3.7: completarea tabelului Periodic cu 20 de elemente

până în prezent în acest capitol au fost definite și discutate 10 elemente. Un total de încă 10 sunt necesare pentru a completa tabelul periodic abreviat cu 20 de elemente. Numele și proprietățile lor sunt rezumate pe scurt aici. Tabelul periodic este prezentat în figura 3.9.sodiu, Na, numărul atomic 11, masa atomică 22.99, vine direct sub litiu în tabelul periodic și este foarte similar cu litiu fiind un metal moale, chimic foarte reactiv., Există un izotop major de sodiu care conține 12 neutroni în nucleul atomului. Sodiul are 10 electroni de coajă interioară conținute în primul său înveliș interior de 2 electroni și al doilea de 8 electroni. Cel de-al 11-lea electron din atomul de sodiu se află într-o a treia cochilie, care este o cochilie exterioară. Acest lucru este prezentat ca un singur punct în simbolul Lewis al Na în figura 3.7. Electronii din sodiu pot fi reprezentați așa cum se arată în figura 3.7.

Figura 3.7., Reprezentarea electronilor în 2 cochilii interioare și 1 înveliș exterior de sodiu și simbolul Lewis al sodiului.

Magneziu, Mg, numărul atomic 12, masa atomică 24.31, are 12 electroni pe atom deci are 2 înveliș exterior de electroni. Există trei izotopi de magneziu care conțin 12, 13 și 14 neutroni. Magneziul este un metal relativ puternic, foarte ușor, care este utilizat în aeronave, scări de extensie, unelte portabile și alte aplicații în care greutatea redusă este deosebit de importantă.

aluminiu, Al, numărul atomic 13, masa atomică 26.,98, are 3 electroni exteriori în plus față de cei 10 electroni interiori. Aluminiu este un metal ușor utilizat în aeronave, automobile, linii electrice de transmisie, construcții de clădiri și multe alte aplicații. Deși este reactiv chimic, acoperirea cu oxid formată atunci când aluminiul de pe suprafața metalului reacționează cu oxigenul din aer se auto-protejează și previne coroziunea mai mare.în unele privințe importante, aluminiul poate fi considerat un metal verde., Acest lucru se datorează faptului că aluminiu permite construirea de componente ușoare puternice care, atunci când sunt utilizate în aeronave și automobile, necesită relativ mai puțină energie pentru a se deplasa. Deci aluminiul este important în conservarea energiei. Cablurile din aluminiu oferă, de asemenea, o modalitate eficientă de transmitere a energiei electrice. Deși minereurile din care este fabricat aluminiu sunt o resursă extractivă săpată de pe pământ, aluminiul este un element abundent. Și există resurse alternative care pot fi dezvoltate, inclusiv aluminiu în cenușa zburătoare rămasă din arderea cărbunelui., În plus, aluminiul este unul dintre cele mai reciclabile metale, iar resturile de aluminiu sunt ușor topite și turnate în produse noi din aluminiu.dacă un „element al secolului” ar fi numit pentru anii 1900, siliciul umil, Si, numărul atomic 14, masa atomică 28.09, ar fi un candidat probabil. Acest lucru se datorează faptului că siliciul este cel mai frecvent utilizat dintre elementele semiconductoare și în anii 1900 din urmă a oferit baza exploziei în electronică și computere bazate pe dispozitive semiconductoare compuse în principal din siliciu., În ciuda valorii acestor produse pe bază de siliciu, siliciul este abundent în sol și roci, clasându-se pe locul doi în spatele oxigenului ca constituent al crustei pământului. Atomul de siliciu are 4 electroni exteriori, jumătate de octet și este un metaloid, intermediar în comportament între metalele din stânga tabelului periodic și nemetalele din dreapta.prin reducerea considerabilă a majorității componentelor electronice în raport cu performanța, siliciul a contribuit la o economie uriașă de materiale utilizate în radiouri, televizoare, echipamente de comunicații și alte dispozitive electronice., În plus, dispozitivele semiconductoare pe bază de siliciu utilizate în electronica cu stare solidă consumă doar o fracțiune din energia electrică utilizată odată de dispozitivele cu tuburi vidate. Firele voluminoase din cupru relativ rar utilizate anterior pentru transmiterea semnalelor de comunicații electric au fost înlocuite în mare parte de dispozitive cu fibră optică constând din silice transparentă, SiO2, care transferă informații sub formă de impulsuri de lumină. O fibră optică asemănătoare părului poate transmite de multe ori cantitatea de informații pe unitatea de timp ca firul gros de cupru pe care îl înlocuiește., Iar energia necesară pentru transmiterea unei unități de informații printr-un cablu de fibră optică este minusculă în comparație cu cea necesară pentru a trimite aceleași informații prin impuls electric peste sârmă de cupru. Deci siliciul este cu adevărat un element verde care, deși ieftin și abundent, îndeplinește funcții electronice și de comunicații mult mai rapid și mai bine decât cuprul și alte metale pe care le-a înlocuit.fosforul, P, numărul atomic 15, masa atomică 30.97, are 5 electroni de coajă exterioară. Deci, este direct sub azot în tabelul periodic și seamănă cu azotul în comportamentul său chimic., Fosforul elementar pur are loc în mai multe forme, dintre care cel mai abundent este fosforul alb. Fosforul alb este un nemetal foarte reactiv din punct de vedere chimic, care poate lua foc spontan în atmosferă. Este toxic și provoacă deteriorarea osului. Maxilarul este în special susceptibil la efectele fosforului și dezvoltă o afecțiune cunoscută sub numele de „maxilarul fosos” în care osul devine poros și slab și se poate rupe de tulpina de mestecat., Cu toate acestea, fosforul combinat chimic este un element esențial de viață și este una dintre componentele ADN-ului, molecula de bază care direcționează procesele de viață moleculară. Fosforul este, de asemenea, un îngrășământ esențial pentru plante și este un ingredient al multor substanțe chimice industriale, inclusiv unele pesticide.arsenicul se află în același grup al tabelului periodic ca și fosforul și apare ca o impuritate cu fosforul prelucrat din minereu. Dacă acest fosfor urmează să fie utilizat pentru alimente, arsenicul trebuie eliminat.sulful, S, numărul atomic 16, masa atomică 32.06, are 6 electroni de coajă exterioară., Este un metaloid fragil, în general galben. Este un nutrient esențial pentru plante și animale care apar în aminoacizii care compun proteine. Sulful este un poluant comun al aerului emis sub formă de dioxid de sulf, SO2, în arderea combustibililor fosili care conțin sulf. Mult de cantități mari de sulf necesară pentru producția industrială de acid sulfuric și alte sulf conțin substanțe chimice este recuperat din hidrogen sulfurat, H2S, care contaminează mult de gaze naturale (metan, CH4), care este astfel un important combustibil și materii prime în lumea de astăzi., În conformitate cu cele mai bune practici ale chimiei verzi, hidrogenul sulfurat este separat de gazul natural brut și aproximativ 1/3 din acesta este ars,

