Элемент периода 3 - Period 3 element

А период 3 элемент один из химические элементы в третьем ряду (или период ) из периодическая таблица химических элементов. Периодическая таблица выстроена в ряды, чтобы проиллюстрировать повторяющиеся (периодические) тенденции в химическом поведении элементов по мере увеличения их атомного номера: новая строка начинается, когда периодическая таблица пропускает строку и химическое поведение начинает повторяться, что означает, что элементы с похожим поведением попадают в одни и те же вертикальные столбцы. Третий период содержит восемь элементов: натрий, магний, алюминий, кремний, фосфор, серу, хлор и аргон. Первые два, натрий и магний, входят в состав s-блок периодической таблицы Менделеева, а остальные являются членами p-блок. Все элементы периода 3 встречаются в природе и имеют по крайней мере один стабильный изотоп.^[1]

Атомная структура

В квантово-механический описание атомная структура, этот период соответствует накоплению электронов в в третьих (п = 3) ракушка, более конкретно заполняя его подоболочки 3s и 3p. Есть 3D подоболочка, но - в соответствии с Принцип Ауфбау - не заполняется до период 4. Это делает все восемь элементов аналогами период 2 элемента в такой же точной последовательности. В Правило октета обычно применяется к периоду 3 так же, как и к элементам периода 2, потому что подоболочка 3d обычно не действует.

Элементы

Химический элемент			Химическая серия	Электронная конфигурация
11	Na	Натрий	Щелочной металл	[Ne] 3 с1
12	Mg	Магний	Щелочноземельный металл	[Ne] 3 с2
13	Al	Алюминий	Другой металл[2][а]	[Ne] 3 с2 3p1
14	Si	Кремний	Металлоид	[Ne] 3 с2 3p2
15	п	Фосфор	Прочие неметаллы	[Ne] 3 с2 3p3
16	S	Сера	Прочие неметаллы	[Ne] 3 с2 3p4
17	Cl	Хлор	Галоген	[Ne] 3 с2 3p5
18	Ar	Аргон	благородный газ	[Ne] 3 с2 3p6

Натрий

Натрий (символ Na) - мягкий серебристо-белый металл с высокой реакционной способностью, входящий в состав щелочных металлов; его единственная стабильная изотоп является ²³Na. Это обильный элемент, который присутствует во многих минералах, таких как полевые шпаты, содалит и каменная соль. Многие соли натрия хорошо растворимы в воде и, таким образом, присутствуют в значительных количествах в водоемах Земли, наиболее часто в океанах, например хлорид натрия.

Полезны многие соединения натрия, такие как гидроксид натрия (щелок) для мыловарение и хлорид натрия для использования в качестве средства против обледенения и питательного вещества. Такой же ион также входит в состав многих минералов, таких как нитрат натрия.

Свободный металл, элементарный натрий, не встречается в природе, но должен быть получен из соединений натрия. Элементарный натрий был впервые выделен Хэмфри Дэви в 1807 г. электролиз из едкий натр.

Магний

Магний (символ Mg) является щелочноземельный металл и имеет общую степень окисления +2. Это восьмой по величине обильный элемент в земной коры^[4] и девятый из известных вселенная в целом.^[5][6] Магний является четвертым по распространенности элементом на Земле в целом (после железа, кислорода и кремния), составляя 13% массы планеты и значительную часть массы планеты. мантия. Его относительно много, потому что он легко накапливается в сверхновая звезда звезды путем последовательного присоединения трех ядер гелия к углероду (который, в свою очередь, состоит из трех ядер гелия). Из-за высокого содержания иона магния растворимость в воде это третий по распространенности элемент, растворенный в морская вода.^[7]

Свободный элемент (металл) не встречается на Земле в естественных условиях, так как он обладает высокой реакционной способностью (хотя после образования он покрывается тонким слоем оксида [см. пассивация ], что частично маскирует эту реактивность). Свободный металл горит характерным ярким белым светом, что делает его полезным ингредиентом для вспышек. В настоящее время металл в основном получают электролиз солей магния, полученных из рассол. В коммерческом отношении металл используется в основном в качестве легирование агент сделать алюминий -магниевые сплавы, иногда называемые "магналий "или" магний ". Поскольку магний менее плотен, чем алюминий, эти сплавы ценятся за их относительную легкость и прочность.

