FAMÍLIA 15 – ANTIGA 5A

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James Webb revela a visão infravermelha mais profunda do universo em nova  imagem - Olhar Digital
Imagem do telescópio James Webb mostrando as profundezas da Galáxia ( NASA) As estrelas são formadas por poeira e gás hidrogênio.

FAMÍLIA 15 OU 5A FAMÍLIA DO NITROGÊNIO

Família do nitrogênio, grupo 15 ou família V A é o nome dado à décima quinta coluna vertical da tabela periódica (composta por dezoito colunas verticais), onde estão localizados os seguintes elementos químicos:

  • Nitrogênio (sigla N e número atômico 7);
  • Fósforo (sigla P e número atômico 15);
  • Arsênio (sigla As e número atômico 33);
  • Antimônio (sigla Sb e número atômico 51);
  • Bismuto (sigla Bi e número atômico 83);
  • Moscóvio (sigla Mc e número atômico 115).

CARACTERÍSTICAS

Os elementos químicos da Família do Nitrogênio apresentam configuração eletrônica com cinco elétrons na camada de valência. Todos os elementos desse grupo apresentam cinco elétrons na camada mais externa e o estado de oxidação máxima é +5, quando utilizam todos os elétrons para fazer ligações. Por isso sua energia de ionização é alta, ou seja, é necessária muita energia par retirar 5 elétrons.

NITROGÊNIO

Venda de nitrogênio gasoso
Gás nitrogênio- imagem: Estúdio gás

CARACTERÍSTICAS

nitrogênio, também conhecido como azoto é um elemento de extrema importância para o planeta Terra, ele se encontra no grupo 15 da tabela periódica e é um elemento não-metálico. Ele representa 78% da atmosfera terrestre em volume. Possui número atômico 7, número de massa 14,01, encontra-se no segundo período da tabela periódica e isso se dá devido a ele ser composto por duas camadas apenas. Sua distribuição eletrônica é a seguinte:

1s2 2s2 2p3

Podemos perceber que ele apresenta 2 elétrons na primeira camada e 5 elétrons na segunda (mais externa) e, portanto, seu raio atômico é pequeno. Seu nome deriva do grego “nitrogenium” ou ainda, como era chamado por muitos de “azote” que significa na língua grega “sem vida” devido à sua inércia. Foi estudado primeiramente por Daniel Rutherford e posteriormente identificado por William Scheele.

É um gás inerte, incolor, inodoro, insípido, possui alta eletronegatividade e é gasoso nas CNTP( condições normais de pressão = 1 atm e temperatura = 0°C )

Normalmente, o nitrogênio é encontrado em forma de gás na atmosfera, representando cerca de 78,08% do volume do ar.  
O corpo humano é formado de proteínas, macromoléculas compostas por 16% de nitrogênio. Os ácidos nucléicos (DNA e RNA), responsáveis pelo armazenamento, transmissão e tradução dos carácteres hereditários, também são formados por tal elemento.
A maioria do seres vivos não consegue absorver diretamente o nitrogênio. Por esse motivo, ele e outros elementos químicos executam ciclos biogeoquímicos, ou seja, atuam em um percurso que envolve todo o meio ambiente (componentes bióticos e abióticos) afim de reciclar substâncias e redistribuí-las. 

• Não metal;• Gás incolor, inodoro e insípido;• Pouco inflamável;• Baixa densidade; • Alta eletronegatividade; • Camada de valência com cinco elétrons;• Ponto de fusão (PF) em -210 °C;•ponto de ebulição (PE) em -195,8 °C.

USOS

Pelo descrito acima, o nitrogênio tem grande importância nos processos bioquímicos. Vamos ver como isso funciona:

• Utilizado na indústria química como diluente de gases reagentes e para aumentar o rendimento de algumas reações;

• Em estado líquido, o nitrogênio é utilizado no congelamento de produtos alimentícios e armazenamento de células reprodutivas; 

• Componente de substâncias orgânicas explosivas como o trinitrotolueno e a nitroglicerina;

• Utilizado como combustível para foguetes; 

• Utilizado para inflar pneus de alto desempenho;

• Utilizado na fabricação de componentes eletrônicos e de aço inoxidável.

