Chimie
inorganique
descriptive

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Devoir 2 : chimie inorganique descriptive

Correction du devoir 2 : Exercice 2 - Question g ...

2- Etude des familles d'éléments : le bloc p
g- Décrire les principales caractéristiques la famille de l'azote en précisant ce qui rapproche les éléments qui la composent et ce qui les éloigne.

g- La famille de l'azote est formée de non métaux (N et P), de métalloïdes (As et Sb) et de métaux (Bi) généralement trivalents.
Le plus important est l'azote qui représente 80% de l'air.
Les propriétés de cette famille seront donc différentes et N donne un gaz de structure covalent moléculaire alors que P et As donnent des solides qui présentent une structure covalente tétra-atomique (P₄ et As₄), Sb et Bi sont des solides métalliques.

Les éléments de la famille de l'azote possèdent cinq électrons de valence, ils peuvent donner des composés trivalents (N^-IIIH₃, P^+IIICl₃, N₂^+IIIO₃, ...) ou pentavalents (P^+VCl₅) et on peut associer un DO mais en principe, tous les dérivés sont covalents.
- D.O. +V ou +III : le caractère covalent est prédominant, car l'autre élément devrait avoir une électronégativité de 4 pour espérer avoir  une liaison ionique.
- D.O. -III : le caractère ionique est possible avec N seulement s’il est combiné avec des éléments de χ ≤ 1,40 (alcalins et alcalino-terreux).

Acido-basicité des oxydes
On peut prévoir une évolution progressive du caractère acide au caractère amphotère basique quand Z augmente (avec χ O^-II = 3,50).
Ce sont des oxydes covalents indifférents ou exclusivement acides.

Les oxydes d'azote et de phosphore :

- N₂O (DO +I) : protoxyde d'azote ou gaz hilarant (anesthésie).
- NO (DO +II) : monoxyde d'azote
- N₂O₃ (DO +III) : anhydride de l'acide nitreux HNO₂.
- NO₂ (DO +IV) : dioxyde d'azote = polluant automobile (pot catalytique).
- N₂O₅ (DO +V) : anhydride de l'acide nitrique HNO₃.

- P₄O₆ (DO +III) : anhydride de l'acide hypothétique phosphoreux H₃PO₃.
- P₄O₁₀ (DO +V) : anhydride de l'acide ortho-phosphorique H₃PO₄.

Les dérivés de l’hydrogène
On note que χH = χP donc les composés sont covalents.
Synthèse de l'ammoniac : N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃ (avec T = 550°C, P = 1000 atm, catalyseur -11 kcal/mol)
Synthèse de l'homologue phosphoré : ¼ P₄ + 3/2 H₂ → PH₃ (avec arc électrique +2,21 kcal/mole)

Métaux : N et P donnent des combinaisons chimiques avec les métaux qui sont des nitrures (ioniques Mg₃N₂ parfois covalents S₂N₂) ou  phosphures (ioniques Na₃P ou covalents), beaucoup de nitrures sont de type insertion.

As et Sb sont un deuxième couple de métalloïdes toxique pour le premier et proche d'un métal pour le second.

Bi est un métal et en aura les propriétés aussi sa chimie n'est pas comparable à celle de l'azote.