Ионы магния кислые на вкус, а в низких концентрациях способствуют приданию натуральной терпкости свежим минеральные воды.

Алюминий

Алюминий (символ Al) или алюминий (Американский английский ) - серебристо-белый член группа бора из химические элементы и p-блок из металла классифицируется некоторыми химиками как металл после перехода.^[2] При нормальных условиях он не растворяется в воде. Алюминий третий по распространенности элемент (после кислород и кремний ), а самый распространенный металл, в земной шар с корка. Он составляет около 8% от массы твердой поверхности Земли. Металлический алюминий слишком химически реакционноспособен, чтобы возникать изначально. Вместо этого он объединен в более чем 270 различных минералы.^[8] Главный руда алюминия боксит.

Алюминий отличается низким содержанием металла. плотность и за его способность сопротивляться коррозия из-за явления пассивация. Конструкционные элементы из алюминия и его сплавы жизненно важны для аэрокосмический промышленности и важны в других областях транспорт и конструкционные материалы. Наиболее полезными соединениями алюминия, по крайней мере, в расчете на массу, являются оксиды и сульфаты.

Кремний

Кремний (символ Si) это группа 14 металлоид. Менее реактивен, чем его химический аналог. углерод, неметалл прямо над ним в периодической таблице, но более реактивный, чем германий, металлоид прямо под ним в таблице. Споры о характере кремния начались с момента его открытия: кремний был впервые получен и охарактеризован в чистом виде в 1824 году и получил название кремний (от латинский: Silicis, кремни), с -ium окончание слова, указывающее на металл. Однако его окончательное название, предложенное в 1831 году, отражает более химически похожие элементы - углерод и бор.

Кремний - восьмой по популярности общий элемент во Вселенной по массе, но очень редко встречается как чистый свободный элемент в природе. Наиболее широко распространен в пыль, пески, планетоиды, и планеты как различные формы диоксид кремния (кремнезем) или силикаты. Более 90% земной коры состоит из силикатные минералы, делая кремний второй по распространенности элемент в земной коре (около 28% по массе) после кислород.^[9]

Большая часть кремния используется в коммерческих целях без разделения и, действительно, часто с небольшой обработкой соединений природой. К ним относятся прямое использование в промышленных зданиях глины, кремнезем песок и камень. Кремнезем используется в керамике кирпич. Силикат переходит в портландцемент за ступка и лепнина, и в сочетании с кварцевым песком и гравий, сделать конкретный. Силикаты тоже в побелке керамика такие как фарфор, а в традиционных кварц -основан натриево-известковое стекло. Более современные соединения кремния, такие как Карбид кремния формируют абразивные материалы и высокопрочную керамику. Кремний является основой широко распространенных синтетических полимеров на основе кремния, называемых силиконы.

Элементарный кремний также оказывает большое влияние на современную мировую экономику. Хотя большая часть свободного кремния используется в рафинировании стали, литье алюминия и тонкой химической промышленности (часто для производства белая сажа ), относительно небольшая часть кремния очень высокой степени очистки, которая используется в полупроводниковой электронике (<10%), возможно, даже более критична. Из-за широкого использования кремния в интегральные схемы, являющаяся основой большинства компьютеров, от нее зависит большая часть современных технологий.

Фосфор

Фосфор (символ п) это многовалентный неметалл из группа азота, фосфор как минерал почти всегда присутствует в максимально окисленном (пятивалентный ) состояние, как неорганическое фосфатные породы. Элементарный фосфор существует в двух основных формах:белый фосфор и красный фосфор - но из-за его высокой реакционной способности фосфор никогда не встречается на Земле как свободный элемент.

Первая форма элементарного фосфора, которая будет произведена (белый фосфор, 1669 г.), излучает слабое свечение при воздействии кислород - отсюда и его название из греческой мифологии, Φωσφόρος что означает "светоносец" (лат. Люцифер ), имея в виду "Утренняя звезда ", планета Венера. Хотя термин "фосфоресценция ", что означает свечение после освещения, происходит из этого свойства фосфора, свечение фосфора возникает в результате окисления белого (но не красного) фосфора и должно называться хемилюминесценция. Кроме того, это самый легкий элемент, позволяющий легко создавать стабильные исключения для Правило октета.

