Elemento do período 3 - Period 3 element

Período 3 na tabela periódica
Hidrogênio Hélio
Lítio Berílio Boro Carbono Azoto Oxigênio Flúor Néon
Sódio Magnésio Alumínio Silício Fósforo Enxofre Cloro Argônio
Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio Cromo Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco Gálio Germânio Arsênico Selênio Bromo Krypton
Rubídio Estrôncio Ítrio Zircônio Nióbio Molibdênio Tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio Índio Lata Antimônio Telúrio Iodo Xenon
Césio Bário Lantânio Cério Praseodímio Neodímio Promécio Samário Europium Gadolínio Térbio Disprósio Holmium Erbium Túlio Itérbio Lutécio Háfnio Tântalo Tungstênio Rênio Ósmio Iridium Platina Ouro Mercúrio (elemento) Tálio Liderar Bismuto Polônio Astatine Radon
Francium Rádio Actínio Tório Protactínio Urânio Neptúnio Plutônio Americium Curium Berquélio Californium Einsteinium Fermium Mendelévio Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seabórgio Bohrium Hassium Meitnerium Darmstádio Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson

Um elemento de período 3 é um dos elementos químicos na terceira linha (ou período ) da tabela periódica dos elementos químicos . A tabela periódica é apresentada em linhas para ilustrar tendências recorrentes (periódicas) no comportamento químico dos elementos à medida que seu número atômico aumenta: uma nova linha é iniciada quando a tabela periódica pula uma linha e um comportamento químico começa a se repetir, o que significa que elementos com comportamento semelhante caem nas mesmas colunas verticais. O terceiro período contém oito elementos: sódio, magnésio, alumínio, silício, fósforo, enxofre, cloro e argônio. Os dois primeiros, sódio e magnésio, são membros do bloco s da tabela periódica, enquanto os outros são membros do bloco p . Todos os elementos do período 3 ocorrem na natureza e têm pelo menos um isótopo estável .

Estrutura atômica

Em uma descrição da mecânica quântica da estrutura atômica , este período corresponde ao acúmulo de elétrons na terceira ( n = 3 ) camada , mais especificamente preenchendo suas sub-camadas 3s e 3p. Há um subshell 3d, mas - em conformidade com o princípio Aufbau - ele não é preenchido até o período 4 . Isso torna todos os oito elementos análogos dos elementos do período 2 na mesma seqüência exata. A regra do octeto geralmente se aplica ao período 3 da mesma maneira que aos elementos do período 2, porque a subcamada 3d normalmente não atua.

Elementos

Elementos por número
Elemento # Símbolo Bloquear Configuração de elétron
Sódio 11 N / D bloco s [Ne] 3s 1
Magnésio 12 Mg bloco s [Ne] 3s 2
Alumínio 13 Al bloco p [Ne] 3s 2 3p 1
Silício 14 Si bloco p [Ne] 3s 2 3p 2
Fósforo 15 P bloco p [Ne] 3s 2 3p 3
Enxofre 16 S bloco p [Ne] 3s 2 3p 4
Cloro 17 Cl bloco p [Ne] 3s 2 3p 5
Argônio 18 Ar bloco p [Ne] 3s 2 3p 6

Sódio

O sódio (símbolo Na ) é um metal macio, branco prateado, altamente reativo e é um membro dos metais alcalinos ; seu único isótopo estável é 23 Na. É um elemento abundante que existe em vários minerais como feldspatos , sodalita e sal-gema . Muitos sais de sódio são altamente solúveis em água e, portanto, estão presentes em quantidades significativas nos corpos d'água da Terra, mais abundantemente nos oceanos como cloreto de sódio .

Muitos compostos de sódio são úteis, como hidróxido de sódio (soda cáustica) para fabricação de sabão e cloreto de sódio para uso como agente de degelo e nutriente. O mesmo íon também é um componente de muitos minerais, como o nitrato de sódio .