Apesar de sua grande quantidade na atmosfera, ele é relativamente escasso na crosta terrestre, um total de 19 gramas para 1 tonelada. Como ele não é reativo e praticamente inerte, suas aplicações, como vistas acima são muitas. Além dessas, devemos considerar a chuva ácida .Explicando de uma maneira bem simples: o gás nitrogênio, da atmosfera, reage como o oxigênio, formando nitratos e nitritos. Mas essas reações necessitam de grande quantidade de energia- que vem das descargas elétricas da atmosfera ( relâmpagos). Uma vez formados esses produtos, eles se combinam com a água da chuva, formando ácido nítrico e ácido nitroso, o que caracteriza uma forma de chuva ácida.

Outra função importante do nitrogênio é na formação de moléculas essenciais para a vida.

Para isso, plantas como o feijão, e os organismos marinhos, como as algas, e um grande número de bactérias possuem enzimas que são capazes de induzir o gás nitrogênio do ar a reagir, “fixando-se” na forma de amônia (NH3) ou íons amônio (NH4+) por meio de redução. Esse processo de redução catalisada por enzimas feito pelas bactérias, que é conhecido como fixação biológica de nitrogênio, representa 90% de toda a fixação de origem natural.

FÓSFORO

Fósforo - Elemento Químico Fósforo - Química - InfoEscola
Fósforo – imagem: Infoescola

CARACTERÍSTICAS

Ele caracteriza-se por ser um metal e pertence ao mesmo grupo do nitrogênio na tabela periódica.

Ele não é encontrado isolado na natureza pelo fato de ser bastante reativo, estando presente no mineral apatita. Em sua forma pura consiste em uma substância semi transparente, de consistência mole, semelhante a uma cera e que brilha no escuro.

É um elemento que sofre oxidação espontânea em contato com o ar atmosférico.

O fósforo apresenta dez variedades alotrópicas, sendo as mais importantes o fosforo branco, vermelho e negro.

Fósforo – Wikipédia, a enciclopédia livre
Fósforo branco e fósforo vermelho – imagem : Wikipédia

Configuração eletrônica :

Fósforo (P)151s2  2s2  2p6  3s3p3 período 3° – família 15 ou 5 – 5 elétrons na camada de valência

Número atômico: 15
Peso atômico (massa atômica relativa): 30,973761998(5)
Ponto de fusão (fósforo branco): 317,3 K (44,15 °C)
Ponto de ebulição: 553,6 K (280,5 °C)

UM VÍDEO INTERESSANTE SOBRE A REATIVIDADE DO FÓSFORO

USOS

O fósforo é o 11º elemento mais abundante da crosta terrestre, por conta dos minerais fosfatados, como a apatita, a wavelita, a vivianita e a fosforita (ou rocha fosfatada), sendo esta última a de maior interesse comercial.

Por meio dos minérios fosfatados, é possível produzir o superfosfato e muitos outros adubos e fertilizantes fosfatados, amplamente utilizados na agricultura. Vale lembrar que, em conjunto com o potássio e o nitrogênio, o fósforo é um macronutriente para as plantas, ou seja, elemento que a planta precisa em grande quantidade para seu pleno desenvolvimento, auxiliando na formação de flores e frutos saudáveis.

Na forma de seu principal ácido, o ácido fosfórico (H3PO4) é utilizado como acidulantes em bebidas refrigerantes. Os acidulantes regulam a doçura do açúcar (excessivo nessas bebidas), realçam o paladar e mantêm o pH da bebida baixo (entre 2,7 e 3,5), o que não permite a proliferação de microrganismos. O ácido fosfórico é rotulado comercialmente como INS 338, e, apesar de quimicamente ser considerado um ácido fraco, é o de maior acidez entre todos os utilizados em bebidas, principalmente nos refrigerantes de cola.

