até agora neste capítulo 10 elementos foram definidos e discutidos. Um total de mais 10 são necessários para completar a tabela periódica abreviada de 20 elementos. Seus nomes e propriedades são resumidos brevemente aqui. A tabela periódica é apresentada na figura 3.9.
sódio, Na, número atômico 11, massa atômica 22.99, vem diretamente abaixo do lítio na tabela periódica e é muito semelhante ao lítio em ser um metal macio, quimicamente muito reativo., Há um isótopo principal de sódio contendo 12 nêutrons no núcleo do átomo. O sódio tem 10 elétrons de concha interna contidos em sua primeira concha interna de 2 elétrons e sua segunda de 8 elétrons. O 11º elétron no átomo de sódio está em uma terceira concha, que é uma concha exterior. Isto é mostrado como um único ponto no símbolo de Lewis De Na Na Na Figura 3.7. Os elétrons em sódio podem ser representados como mostrado na figura 3.7.
magnésio, Mg, número atómico 12, massa atómica 24,31, tem 12 electrões por átomo, por isso tem 2 electrões de concha exterior. Há três isótopos de magnésio contendo 12, 13 e 14 neutrões. O magnésio é um metal relativamente forte, Muito leve, que é usado em aeronaves, escadas de Extensão, Ferramentas Portáteis e outras aplicações onde o peso leve é particularmente importante.alumínio, Al, número atómico 13, massa atómica 26.,98, tem 3 elétrons de concha exterior, além de seus 10 elétrons internos. Alumínio é um metal leve usado em aeronaves, automóveis, linhas de transmissão elétrica, construção de edifícios e muitas outras aplicações. Embora seja quimicamente reativo, o revestimento de óxido formado quando o alumínio na superfície do metal reage com o oxigênio no ar é auto-protegendo e evita mais corrosão.
em alguns aspectos importantes o alumínio pode ser considerado como um metal verde., Isto porque o alumínio permite a construção de componentes leves fortes que, quando usado em aeronaves e automóveis, requerem relativamente menos energia para se mover. Portanto, o alumínio é importante na conservação de energia. Cabos de alumínio também fornecem uma maneira eficiente de transmitir eletricidade. Embora os minérios a partir dos quais o alumínio é feito sejam um recurso extrativo escavado a partir da terra, o alumínio é um elemento abundante. E há recursos alternativos que podem ser desenvolvidos, incluindo alumínio na cinza-mosca deixada da combustão do carvão., Além disso, o alumínio é um dos metais mais recicláveis, e sucata de alumínio é prontamente derretido e fundido em novos produtos de alumínio.
Se um “elemento do século” fosse nomeado para os anos 1900, humilde silício, Si, número atômico 14, massa atômica 28.09, seria um candidato provável. Isto é porque o silício é o mais comumente usado de elementos semicondutores e durante a segunda década de 1900, forneceu a base para a explosão em eletrônica e computadores baseada em dispositivos semicondutores compostos principalmente de silício., Apesar do valor destes produtos à base de silício, o silício é abundante no solo e rochas, ficando em segundo lugar atrás do oxigênio como um constituinte da crosta terrestre. O átomo de silício tem 4 elétrons de camada exterior, meio octeto, e é um metaloide, intermediário no comportamento entre os metais à esquerda da tabela periódica e os não-metais à direita.ao reduzir enormemente a maior parte dos componentes eletrônicos em relação ao desempenho, o silício tem contribuído para uma enorme economia de materiais usados em rádios, televisões, equipamentos de comunicações e outros dispositivos eletrônicos., Além disso, os dispositivos semicondutores à base de silício utilizados na electrónica de Estado Sólido consomem apenas uma fracção da electricidade uma vez utilizada por dispositivos à base de tubos de vácuo. Os fios volumosos feitos de cobre relativamente escasso anteriormente empregado para transmitir sinais de comunicação eletricamente foram amplamente substituídos por Dispositivos de fibra ótica consistindo de sílica transparente, SiO2, que transferem informações como pulsos de luz. Uma fibra óptica de cabelo pode transmitir muitas vezes a quantidade de informação por unidade de tempo como o fio de cobre espesso que substitui., E a energia necessária para a transmissão de uma unidade de informação por cabo de fibra óptica é minúscula em comparação com a necessária para enviar a mesma informação por impulso elétrico sobre Fio de cobre. Assim, o silício é realmente um elemento verde que, embora barato e abundante, executa funções eletrônicas e de comunicações muito mais rápidas e melhores do que o cobre e outros metais que ele substituiu.