O metal livre, sódio elementar, não ocorre na natureza, mas deve ser preparado a partir de compostos de sódio. O sódio elementar foi isolado pela primeira vez por Humphry Davy em 1807 pela eletrólise do hidróxido de sódio .

Magnésio

Magnésio (símbolo Mg ) é um metal alcalino-terroso e tem número de oxidação comum +2. É o oitavo elemento mais abundante na crosta terrestre e o nono no universo conhecido como um todo. O magnésio é o quarto elemento mais comum na Terra como um todo (atrás do ferro, oxigênio e silício), constituindo 13% da massa do planeta e uma grande fração do manto do planeta . É relativamente abundante porque é facilmente construído em estrelas supernovas por adições sequenciais de três núcleos de hélio ao carbono (que por sua vez é feito de três núcleos de hélio). Devido à alta solubilidade do íon magnésio na água, é o terceiro elemento mais abundante dissolvido na água do mar .

O elemento livre (metal) não é encontrado naturalmente na Terra, pois é altamente reativo (embora uma vez produzido, é revestido por uma fina camada de óxido [ver passivação ], que mascara parcialmente essa reatividade). O metal livre queima com uma luz branca brilhante característica, tornando-o um ingrediente útil em chamas. O metal é agora obtido principalmente por eletrólise de sais de magnésio obtidos da salmoura . Comercialmente, o principal uso do metal é como um agente de liga para fazer ligas de alumínio- magnésio, às vezes chamadas de " magnésio " ou "magnélio". Como o magnésio é menos denso que o alumínio, essas ligas são valorizadas por sua relativa leveza e resistência.

Os íons de magnésio são azedos e, em baixas concentrações, ajudam a conferir uma acidez natural às águas minerais frescas .

Alumínio

Alumínio (símbolo Al ) ou alumínio ( inglês americano ) é um membro branco prateado do grupo de elementos químicos do boro e um metal do bloco p classificado por alguns químicos como um metal pós-transição. Não é solúvel em água em circunstâncias normais. O alumínio é o terceiro elemento mais abundante (depois de oxigénio e de silício ), e o metal mais abundante , na terra da crosta . Ele representa cerca de 8% do peso da superfície sólida da Terra. O metal alumínio é muito reativo quimicamente para ocorrer nativamente. Em vez disso, ele é encontrado combinado em mais de 270 minerais diferentes . O principal minério de alumínio é a bauxita .

O alumínio se destaca pela baixa densidade do metal e por sua capacidade de resistir à corrosão devido ao fenômeno da passivação . Componentes estruturais feitos de alumínio e suas ligas são vitais para a indústria aeroespacial e são importantes em outras áreas de transporte e materiais estruturais. Os compostos de alumínio mais úteis, pelo menos em peso, são os óxidos e os sulfatos.

Silício

O silício (símbolo Si ) é um metalóide do grupo 14 . É menos reativo do que seu carbono análogo químico , o não metal diretamente acima dele na tabela periódica, mas mais reativo do que o germânio , o metalóide diretamente abaixo dele na tabela. A controvérsia sobre o caráter do silício data de sua descoberta: o silício foi preparado e caracterizado pela primeira vez na forma pura em 1824, e recebeu o nome de silício (do latim : silicis , sílex), com uma terminação -ium para sugerir um metal. No entanto, seu nome final, sugerido em 1831, reflete os elementos mais quimicamente semelhantes, carbono e boro.

O silício é o oitavo elemento mais comum no universo em massa, mas muito raramente ocorre como o elemento livre puro na natureza. É mais amplamente distribuído em poeiras , areias , planetóides e planetas como várias formas de dióxido de silício (sílica) ou silicatos . Mais de 90% da crosta terrestre é composta de minerais de silicato , tornando o silício o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre (cerca de 28% em massa) depois do oxigênio .