Alguns fosfatos sintéticos também são utilizados na fabricação de detergentes e outros produtos de limpeza, pois são bons emulsionantes de gordura e graxa.

Cerca de 70% do fósforo absorvido pelo nosso organismo são destinados aos ossos, enquanto o restante é usado para metabolizar açúcares e gorduras. Na infância, a deficiência de fósforo leva a uma má dentição e causa também raquitismo (doença que deixa os ossos fracos e envergados). Em adultos, a deficiência de fósforo pode levar à osteoporose, doença que causa perda progressiva de massa óssea, deixando os ossos enfraquecidos e predispostos a fraturas.

E os palitos de fósforo, tem fósforo mesmo?

Primeiro forma feitos de fósforo branco, o que gerou uma grande confusão e explosões. Depois foram feitos de fósforo vermelho. Para aumentar a segurança, o fósforo vermelho está na lateral da caixa, e não no palito!!!!

ARSÊNIO

Elemento Químico – Arsênio (As) | TABELA PERIÓDICA COMPLETA
Arsênio – imagem: Tabela Periódica completa

CARACTERÍSTICAS

arsênio, de símbolo químico As, era classificado anteriormente como um semimetal na tabela periódica, hoje em dia devido a essa divisão ter caído em desuso ele é considerado um metal. Pertencente ao grupo 15, o grupo do nitrogênio ele possui número atômico e número de massa 33 e 74,92 respectivamente. 

Sua distribuição eletrônica em subníveis :

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3 4° período, família 15 ou 5 . Tem cinco elétrons na camada de valência.

Este elemento possui coloração cinza metálica, é encontrado sólido na temperatura ambiente, é cristalino e quebradiço. É um elemento pouco abundante na crosta terrestre e pode ser encontrado em três formas alotrópicas principalmente, são elas: cinza-metálico, amarelo e preto. O arsênio metálico é a forma mais estável; o arsênio amarelo é obtido através do resfriamento do vapor de arsênio e é fosforescente; e por fim o arsênio preto se obtém da decomposição térmica da arsina ou do resfriamento do vapor do arsênio só que de forma lenta.

O elemento arsênio é considerado um metal pesado. E o que isso significa?

Um metal pesado se trata de um elemento metálico que possui um número atômico que seja acima de 22. Mas o conceito mais popular para metais pesados é que esses são metais que geram danos ao meio ambiente quando são postos em contato com ele em seu descarte. E como o arsênio é um elemento químico com elevada propriedade de contaminação, logo, ele é classificado também como um metal pesado.

USOS

O arsênio já esteve em uso na indústria farmacêutica, sendo utilizado no tratamento de algumas doenças como foi o caso da sífilis. Ainda, houve mais interesse desse para o tratamento do câncer, com o uso do trióxido de arsênio, o qual tem sido usado para tratar aqueles com leucemia.

Esse é um elemento também utilizado para se conservar a madeira e também o couro. Sendo esse um dos principais usos para ele.

Mas atualmente ele é ainda destinado para o uso na composição de venenos, para o endurecimento e modelagem de balas e balas de canhão e balas, também se faz uso dele para eliminar certas pragas e insetos que estejam gerando danos para as culturas agrícolas e, ainda, ele é aplicado em gás lacrimogêneo, na indústria de vidro e outros.

Conta-se que se a quantidade desse metal pesado que é ingerida no corpo por meios naturais não for alta, os danos do arsênio não serão alarmantes. No entanto, não se pode descartar o fato de que muitos casos de câncer pelo mundo são resultantes da exposição a esse elemento químico.