fósforo, P, número atômico 15, massa atômica 30.97, tem 5 elétrons de casca exterior. Portanto, está diretamente abaixo do nitrogênio na tabela periódica e se assemelha ao nitrogênio em seu comportamento químico., O fósforo elementar puro ocorre em várias formas, sendo o mais abundante o fósforo branco. Fósforo branco é um não-metal quimicamente muito reativo que pode pegar fogo espontaneamente na atmosfera. É tóxico e causa deterioração do osso. A mandíbula é especialmente suscetível aos efeitos do fósforo e desenvolve uma condição conhecida como “mandíbula Fossy” na qual o osso se torna poroso e fraco e pode quebrar da estirpe de mastigação., O fósforo quimicamente combinado é um elemento vital essencial, no entanto, e é um dos componentes do DNA, a molécula básica que direciona os processos de vida molecular. O fósforo é também um fertilizante vegetal essencial e é um ingrediente de muitos produtos químicos industriais, incluindo alguns pesticidas.
O Arsénio está no mesmo grupo da tabela periódica que o fósforo e ocorre como uma impureza com fósforo processado a partir de minério. Se este fósforo se destinar a ser utilizado em alimentos, o arsénio tem de ser removido.
enxofre, S, número atômico 16, massa atômica 32.06, tem 6 elétrons de casca exterior., É um frágil, geralmente amarelo não-metal. É um nutriente essencial para plantas e animais que ocorrem nos aminoácidos que compõem as proteínas. O enxofre é um poluente comum do ar emitido como dióxido de enxofre, SO2, na combustão de combustíveis fósseis que contêm enxofre. Muito dos grandes quantidades de enxofre necessário para a produção industrial de ácido sulfúrico e outros enxofre contendo produtos químicos é recuperado a partir do sulfeto de hidrogênio, H2S, que contamina tanto do gás natural (metano, CH4) que é um importante combustível e matéria-prima no mundo de hoje., De acordo com as melhores práticas da química verde, o sulfeto de hidrogênio é separado do gás natural bruto e cerca de 1/3 dele é queimado, produzindo dióxido de enxofre, SO2. O dióxido de enxofre produzido é então reagido com o restante sulfeto de hidrogênio através da reação de Claus, abaixo, produzindo um produto de enxofre elementar que é usado para sintetizar ácido sulfúrico e outros produtos químicos de enxofre.
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cloro, Cl, número atómico 17, massa atómica 35.453, tem 7 electrões exteriores, apenas 1 electrão a menos de um octeto completo., Cloro elementar é um gás diatômico amarelo esverdeado constituído por moléculas de Cl2. Nestas moléculas, os átomos de Cl atingem octetos estáveis de elétrons de concha exterior, compartilhando dois elétrons em uma ligação covalente, como ilustrado na figura 3.8. O átomo de cloro também pode aceitar um elétron para atingir um octeto estável no Ânion Cl como mostrado no composto iônico cloreto de sódio, NaCl, na figura 3.8.
cloro elementar pode ser mortal quando inalado e foi o primeiro gás venenoso militar usado na Primeira Guerra Mundial., Apesar de sua natureza tóxica, o gás cloro salvou muitas vidas por causa de seu uso por aproximadamente os últimos 100 anos como um desinfectante de água potável que erradicou doenças mortais transmitidas pela água, como cólera e tifóide. O cloro é um importante produto químico industrial que é usado para fazer plásticos e solventes. Não há possibilidade de escassez de cloro e pode mesmo ser feito passando uma corrente elétrica através da água do mar, que contém cloro como cloreto de sódio dissolvido.os aspectos verdes do cloro dependem da sua aplicação., O cloro elementar é certamente um material perigoso cujo fabrico e utilização devem geralmente ser evitados sempre que possível na prática da química verde. Mas, como mencionado acima, o cloro elementar salvou muitas vidas devido ao seu uso para desinfectar a água. Uma série de pesticidas persistentes, incluindo DDT são compostos orgânicos compostos de cloro, juntamente com carbono e hidrogênio., Além dos danos ecológicos causados por estes pesticidas, os subprodutos de resíduos do seu fabrico e da produção de outros compostos organoclorados estão entre os contaminantes mais abundantes de lixos químicos perigosos. Um plástico comum, cloreto de polivinilo (PVC), contém cloro. Este plástico é amplamente utilizado em tubos de água e tubos de drenagem, na aplicação anterior substituindo metal de cobre relativamente escasso e caro e chumbo tóxico. Mas o material usado para fazer PVC é cloreto de vinilo Volátil., É um dos poucos cancerígenos humanos conhecidos, tendo causado casos documentados de uma forma rara de câncer de fígado em trabalhadores anteriormente expostos a níveis muito elevados de vapor de cloreto de vinilo no local de trabalho. Por causa dos perigos de cloro elementar e os problemas causados por compostos organoclorados, a prática da química verde, certamente, tenta minimizar a produção e o uso de cloro elementar e, geralmente, tenta minimizar a produção de compostos organoclorados e a sua dispersão no ambiente.