A maior parte do silício é usada comercialmente sem ser separada e, na verdade, freqüentemente com pouco processamento de compostos da natureza. Isso inclui o uso direto de argila , areia de sílica e pedra em edifícios industriais . A sílica é usada em tijolos cerâmicos . O silicato vai para o cimento Portland para argamassa e estuque e , combinado com areia de sílica e cascalho , para fazer concreto . Os silicatos também estão presentes na cerâmica branca , como porcelana , e no vidro de cal sodada à base de quartzo tradicional . Compostos de silício mais modernos, como carboneto de silício, formam abrasivos e cerâmicas de alta resistência. O silício é a base dos onipresentes polímeros sintéticos à base de silício chamados silicones .

O silício elementar também tem um grande impacto na economia mundial moderna. Embora a maior parte do silício livre seja usada no refino de aço, fundição de alumínio e indústrias de química fina (muitas vezes para fazer sílica pirogênica ), a porção relativamente pequena de silício altamente purificado que é usado na eletrônica de semicondutores (<10%) talvez seja igual mais crítico. Devido ao amplo uso de silício em circuitos integrados , a base da maioria dos computadores, grande parte da tecnologia moderna depende dele.

Fósforo

O fósforo (símbolo P ) é um não metal multivalente do grupo do nitrogênio ; o fósforo como mineral está quase sempre presente em seu estado oxidado ao máximo ( pentavalente ), como rochas fosfáticas inorgânicas . O fósforo elementar existe em duas formas principais - fósforo branco e fósforo vermelho - mas, devido à sua alta reatividade, o fósforo nunca é encontrado como um elemento livre na Terra.

A primeira forma de fósforo elementar a ser produzida (fósforo branco, em 1669) emite um brilho fraco após a exposição ao oxigênio - daí seu nome dado da mitologia grega, Φωσφόρος que significa "portador da luz" ( Lúcifer latino ), referindo-se à " Manhã Star ", o planeta Vênus . Embora o termo " fosforescência ", que significa brilho após a iluminação, derive dessa propriedade do fósforo, o brilho do fósforo se origina da oxidação do fósforo branco (mas não vermelho) e deve ser chamado de quimiluminescência . É também o elemento mais leve para produzir exceções estáveis ​​à regra do octeto .

A grande maioria dos compostos de fósforo são consumidos como fertilizantes. Outras aplicações incluem o papel de compostos organofosforados em detergentes , pesticidas e agentes nervosos e fósforos .

Enxofre

Enxofre (símbolo S ) é um abundante não metal multivalente , um dos calcogênios . Em condições normais , os átomos de enxofre formam moléculas octatômicas cíclicas com a fórmula química S 8 . O enxofre elementar é um sólido cristalino amarelo brilhante quando em temperatura ambiente. Quimicamente, o enxofre pode reagir como um oxidante ou um agente redutor . Ele oxida a maioria dos metais e vários não-metais , incluindo o carbono, o que leva à sua carga negativa na maioria dos compostos organossulfurados , mas reduz vários oxidantes fortes, como o oxigênio e o flúor .

Na natureza, o enxofre pode ser encontrado como o elemento puro e como minerais de sulfeto e sulfato . Cristais de enxofre elementares são comumente procurados por coletores de minerais por suas formas poliedro de cores vivas . Por ser abundante na forma nativa, o enxofre era conhecido na antiguidade, sendo mencionado por seus usos na Grécia , China e Egito antigos . Vapores de enxofre eram usados ​​como fumigantes e misturas medicinais contendo enxofre eram usadas como bálsamos e antiparasitários. O enxofre é referenciado na Bíblia como enxofre em inglês , com este nome ainda usado em vários termos não científicos. O enxofre era considerado importante o suficiente para receber seu próprio símbolo alquímico . Era necessário para fazer a pólvora negra da melhor qualidade , e os alquimistas levantaram a hipótese de que o pó amarelo brilhante continha algumas das propriedades do ouro, que eles procuraram sintetizar a partir dele. Em 1777, Antoine Lavoisier ajudou a convencer a comunidade científica de que o enxofre era um elemento básico, e não um composto.