Подавляющее большинство соединений фосфора расходуется в качестве удобрений. Другие применения включают роль фосфорорганических соединений в моющие средства, пестициды и нервно-паралитические вещества, и совпадения.^[10]

Сера

Сера (символ S) является обильный многовалентный неметалл, один из халькогены. Под нормальные условия, атомы серы образуют циклические восьмиатомные молекулы с химической формулой S₈. Элементарная сера ярко-желтого цвета. кристаллический твердое вещество при комнатной температуре. Химически сера может реагировать как окислитель или Восстановитель. Окисляет больше всего металлы и несколько неметаллы, включая углерод, что приводит к его отрицательному заряду в большинстве сероорганические соединения, но уменьшает количество сильных окислителей, таких как кислород и фтор.

В природе серу можно найти как чистый элемент и как сульфид и сульфат минералы. Кристаллы элементарной серы обычно ищут коллекционеры минералов из-за их яркого цвета. многогранник формы. Сера была известна в древние времена, поскольку ее использовали в древняя Греция, Китай и Египет. Пары серы использовались как фумиганты, а серосодержащие лекарственные смеси - как бальзамы и противопаразитарные средства. Сера упоминается в Библия так как сера в английский, причем это название до сих пор используется в некоторых ненаучных терминах.^[11] Сера считалась достаточно важной, чтобы получать ее самостоятельно. алхимический символ. Это было необходимо, чтобы сделать лучшее качество черный порох Алхимики предположили, что ярко-желтый порошок обладает некоторыми свойствами золота, которое они стремились синтезировать из него. В 1777 г. Антуан Лавуазье помогли убедить научное сообщество, что сера является основным элементом, а не соединением.

Элементарную серу когда-то извлекали из соляные купола, где он иногда встречается почти в чистом виде, но этот метод устарел с конца 20 века. Сегодня почти вся элементарная сера производится как побочный продукт удаления серосодержащих загрязнений из натуральный газ и нефть. Коммерческое использование элемента в основном удобрения, из-за относительно высокой потребности растений в нем, а при производстве серная кислота, первичный промышленный химикат. Другие известные применения этого элемента находятся в совпадения, инсектициды и фунгициды. Многие соединения серы обладают запахом, а запах одорированного природного газа, запах скунса, грейпфрута и чеснока обусловлен соединениями серы. Сероводород производимые живыми организмами, придают характерный запах тухлым яйцам и другим биологическим процессам.

Хлор

Хлор (символ Cl) является вторым по весу галоген. Элемент образует двухатомные молекулы под стандартные условия, называется дихлор. Он имеет самый высокий электронное сродство и третий по величине электроотрицательность всех элементов; таким образом, хлор является сильным окислитель.

Наиболее распространенное соединение хлора - хлорид натрия (столовая соль ), известна с древних времен; однако около 1630 года бельгийский химик и врач Ян Баптист ван Гельмонт получил газообразный хлор. Синтез и характеристика элементарного хлора произошел в 1774 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле, который назвал его «воздух с дефлогистированной соляной кислотой», поскольку он думал, что синтезировал оксид, полученный из соляная кислота, потому что в то время считалось, что кислоты обязательно содержат кислород. Ряд химиков, в том числе Клод Бертолле, предположили, что «дефлогистированный воздух соляной кислоты» Шееле должен быть комбинацией кислорода и еще не открытого элемента, и Шееле назвал предполагаемый новый элемент в этом оксиде как муриатикум. Предположение, что этот недавно открытый газ был простым элементом, было сделано в 1809 году Жозефом Луи Гей-Люссаком и Луи-Жаком. Это было подтверждено в 1810 г. Сэр Хэмфри Дэви, который назвал его хлор, от греческого слова χλωρός (chlōros), что означает «зелено-желтый».

Хлор входит в состав многих других соединений. Это второй по распространенности галоген и 21-й по распространенности химический элемент в земной коре. Большая окислительная способность хлора привела к его отбеливание и дезинфицирующих средств, а также является важным реагентом в химической промышленности. В качестве обычного дезинфицирующего средства соединения хлора используются в бассейны держать их в чистоте и санитарный. в верхняя атмосфера, хлорсодержащие молекулы, такие как хлорфторуглероды были замешаны в истощение озонового слоя.

Аргон

Аргон (символ Ar) - третий элемент в группе 18, благородные газы. Аргон - третий по распространенности газ в Атмосфера Земли, на уровне 0,93%, что делает его более распространенным, чем углекислый газ. Почти весь этот аргон радиогенный аргон-40 полученный из распада калий-40 в земной коре. Во вселенной аргон-36 на сегодняшний день является наиболее распространенным изотопом аргона, который является предпочтительным изотопом аргона, производимым звездный нуклеосинтез.

Название «аргон» происходит от Греческий средний род ἀργόν, что означает «ленивый» или «бездействующий», поскольку элемент почти не вступает в химические реакции. Полный октет (восемь электронов) во внешней атомной оболочке делает аргон стабильным и устойчивым к связыванию с другими элементами. это тройная точка температура 83,8058K является определяющей фиксированной точкой в Международная температурная шкала 1990 г..

Аргон промышленно производится фракционная перегонка из жидкий воздух. Аргон в основном используется в качестве инертного защитного газа при сварке и других высокотемпературных промышленных процессах, где обычно нереактивные вещества становятся реактивными: например, в графитовых электрических печах используется атмосфера аргона, чтобы предотвратить горение графита. Газ аргон также используется в лампах накаливания и люминесцентном освещении, а также в газоразрядных трубках других типов. Аргон выделяет сине-зеленый газовый лазер.

Биологические роли

Натрий - это существенный элемент для всех животных и некоторых растений. У животных ионы натрия используются против калий ионы в накапливают заряды на клеточных мембранах, позволяя передавать нервные импульсы при рассеивании заряда; поэтому он классифицируется как диетический неорганический макроминерал.

Магний является одиннадцатым по массе элементом в человеческое тело; его ионы необходимы для всех живых клетки, где они играют важную роль в манипулировании важными биологическими полифосфат соединения, подобные АТФ, ДНК, и РНК. Сотни ферменты таким образом, для функционирования требуются ионы магния. Магний также является ионом металла в центре хлорофилл, и, таким образом, является обычной добавкой к удобрения.^[12] Соединения магния широко используются в медицине. слабительные, антациды (например, молоко магнезии ), а также в ряде ситуаций, когда стабилизация аномального нерв возбуждение и спазм кровеносных сосудов (например, для лечения эклампсия ).

Несмотря на широкое распространение в окружающей среде, соли алюминия не используются ни в одной из форм жизни. Благодаря своей распространенности, он хорошо переносится растениями и животными.^[13] Из-за их распространенности потенциальные полезные (или иные) биологические роли соединений алюминия вызывают постоянный интерес.

Кремний - важный элемент биологии, хотя животным, по-видимому, требуются лишь крошечные его следы.^[14] хотя различные морские губки нужен кремний, чтобы иметь структуру. Это гораздо более важно для метаболизма растений, особенно многих трав, и кремниевая кислота (разновидность кремнезема) составляет основу поразительного множества защитных оболочек микроскопических диатомеи.

Фосфор необходим для жизни. Как фосфат, он входит в состав ДНК, РНК, АТФ, а также фосфолипиды которые образуют все клеточные мембраны. Демонстрируя связь между фосфором и жизнью, элементарный фосфор исторически был впервые выделен из мочи человека, а костная зола была важным ранним источником фосфата. Фосфатные минералы - это окаменелости. Низкий уровень фосфатов является важным ограничением роста в некоторых водных системах. Сегодня наиболее важным коммерческим применением химикатов на основе фосфора является производство удобрения, чтобы заменить фосфор, который растения удаляют из почвы.

Сера является важным элементом для всего живого и широко используется в биохимических процессах. В метаболических реакциях соединения серы служат как топливом, так и респираторными (кислородозамещающими) материалами для простых организмов. Сера в органической форме присутствует в витаминах. биотин и тиамин, последний назван от греческого слова, обозначающего серу. Сера является важной частью многих ферментов и молекул антиоксидантов, таких как глутатион и тиоредоксин. Органически связанная сера является компонентом всех белков, так как аминокислоты цистеин и метионин. Дисульфид Связи в значительной степени ответственны за механическую прочность и нерастворимость белка кератин, найденные в коже, волосах и перьях, и этот элемент способствует их резкому запаху при сгорании.

Элементарный хлор чрезвычайно опасен и ядовит для всех форм жизни и используется в качестве легочный агент в химическая война; однако хлор необходим большинству форм жизни, включая человека, в виде хлористый ионы.

Аргон не играет биологической роли. Как и любой другой газ, кроме кислорода, аргон удушающий.

Таблица элементов

Примечания

Рекомендации