\

producând dioxid de sulf, SO2. Dioxidul de sulf produs este apoi reacționat cu hidrogenul sulfurat rămas prin reacția Claus, de mai jos, obținându-se un produs elementar de sulf care este utilizat pentru a sintetiza acidul sulfuric și alte substanțe chimice cu sulf.clorul, Cl, numărul atomic 17, masa atomică 35.453, are 7 electroni exteriori, doar 1 electron scurt de un octet complet., Clorul elementar este un gaz diatomic galben-verzui format din molecule Cl2. În aceste molecule, atomii Cl obțin octeți stabili de electroni din învelișul exterior prin împărțirea a doi electroni într-o legătură covalentă, așa cum este ilustrat în figura 3.8. Atomul de clor poate accepta, de asemenea, un electron pentru a atinge un octet stabil în anionul Cl, așa cum se arată în compusul ionic clorură de sodiu, NaCl, în figura 3.8.

Figura 3.8., Atomii de clor pot atinge un octet stabil de electroni cu coajă exterioară prin împărțirea electronilor în legături covalente, așa cum se arată pentru cl2 elementar diatomic molecular sau prin acceptarea electronilor pentru a produce Cl – anion, așa cum se arată pentru clorura de sodiu Ionică, NaCl.

clor Elementar pot fi mortale atunci când este inhalat și a fost primul militar gaz otrăvitor, folosit în primul Război Mondial., În ciuda naturii sale toxice, gazul de clor a salvat multe vieți datorită utilizării sale timp de aproximativ ultimii 100 de ani ca dezinfectant de apă potabilă care a eradicat bolile mortale cauzate de apă, cum ar fi holera și tifoidul. Clorul este un produs chimic industrial important care este utilizat pentru a face materiale plastice și solvenți. Nu există nici o posibilitate de un deficit de clor și pot fi făcute chiar prin trecerea unui curent electric prin apa de mare, care conține clor dizolvate clorura de sodiu.aspectele verzi ale clorului depind de aplicarea sa., Clorul elementar este cu siguranță un material periculos a cărui fabricare și utilizare trebuie, în general, evitate acolo unde este posibil în practica chimiei verzi. Dar, după cum sa menționat mai sus, clorul elementar a salvat multe vieți datorită utilizării sale pentru dezinfectarea apei. Un număr de pesticide persistente, inclusiv DDT, sunt compuși organici compuși din clor împreună cu carbon și hidrogen., În plus față de daunele ecologice cauzate de aceste pesticide, subprodusele de deșeuri rezultate din fabricarea lor și din producția altor compuși organoclorurați sunt printre cei mai abundenți contaminanți ai haldelor chimice periculoase pentru deșeuri periculoase. Un plastic comun, clorura de polivinil (PVC), conține clor. Acest plastic este utilizat pe scară largă în conducta de apă și conducta de scurgere, în fosta aplicație înlocuind metalul de cupru relativ rar și scump și plumbul toxic. Dar materialul folosit pentru fabricarea PVC-ului este clorura de vinil volatilă., Este unul dintre puținele substanțe cancerigene umane cunoscute, care a provocat cazuri documentate de o formă rară de cancer la ficat la lucrătorii expuși anterior la niveluri foarte ridicate de vapori de clorură de vinil la locul de muncă. Din cauza pericolelor clorului elementar și a problemelor cauzate de compușii organoclorurați, practica chimiei verzi încearcă cu siguranță să minimizeze producția și utilizarea clorului elementar și, în general, încearcă să minimizeze producția de compuși organoclorurați și dispersia lor în mediu.

