• arsen, antimon, bismut
  • nachází se ve skupině V.A
  • konfigurace valenční sféry je $ns^2np^3$

Zisk a výskyt dalších pentelů

  • v zemské kůře jsou poměrně vzácné
  • nejčastěji se vyskytují ve sloučeninách s chalkogeny
  • všechny prvky jsou už dávno známé a dlouho používané

Vlastnosti dalších pentelů

  • kovový charakter stoupá s protonovým číslem
  • kovové modifikace jednotlivých prvků mají vrstevnaou strukturu s kovalentními vazbami ve vrstvách a kovové vazby mezi vrstvami

Arsen

  • vyskytuje se v několika modifikacích
    • nejstabilnější je šedý arsen
  • je to kovově šedá, ocelově lesklá, křehká, krystalická látka
  • má vrstevnatou strukturu
  • je silně toxický
  • má vysoký bod tání
  • na vzduchu je nestálý a podléhá samovolné oxidaci

Antimon

  • má šest modifikací
    • nestabilnější je šedy antimon
  • je to látka podobná arsenu
  • má také vrstevnatou strukturu
  • je značně toxický

Bismut

  • je to křehký, bílý kov s lehkým nádechem do červena
  • svojí strukturou se podobá šedému arsenu
  • jeho krystaly mají velmi charakteristické zbarvení

Vazebné možnosti dalších pentelů

  • často se stabilizují na elektronovou osmnáctku nebo dvacítku
    • čím je kov těžší, tím snadněji si zachová inertní elektronový pár
  • jsou u nich reálné oxidační stavy $III$ a $V$
  • koordinace v jednoduších molekulách je tetraedrická v oxidačním stavu $III$
    • pokud je atom $M^{III}$ koordinován jen třemi vazebnými partnery, vzniká pyramidální struktura
      • jedna z tetraedrických poloh je zaplněna volným elektronovým párem
      • někdy je $\sigma$-vazba doprovázena slabou interakcí $\pi$
        • je vyvolaná překryvem orbitalů $nd$ středového atomu s obsazenými nevyzebnými orbitaly na koordinačnách atomech
        • stejné uspořádání vazeb lze předpokládat v oligo- a polymerních strukturách složených z tetraedrických jednotek
    • v komplexních sloučeninách mají nehčastěji koordinační číslo 4
  • koordiance ve sloučeninách s oxidačním číslem $V$ je trigonálně bipyramidální
    • do vazeb se zapojují orbitaly $d$
    • jiná situace nastává s koordinačním číslem 4
      • čtveřice $\sigma$-vazeb je doprovázena delokalizovanou $\pi$ interakcí s nevazebnými elektronovými páry ligandů
      • příkladem je anion arseničnanový $AsO_4^{3-}$
  • typické jsou vazby kov-kov a poměrně silné vazby kov-uhlík
    • vzniká tak mnoho organokovových sloučenin
      • mají různé řetězce, v nichž se atomy kovů střídají s jinými prvky a mimoto jsou přítomny vazby kov-kov
    • kovy mají v takových sloučeninách formálně oxidační stavy, které se vymykají pravidlům
      • většinou se jedná o stav $II$
      • je to třeba ve sloučeninách $As_4S_4$ nebo $As_4S_3$
  • s některými vysoce elektropozitivními prvky tvoří sloučeniny v záporném oxidačním stavu $-III$

Reakce dalších pentelů

  • jsou to relativně ušlechtilé prvky
  • jsou odolné vůči působení zředěných kyselin, zásad i vodě
    • v roztocích alkalických hydroxidů se za přítomnosti vhodných oxidovadel rozpouštějí
      • $2\ As+5\ NaClO+6\ NaOH\longrightarrow{5\ NaCl+2\ Na_3AsO_4+3\ H_2O}$
  • v oxidujících kyselinách se za horka rozpouštějí
    • $3\ As+5\ HNO_3+2\ H_2O\longrightarrow{3\ H_3AsO_4+5\ NO}$
    • $2\ As+3\ H_2SO_4\longrightarrow{3\ H_3AsO_3+3\ SO_2}$
    • $3x\ Sb+4x\ HNO_3\longrightarrow{3\ (SbO_2)_x+4x\ NO+2x\ H_2O}$
    • $2\ Sb+6\ H_2SO_4\longrightarrow{Sb_2(SO_4)_3+3\ SO_2+6\ H_2O}$
    • $Bi+4\ HNO_3\longrightarrow{Bi(NO_3)_3+NO+2\ H_2O}$
    • $2\ Bi+6\ H_2SO_4\longrightarrow{Bi_2(SO_4)_3+3\ SO_2+6\ H_2O}$
  • s kyslíkem reagují za vzniku oxidů typu $M_4O_6$
    • mají tedy dimerní strukturu
      • u bismutu to není příliš typické
        • tvoří oxid bismutitý $Bi_2O_3$
  • se sírou poskytují sulfidy typu $M_2S_3$
  • s halogeny poskytují halogenidy typu $MX_3$