Arsênio em alimentos

Mesmo que esse elemento químico seja visto como algo nocivo, a sua carência pode ser prejudicial para a saúde. Posto isso, há alimentos que possuem quantidades moderadas de arsênio, especialmente contendo o chamado arsenobetaína, que é uma forma desse com menos toxicidade.

Dentre os alimentos que possuem arsênio destacam-se os frutos do mar e os peixes, contendo quantidades mais baixas. Além disso, vegetais e cerais também possuem uma certa quantidade desse elemento.

Mas é importante dizer que há o composto orgânico do arsênio, que é o com menos toxicidade do que o composto inorgânico. E é esse primeiro que os peixes e os crustáceos possuem essa que é a forma com menor perigo  para o organismo do ser humano. Mas ainda assim esses dois podem gerar danos que podem ser problemas nas células e mesmo levar uma pessoa à óbito. ( https://conceito.de/arsenio)

Toxicologia do arsênio: conheça os usos, aplicações e efeitos nas pessoas
Arsênio – danos e usos imagem: Chemical Risk

ANTIMÔNIO

Antimônio (Sb): obtenção, aplicações, história - Brasil Escola
Antimônio encontrado na estibinita – imagem: Brasil Escola UOL

CARACTERÍSTICAS

O antimônio, símbolo Sb, é um metal do Grupo 15 da Tabela Periódica, o grupo do nitrogênio. Até pouco tempo, era comum ver o antimônio classificado como um semimetal, contudo, tal terminologia está em desuso. Sua forma metálica apresenta uma coloração prateada, com brilho característico, mas com um aspecto escamoso, além de ser bastante quebradiço.

Existem apenas dois isótopos naturais do antimônio: 121Sb e 123Sb. Porém, são conhecidos 45 isótopos radioativos. É importante ressaltar além disso que o antimônio não é um bom condutor de calor e eletricidade.

O antimônio é um elemento raro na crosta terrestre, com concentração estimada em 0,2 ppm (parte por milhão, mg.kg-1). Apesar de não ser abundante, está presente em mais de 100 espécies minerais, sendo mais frequentemente encontrando na forma do sulfeto Sb2S3, conhecido como estibina (ou estibinita).

Esse elemento dificilmente é encontrado na forma pura, uma vez que possui grande afinidade por enxofre e alguns metais, como cobre, chumbo e prata. Por isso, é mais fácil encontrá-lo na forma de óxidos, sulfatos, sulfetos, antimonetos e antimoniatos.

  • Símbolo: Sb.
  • Número atômico: 51.
  • Massa atômica: 121,760 u.m.a.
  • Eletronegatividade: 2,05.
  • Ponto de fusão: 630,63 °C.
  • Ponto de ebulição: 1587 °C.
  • Densidade: 6,68 g.cm-3 (20 °C).
  • configuração eletrônica:  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p3. —5º período, família 15 ou 5 – tem cinco elétrons na camada de valência.

USOS

Ao longo da história, o antimônio teve usos importantes. Os antigos egípcios e os primeiros hindus utilizavam a estibina para produção de maquiagem preta para os olhos há cerca de 5000 anos. Além disso, alquimistas acreditavam que o antimônio seria capaz de converter o chumbo em ouro.

Atualmente, contudo, o antimônio tem seu principal uso na confecção de baterias chumbo-ácido, muito utilizadas em automóveis. O teor de antimônio em ligas com chumbo varia de 4 a 6% em massa. O Sb tem boa resistência à corrosão, assim protegendo os terminais da bateria.

O antimônio também está presente em retardantes de chamas, sob a forma de Sb2O3, em plásticos, papéis, adesivos, tintas e selantes. Durante a Segunda Guerra Mundial, SbCl3 era aplicado em tendas e veículos norte-americanos, pois, em caso de incêncio, o antimônio e o cloro se recombinariam para formar compostos estáveis que retirariam o oxigênio do ar. Também se aplica o antimônio na indústria de cerâmicas e de vidros.

Já o antimônio de alta pureza (99,999% ou mais) é utilizado na indústria dos semicondutores em placas, conhecidas como wafers de silício, para a produção de detectores de infravermelho, além de outros dispositivos.

BISMUTO

Meio Ambiente: Bismuto - (Bi)
Bismuto – imagem: Meio Ambiente

CARACTERÍSTICAS

O bismuto é um elemento químico com símbolo Bi, número atômico 83, massa atômica 208,9 u. Ele pertence ao grupo 15 e família 5A.

Na natureza, o bismuto é pouco frequente, o que eleva o seu valor de mercado. Ele apresenta diversos tipos de utilidades nas indústrias e até para a saúde humana.

O bismuto forma derivados que não são tão solúveis quando comparado aos sais derivados de chumbo, por exemplo. Portanto, sua toxicidade é relativamente baixa, mesmo que a exposição prolongada pode causar envenenamento. Veja algumas características e propriedades importantes desse elemento:

  • É um metal branco que, em determinadas condições, reage superficialmente com o oxigênio e forma uma camada fina e iridescente de óxido;
  • Sua estrutura cristalina é em formato de degraus que se formam numa espiral;
  • Reage com praticamente todos os ácidos, se dissolvendo. Além disso, a reação com o oxigênio forma óxido de bismuto (Bi2O3);
  • É facilmente derretido, visto que seu ponto de fusão é considerado baixo para os metais, sendo de 271 °C, enquanto seu ponto de ebulição é de 1564 °C;
  • Assim como a água, sua forma sólida é menos densa do que quando se encontra no estado líquido, visto que ρ 9,78 g/cm3 (sólido) e 10,05 g/cm3 (líquido);
  • É um metal diamagnético, ou seja, quando próximo de um ímã, ele tende a ser repelido, ao invés de atraído.

Como observado, o bismuto possui características que o distingue dos outros metais. A principal delas é seu ponto de fusão, que é bem baixo e a formação de estruturas cristalinas e coloridas

Configuração eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4 s2 3 d10 4 p6 5 s2 4 d10 5 p6 6 s2 5 d10 4 f14 6 p3. Está no 6° período, família 15 ou 5. Tem 5 elétrons na camada de valência.

USOS

A seguir, veja as principais aplicações do bismuto, tanto em sua forma metálica quanto na forma de compostos:

  • Cosméticos: os sais de bismuto não apresentam toxicidade, portanto podem ser empregados em maquiagens e pigmentos para cabelo, unhas ou pele. Um exemplo é o oxicloreto de bismuto (BiOCl), que garante uma coloração branca perolada, levemente iridescente, usado em sombras de olho e esmaltes;
  • Medicamentos: alguns remédios a base de bismuto são usados no combate de úlceras, diarreia, dores estomacais ou indigestão;
  • Ligas metálicas: é misturado a outros metais como ferro ou alumínio, para garantir características diferentes a eles, como pontos de fusão diferentes, por exemplo;
  • Substituto de chumbo: é menos denso que o chumbo, portanto pode ser usado como um substituto em aplicações onde o peso do produto é considerado, como na balística ou na produção de chumbadas de pesca (peso colocado para ajudar a afundar a isca).

Essas são algumas dos principais usos para esse elemento, porém ele também pode ser empregado em diversas outras áreas como no preparo de metais maleáveis na metalurgia, como catalisador na produção de fibras acrílicas ou em reatores nucleares.

MOSCÓVIO

Elemento 115: de Moscou para o mundo ou via nave extraterrestre? - TecMundo
imagem: TecMundo

CARACTERÍSTICAS

O moscóvio, número atômico 115, localizado no grupo 15 da Tabela Periódica, é um dos últimos elementos incluídos nela, em 2015, junto aos elementos 113, 117 e 118. Seu nome é uma referência à região de Moscou, capital russa.