numărul elementului 18, argon, Ar, masa atomică 39.,95, ne aduce la sfârșitul celei de-a treia perioade a tabelului periodic abreviat. Are un octet complet de electroni exteriori și este un gaz nobil. Nu au fost izolați compuși chimici adevărați ai argonului și nu au fost cunoscute legături chimice care implică acest element până când a fost raportată formarea unei legături tranzitorii foarte instabile care implică atomi de Ar în septembrie 2000. Argonul compune aproximativ 1% în volum în atmosferă. În mare parte datorită naturii sale inerte chimic, argonul are unele utilizări. Este folosit ca gaz pentru a umple becurile incandescente., În acest sens, ajută la prevenirea evaporării atomilor de tungsten alb-fierbinte din filamentul lămpii strălucitoare, prelungind astfel semnificativ durata de viață a becului. Este, de asemenea, utilizat ca mediu de plasmă în instrumentele utilizate pentru analiza emisiilor atomice cu plasmă cuplată inductiv a poluanților elementari. În această aplicație, un semnal de radiofrecvență este utilizat pentru a converti argonul într-o plasmă gazoasă care conține ioni ar+ încărcați pozitiv și electroni încărcați negativ și este încălzit la un 10.000 c incredibil de fierbinte.,

completarea tabelului Periodic

următorul element care trebuie adăugat la tabelul periodic abreviat este numărul elementului 19. Aceasta începe o a patra perioadă a tabelului periodic. Această perioadă conține de fapt 18 elemente, dar o vom lua doar în măsura în care primele două. Asta pentru că elementul cu numărul 21 este primul de metale de tranziție și pentru a explica plasarea lor în tabelul periodic, pe baza de electroni în ele devine un pic mai complicat și mai implicat decât este necesar pentru această carte., Cititorul care are nevoie de mai multe detalii este referit la alte cărți standard despre chimia de început.2,3

elementul cu numărul atomic 19 este potasiu, K, având o masă atomică de 39,10. Majoritatea potasiului constă din izotop cu 20 de neutroni, . Cu toate acestea, o mică parte din K natural este sub forma . Acesta este un izotop radioactiv de potasiu și din moment ce toți avem potasiu (un element esențial pentru viață) în corpul nostru, toți suntem în mod natural radioactivi!, Masa musculară conține mai mult potasiu decât țesutul adipos (grăsime), astfel încât mai mulți oameni musculari sunt mai radioactivi. Dar să nu vă faceți griji, nivelurile de radioactivitate din potasiu din organism sunt prea scăzute pentru a provoca îngrijorare și, în niciun caz, nu pot fi evitate. (Un susținător al energiei nucleare a subliniat că dormitul cu o persoană musculară expune una la mai multă radioactivitate decât trăirea aproape de un reactor de energie nucleară.aceleași lucruri care se pot spune despre sodiu, elementul numărul 11, sunt în general adevărate pentru potasiu., În starea elementară pură, potasiul este un metal alcalin foarte reactiv. Ca element esențial pentru viață, este un îngrășământ comun adăugat în sol pentru a face culturile să crească bine. Din punct de vedere chimic, potasiul își pierde singur electronul exterior pentru a produce ionul K+.calciul, Ca, numărul atomic 20, masa atomică 40.08, are 2 electroni de coajă exterioară, doi dincolo de un octet complet. Atomul de calciu își pierde cu ușurință cei 2 electroni „extra” pentru a produce cationul Ca2+. Ca și alte elemente din grupul său din tabelul periodic, calciul este un metal alcalino-pământos., Metalul elementar de calciu este reactiv chimic, deși nu atât de mult ca potasiul. Calciul are proprietăți chimice foarte asemănătoare cu cele ale magneziului, metalul alcalino-pământos direct deasupra calciului din tabelul periodic.calciul este esențial pentru viață, deși majoritatea solurilor conțin suficient calciu pentru a susține o creștere optimă a culturilor. Calciul este foarte important în corpurile noastre, deoarece hidroxiapatita minerală dură, CA5OH (PO4) 3, este materialul dur din dinți și oase., Deficitul de calciu poate provoca formarea dinților săraci și dezvoltarea osteoporozei invalidante o afecțiune caracterizată prin oase slabe, care este în special susceptibilă să afecteze femeile în vârstă.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *