sb^3+?

Meine Vermutung war da Stickstoff ein Nichtmetall ist und Antimon ein Halbmetall.

Die Klausur handelt über das Orbitalmodell, aber solch eine Frage haben wir noch nie besprochen.

MfG

Antwort
von CarosPferd, 26

Sieh dir im Periodensystem an wo N steht. Das Ziel ist es ja edelgaskonfiguration zu erhalten. Diese Konfiguration erhält N wenn es drei Elektronen aufnimmt. Das kannst du gut abzählen, denn in der 8. Hauptgründe sind ja die Edelgase, zu dieser Konfiguration wollen wir ja. Deshalb ist es für N viel sinnvoller 3 e- aufzunehmen anstatt 5 abzugeben. Deshalb ist N dann 'glücklich' wenn es N^3- ist :) also alles noch normal bei N

In Richtung Bismut nimmt die Tendenz immer mehr ab solch eine Bindung einzugehen. Da die ionisierungsenergie nach unten hin abnimmt, somit wird die 'Wegnahme' einfacher. (Die Atomgröße nimmt zu, das zu entnehmende e- liegt zunehmend auf einer äußeren Schale). 

Schau dir nun zusätzlich die elektronenkonfiguration von Sb an. (In der 5. Hauptgruppe ist das p orbital immer nur halb besetzt) bei sb das 5p orbital. Dh 3+ kommt zustande wenn diese 3 Elektronen weggenommen werden. Da das einfacher ist als die Aufnahme aufgrund der ionisierungsenergie.

Also zum lösen dieser Aufgabe solltest du über die Orbitale, Ionisierungsenergie und edelgaskonfiguration Bescheid wissen.

Ich hoffe meine Erklärung ist einigermaßen verständlich ;) ich versuche dir noch ein Bild zur Veranschaulichung hinzuzufügen :)

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 15

Meine Vermutung war da Stickstoff ein Nichtmetall ist und Antimon ein Halbmetall.

Das ist im großen und ganzen auch die richtige Antwort.

Stickstoff ist ein Nichtmetall und kann daher gut in negativen Oxidationsstufen, z.B. −III im NH₃. Echte N³⁻-Ionen findet man allerdings kaum jemals, und positive Oxidationssstufen sind üblich, zum Beispiel HNO₃ und alles, was davon abgeleitet ist.

Antimon ist schon fast ein echtes Metall, und obwohl es ein SbH₃ gibt, findet man Sb fast nur in positiven Oxidationsstufen (+III und +V) (ein echtes Sb³⁺ gibt es zu­mindest in wäßriger Lösung aber nicht). Das liegt daran, daß schwer­ere Elemente geringe Ionisie­rungs­energien haben, deshalb sind sie metall­artig und bevorzugen positive Oxidations­stufen. Die höchstmögliche Oxidations­stufe ist +V und wird nicht oft erreicht, weil in den beiden höchsten Perioden der “inert pair effect” zuschlägt: Das 5s-Orbital (noch mehr das 6s beim Bismut) ist kleiner als die entsprechend p-Orbitale und macht daher weniger Chemie.

Diese Trends sieht man überall in den Hauptgruppen.

Antwort
von Thogepi, 20

Stell mal die verschiedenen Orbitale auf. Die Ionen wollen immer Edelgaskonfigurstion auf der äußersten schale, also...

Kommentar von offkitz ,

N = 1s^2 2s^2 2p^3; N3- = 1s^2 2s^2 2p^6
(Neon)(Edelgaskonfiguration) | Sb = [Kr] 4d^10 5s^2 5p^3; Sb3+ = [Kr] 4d^10 5s^2
was kann ich nun davon ableiten?

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