O moscóvio, contudo, foi produzido inicialmente, em 2003, por meio do trabalho conjunto de cientistas russos e norte-americanos. Mesmo assim, quase 20 anos após sua síntese inicial, suas propriedades básicas ainda estão sendo determinadas. Desse modo, muito se especula e pouco se sabe sobre as suas propriedades.

Símbolo: Mc

Número atômico: 115

Massa atômica: 288 u.m.a (não oficializado pela Iupac)

Configuração eletrônica:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 4f14 5d10 6s2 6p6 5f14 6d10 7s2 7p3 7° período, família 15 ou 5 – deve ter 5 elétrons na camada de valência.

Isótopo mais estável: 288Mc (0,159 segundos de meia-vida)

O moscóvio é um elemento sintético, o que quer dizer que ele só pode ser produzido em laboratório. Isso é muito comum entre os elementos superpesados porque seu núcleo, com muitos prótons e nêutrons, não consegue se estabilizar, fazendo com que não seja possível encontrá-los na natureza.

Foram utilizados íons de 48Ca para que pudessem colidir com átomos de 243Am, produzindo, inicialmente, o isótopo 291Mc. Durante o processo, o núcleo foi aquecido a incríveis 4 x 1011 K, e então resfriado pela emissão muito rápida de três nêutrons e raios gama. Essa ação formou o isótopo 288Mc.

VÍDEO SOBRE A FORMAÇÃO DO MOSCÓVIO

USOS

Apesar de ser um isótopo estável e ser considerado o maior membro do grupo 15 (5A), até então, suas quantidades obtidas não foram suficientes para permitir experimentos químicos que confirmem sua posição como um pesado homólogo do bismuto.

Até o momento, cerca de 50 átomos de Mc foram sintetizados, de modo que 25 produtos de seu decaimento têm sido detectados. Quatro isótopos consecutivos são atualmente conhecidos, 287-290Mc, com 289Mc possuindo a meia-vida mais longa medida, de aproximadamente 200 milissegundos. Não há aplicações conhecidas sobre o elemento.

RESUMO

OQUIMIAJUDA: Família do Nitrogênio
O GRUPO É DO NITROGÊNIO!!!!

SUPERCURIOSIDADE:

A (bizarra) história alternativa

Dentro do universo de ufólogos, o elemento 115 há muito é conhecido graças a um físico americano, Robert Scott Lazar (ou simplesmente Bob Lazar), que revelou, em 1989, ter trabalhado nos dois anos anteriores em uma área chamada S-4, próximo à mítica, secreta e altamente controversa Área 51.

A Área 51, cujo nome oficial é Aeroporto Homey, código KXTA.A Área 51, cujo nome oficial é Aeroporto Homey, código KXTA.Fonte:  NASA Landsat/Reprodução 

Segundo ele, seu trabalho era estudar as naves alienígenas que haviam caído na Terra e, por meio de engenharia reversa, descobrir seu funcionamento. O elemento 115 seria o que faria essas espaçonaves voarem. “É impossível sintetizar um elemento tão pesado aqui na Terra.  A substância tem que vir de um lugar onde elementos superpesados poderiam ter sido produzidos naturalmente”, disse à época.

Lazar afirmou que havia nove espaçonaves alienígenas em um hangar da Área 51, todas com tecnologia de propulsão antigravidade, usando moscóvio no sistema de navegação. (Como o governo americano não desmente nem concorda com quem diz que trabalhou na Área 51, as afirmações de Lazar nunca foram totalmente refutadas).( https://www.tecmundo.com.br/ciencia/177520-elemento-115-moscou-mundo-via-nave-extraterrestre.htm)

pesquisa: escolaeducacao.com.br ; brasilescola.uol.com.br ; Wikipédia ; Tabela periodica.org ; manualdaquimica.com ; todamateria.com.br ; tecmundo.com; infoescola.com; todoestudo.com.br; guiaestudo.com.br .

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