Sloučeniny dalších pentelů

  • dusičnan-oxid bismutitý $BiNO_3(O)$
    • používá se v kožním lěkařství
    • je součástí Nylanderova činidla
      • používá se k důkazu glukózy k moči

Hydridy $MH_3$

  • stabilita klesá s rosoucím protonovým číslem
  • arsan $AsH_3$
    • připravuje se rozkladem arsenidů vodou nebo zředěnými kyselinami
    • není termicky stabilní a při zahřívání se rozpadá
      • Marshova zkouška
        • slouží k důkazu arsenu
        • sloučeniny arsenu se redukují nascentním vodíkem
          • je to vodík, který má nejasný molekulový vzorec
            • teorie říká, že jsou to nemolekulové vodíky, které vznikají okamžitě po uvolnění ze soustavy, před tím, než se dokážou vázat do dvouatomových molekul $H_2$
              • značí se $H_{\text{nasc.}}$
        • uvolňuje se arsan
    • je to silné redukční činidlo
    • je prudce jedovatý
  • stiban $SbH_3$ a bismutan $BiH_3$ mají vlastnosti podobné

Halogenidy $MX_3$ a $MX_5$

  • vzniají přímou syntézou
  • halogenidy $MX_3$ arsenu a antimonu snadno hydrolizují ve vodě
    • $BiX_3$ halogenidy jsou proti hydrolýze odolnější
      • má iontový charakter
    • v $AsX_3$ a $SbX_3$ pozorujeme kovlanetní vazbu
      • mají v pevném stavu vrstevnatou strukturu
      • v plyném stavu mají molekuly tvar trigonální pyramidy
      • ve vodě hydrolyzují takto:
        • $MX_3+2\ H_2O\longrightarrow{2\ HX+AsOX+H_2O}\longrightarrow{3\ HX+H_3AsO_3}$
  • halogenidy $MX_5$ byli pozorovány jen ve formě fluoridů
    • jsou velmi reaktivní
    • fluorid bismitičný $BiF_5$ reaguje s vodou explozivně
    • fluorid antimoničný $SbF_5$ se používá k fluorování organický látek

Oxidy $M_2O_3$, $M_4O_6$ a $M_2O_5$

  • oxid arsenitý $As_4O_6$ a antimonitý $Sb_4O_6$
    • vznikají hořením na vzduchu
    • základem jejich struktury je tetraedr atomů prvků, které jsou spojeny kyslíkovými můstky
    • jsou to nejstarší známe jedy
  • oxid bismutitý $Bi_2O_3$
    • připravuje se termickým rozkladem dusičnanů
    • nemá kyselé vlastnosti
    • používá se ve sklářství k výrobě optických skel s velkým indexem lomu
  • oxid arseničný $As_2O_5$
    • s vodou reaguje za vzniku kyseliny arseničné
  • oxid antimoničný $Sb_2O_5$ je ve vodě nerozpustný a oxid busmutičný $Bi_2O_5$ nebyl v čisté formě dosud připraven

Sulfidy

  • sulfid antimoničný $Sb_2S_5$
    • používá se k vulkanizaci kaučuku
  • sulfid antimonitý $Sb_2S_3$
    • používá se ve sklářství a na výrobu zápalek

Kyseliny

  • kyselina (trihydrogen)arsenitá $H_3AsO_3$
    • existuje pouze ve vodných roztocích
    • je to velmi slabá kyselina
    • její alkalické soli jsou rozpustné ve vodě
  • kyselina (trihydrogen)arseničná $H_3AsO_4$
    • podobá se kyselině fosforečné
    • její soli také
    • používá se k deratizaci
  • kyselina antimonitá
    • není příliš známa a je špatně definována
    • její soli obdobně

Insekticidy

  • arsenitan vápenatý $CaAsO_2$
  • arsenitan trisodný $Na_3AsO_3$
  • svinibrodská zeleň $3Cu(AsO_2)_2\cdot{Cu(CH_3COO)_2}$
  • diarseničnan-dihydroxid vápenatý $Ca_3(AsO_4)\cdot{Ca(OH)_2}$
  • arseničnan trisodný $Na_3AsO_4$
  • arseničnan olovnatý $Pb_3(AsO_4)_2$