elemento número 18, árgon, Ar, massa atómica 39.,95, nos leva ao fim do terceiro período da tabela periódica abreviada. Tem um octeto completo de elétrons de concha exterior e é um gás nobre. Nenhum verdadeiro composto químico de argônio foi isolado e nenhuma ligação química envolvendo este elemento foi conhecida até que a formação de uma ligação transitória muito instável envolvendo átomos de Ar foi relatada em setembro de 2000. Argônio compõe cerca de 1% em volume na atmosfera. Em grande parte devido à sua natureza quimicamente inerte, argônio tem alguns usos. É usado como um gás para encher lâmpadas incandescentes., A este respeito, ajuda a evitar a evaporação de átomos de tungsténio branco-quente do filamento lâmpada incandescente, aumentando significativamente a vida do bulbo. Ele também é usado como um meio plasma em instrumentos utilizados para a análise de emissões atômicas de plasma indutivamente acoplado de poluentes elementares. Nesta aplicação, um sinal de radiofrequência é usado para converter o árgon a um plasma gasoso que contém íons ar+ carregados positivamente e elétrons carregados negativamente e é aquecido a um Incrivelmente quente 10,000 C.,
completar a Tabela Periódica
o próximo elemento a ser adicionado à tabela periódica abreviada é o elemento número 19. Isto começa um quarto período da tabela periódica. Este período Contém, na verdade, 18 elementos, mas vamos levá-lo apenas até aos dois primeiros. Isso porque o elemento número 21 é o primeiro dos metais de transição e explicar sua colocação na tabela periódica com base nos elétrons neles fica um pouco mais complicado e envolvido do que é apropriado para este livro., The reader needing more details is referred to other standard books on beginning chemistry.2,3
o elemento com o número atómico 19 é potássio, K, com uma massa atómica de 39.10. A maior parte do potássio consiste no isótopo com 20 nêutrons, . No entanto, uma pequena fração de K ocorre naturalmente está na forma de
. Este é um isótopo radioativo de potássio e uma vez que todos nós temos potássio (um elemento essencial para a vida) em nossos corpos, todos nós somos naturalmente radioativos!, A massa muscular contém mais potássio do que tecido adiposo, portanto mais pessoas musculares são mais radioativas. Mas não se preocupem, os níveis de radioactividade do potássio no corpo são demasiado baixos para causar preocupação e, em qualquer circunstância, não podem ser evitados. (Um proponente da energia nuclear salientou que dormir com uma pessoa muscular expõe uma a mais radioactividade do que viver perto de um reactor nuclear.)
as mesmas coisas que podem ser ditas de sódio, elemento número 11, são geralmente verdadeiras de potássio., No estado elementar puro, o potássio é um metal alcalino muito reativo. Como um elemento essencial para a vida, é um fertilizante comum adicionado ao solo para fazer as colheitas crescer bem. Quimicamente, o potássio perde seu único elétron externo para produzir íon K+.Calcium, Ca, atomic number 20, atomic mass 40.08, has 2 outer-shell electrons, two beyond a full octet. O átomo de cálcio perde facilmente os seus 2 electrões “extra” para produzir Ca2+ catião. Como outros elementos em seu grupo na tabela periódica, o cálcio é um metal alcalino terrestre., Metal de cálcio elementar é quimicamente reativo, embora não tanto quanto potássio. O cálcio tem propriedades químicas muito semelhantes às do magnésio, o metal alcalino terrestre diretamente acima do cálcio na tabela periódica.o cálcio é essencial para a vida, embora a maioria dos solos contenha cálcio suficiente para suportar um crescimento óptimo das culturas. O cálcio é muito importante em nossos próprios corpos porque como hidroxiapatita mineral dura, Ca5OH (PO4) 3, é o material duro em dentes e ossos., A deficiência em cálcio pode causar a formação de dentes pobres e o desenvolvimento de osteoporose incapacitante, uma condição caracterizada por ossos fracos que é especialmente provável que afligam mulheres mais velhas.