O enxofre elementar já foi extraído de cúpulas de sal , onde às vezes ocorre na forma quase pura, mas esse método está obsoleto desde o final do século XX. Hoje, quase todo o enxofre elementar é produzido como um subproduto da remoção de contaminantes contendo enxofre do gás natural e do petróleo . Os usos comerciais do elemento são principalmente em fertilizantes , devido à necessidade relativamente alta de plantas para ele, e na fabricação de ácido sulfúrico , um produto químico industrial primário. Outros usos conhecidos para o elemento são em fósforos , inseticidas e fungicidas . Muitos compostos de enxofre são cheirosos, e o cheiro de gás natural odorizado, cheiro de gambá, toranja e alho é devido a compostos de enxofre. O sulfeto de hidrogênio produzido por organismos vivos confere o odor característico a ovos podres e outros processos biológicos.

Cloro

O cloro (símbolo Cl ) é o segundo halogênio mais leve . O elemento forma moléculas diatômicas sob condições padrão , chamadas dicloro. Ele tem a maior afinidade eletrônica e a terceira maior eletronegatividade de todos os elementos; assim, o cloro é um forte agente oxidante .

O composto mais comum de cloro, o cloreto de sódio ( sal de cozinha ), é conhecido desde os tempos antigos; entretanto, por volta de 1630, o gás cloro foi obtido pelo químico e médico belga Jan Baptist van Helmont. A síntese e caracterização do cloro elementar ocorreram em 1774 pelo químico sueco Carl Wilhelm Scheele, que o chamou de "ar ácido muriático deflogisticado", pois pensava ter sintetizado o óxido obtido do ácido clorídrico , porque se pensava na época que os ácidos necessariamente continham oxigênio. Vários químicos, incluindo Claude Berthollet, sugeriram que o "ar deflogisticado de ácido muriático" de Scheele deve ser uma combinação de oxigênio e o elemento ainda não descoberto, e Scheele chamou o suposto novo elemento dentro desse óxido de muriático . A sugestão de que esse gás recém-descoberto era um elemento simples foi feita em 1809 por Joseph Louis Gay-Lussac e Louis-Jacques. Isso foi confirmado em 1810 por Sir Humphry Davy , que o chamou de cloro, da palavra grega χλωρός (chlōros), que significa "verde-amarelo".

O cloro é um componente de muitos outros compostos. É o segundo halogênio mais abundante e o 21º elemento químico mais abundante na crosta terrestre. O grande poder oxidante do cloro o levou aos seus usos como branqueadores e desinfetantes, além de ser um reagente essencial na indústria química. Como um desinfetante comum, os compostos de cloro são usados ​​em piscinas para mantê-las limpas e higiênicas . Na alta atmosfera , moléculas que contêm cloro, como os clorofluorcarbonos, têm sido implicadas na redução da camada de ozônio .

Argônio

Argônio (símbolo Ar ) é o terceiro elemento do grupo 18, os gases nobres . Argônio é o terceiro gás mais comum na atmosfera da Terra , com 0,93%, tornando-o mais comum que o dióxido de carbono . Quase todo esse argônio é argônio-40 radiogênico derivado da decomposição do potássio-40 na crosta terrestre. No universo, o argônio-36 é de longe o isótopo de argônio mais comum, sendo o isótopo de argônio preferido produzido pela nucleossíntese estelar .

O nome "argônio" é derivado do adjetivo neutro grego ἀργόν , que significa "preguiçoso" ou "o inativo", já que o elemento quase não sofre reações químicas. O octeto completo (oito elétrons) na camada atômica externa torna o argônio estável e resistente à ligação com outros elementos. Seu ponto triplo de temperatura de 83,8058  K é um ponto fixo definidor na Escala Internacional de Temperatura de 1990 .

O argônio é produzido industrialmente pela destilação fracionada do ar líquido . O argônio é usado principalmente como um gás de proteção inerte em soldagem e outros processos industriais de alta temperatura onde substâncias normalmente não reativas se tornam reativas: por exemplo, uma atmosfera de argônio é usada em fornos elétricos de grafite para evitar que o grafite queime. O gás argônio também tem uso em iluminação incandescente e fluorescente, e outros tipos de tubos de descarga de gás. O argônio é um laser a gás azul-esverdeado distinto .

Papéis biológicos

O sódio é um elemento essencial para todos os animais e algumas plantas. Em animais, os íons de sódio são usados ​​contra os íons de potássio para acumular cargas nas membranas celulares , permitindo a transmissão de impulsos nervosos quando a carga é dissipada; portanto, é classificado como um macromineral inorgânico da dieta.

O magnésio é o décimo primeiro elemento mais abundante em massa no corpo humano ; seus íons são essenciais para todas as células vivas , onde desempenham um papel importante na manipulação de importantes compostos de polifosfato biológico , como ATP , DNA e RNA . Centenas de enzimas, portanto, requerem íons de magnésio para funcionar. O magnésio também é o íon metálico no centro da clorofila e, portanto, um aditivo comum para fertilizantes . Os compostos de magnésio são usados ​​medicinalmente como laxantes comuns , antiácidos (por exemplo, leite de magnésia ) e em várias situações em que a estabilização da excitação nervosa anormal e espasmo dos vasos sanguíneos é necessária (por exemplo, para tratar a eclâmpsia ).

Apesar de sua prevalência no meio ambiente, os sais de alumínio não são usados ​​por nenhuma forma de vida. De acordo com sua difusão, é bem tolerado por plantas e animais. Devido à sua prevalência, os papéis biológicos potencialmente benéficos (ou não) dos compostos de alumínio são de interesse contínuo.

O silício é um elemento essencial na biologia, embora apenas pequenos traços pareçam ser necessários aos animais, embora várias esponjas do mar precisem de silício para ter estrutura. É muito mais importante para o metabolismo das plantas, particularmente de muitas gramíneas, e o ácido silícico (um tipo de sílica) forma a base da impressionante variedade de conchas protetoras das diatomáceas microscópicas .

O fósforo é essencial para a vida. Como fosfato, é um componente do DNA , RNA , ATP e também dos fosfolipídios que formam todas as membranas celulares. Demonstrando a ligação entre o fósforo e a vida, o fósforo elementar foi historicamente isolado pela primeira vez da urina humana, e a cinza óssea foi uma importante fonte inicial de fosfato. Os minerais fosfatados são fósseis. Os baixos níveis de fosfato são um limite importante para o crescimento em alguns sistemas aquáticos. Hoje, o uso comercial mais importante de produtos químicos à base de fósforo é a produção de fertilizantes , para substituir o fósforo que as plantas removem do solo.

O enxofre é um elemento essencial para toda a vida e é amplamente utilizado em processos bioquímicos. Nas reações metabólicas, os compostos de enxofre servem tanto como combustíveis quanto como materiais respiratórios (substitutos do oxigênio) para organismos simples. O enxofre na forma orgânica está presente nas vitaminas biotina e tiamina , sendo esta última nomeada em homenagem à palavra grega para enxofre. O enxofre é uma parte importante de muitas enzimas e em moléculas antioxidantes como a glutationa e a tioredoxina . O enxofre ligado organicamente é um componente de todas as proteínas, como os aminoácidos cisteína e metionina . As ligações dissulfeto são amplamente responsáveis ​​pela resistência mecânica e insolubilidade da proteína queratina , encontrada na parte externa da pele, cabelo e penas, e o elemento contribui para seu odor pungente quando queimado.

O cloro elementar é extremamente perigoso e venenoso para todas as formas de vida e é usado como agente pulmonar na guerra química ; entretanto, o cloro é necessário para a maioria das formas de vida, incluindo humanos, na forma de íons cloreto .

O argônio não tem função biológica. Como qualquer gás além do oxigênio, o argônio é um asfixiante .

Tabela de elementos

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Grupo  →
↓  Período
3 Sódio11N / D22,990 Magnésio12Mg24,305 Alumínio13Al26,982 Silício14Si28.085 Fósforo15P30.974 Enxofre16S32,06 Cloro17Cl35,45 Argônio18Ar39,95

Notas

Referências