3. perioda hemijskih elemenata
| Period 3 in the periodic table |
3. perioda hemijskih elemenata je jedan od hemijskih elemenata u trećem redu (ili periodi) periodnog sistema hemijskih elemenata. Periodični sistem je postavljen u redove kako bi ilustrovao ponavljajuće (periodične) trendove u hemijskom ponašanju elemenata kako se njihov atomski broj povećava: novi red počinje kada periodni sistem preskoči red i hemijsko ponašanje počinje da se ponavlja, što znači da elementi sa sličnim ponašanjem spadaju u iste vertikalne kolone. Treća perioda sadrži osam elemenata: natrijum, magnezijum, aluminijum, silicijum, fosfor, sumpor, hlor i argon. Prva dva, natrijum i magnezijum, su članovi s-bloka periodnog sistema, dok su ostali članovi p-bloka. Svi elementi iz periode 3 se javljaju u prirodi i imaju najmanje jedan stabilan izotop.[1]
Atomska struktura uredi
U kvantnom mehaničkom opisu atomske strukture, ovaj period odgovara nakupljanju elektrona u trećoj (n = 3) ljusci, tačnije ispunjavanju njenih 3s i 3p podljuske. Postoji 3d podljuska, ali — u skladu sa Aufbau principom — ona se ne popunjava do periode 4. Ovo čini svih osam elemenata analozima elemenata periode 2 u istom tačnom nizu. Pravilo okteta se generalno primenjuje na periodu 3 na isti način kao i na elemente periode 2, jer 3d podljuska obično ne deluje.
Elementi uredi
| Element | # | Simbol | Blok | Elektronska konfiguracija |
|---|---|---|---|---|
| Natrijum | 11 | Na | s-block | [Ne] 3s1 |
| Magnezijum | 12 | Mg | s-blok | [Ne] 3s2 |
| Aluminijum | 13 | Al | p-blok | [Ne] 3s2 3p1 |
| Silicijum | 14 | Si | p-blok | [Ne] 3s2 3p2 |
| Fosfor | 15 | P | p-blok | [Ne] 3s2 3p3 |
| Sumpor | 16 | S | p-blok | [Ne] 3s2 3p4 |
| Hlor | 17 | Cl | p-blok | [Ne] 3s2 3p5 |
| Argon | 18 | Ar | p-blok | [Ne] 3s2 3p6 |
Natrijum uredi
Natrijum (simbol Na) je mekan, srebrno-beo, visoko reaktivan metal i član je alkalnih metala; njegov jedini stabilni izotop je 23Na. To je izobilno dostupan element koji postoji u brojnim mineralima kao što su feldspati, sodalit i kamena so. Mnoge soli natrijuma su veoma rastvorljive u vodi i stoga su prisutne u značajnim količinama u Zemljinim vodenim telima, najviše u okeanima kao natrijum hlorid.
Mnoga natrijumova jedinjenja su korisna, kao što je natrijum hidroksid (lužina) za pravljenje sapuna, i natrijum hlorid za upotrebu kao sredstvo za odmrzavanje i hranljiva materija. Isti jon je takođe komponenta mnogih minerala, kao što je natrijum nitrat.
Slobodni metal, elementarni natrijum, ne postoji u prirodi, već se mora pripremiti iz jedinjenja natrijuma. Elementarni natrijum je prvi izolovao Hamfri Dejvi 1807. godine elektrolizom natrijum hidroksida.
Magnezijum uredi
Magnezijum (simbol Mg) je zemnoalkalni metal i ima oksidacioni broj +2. To je osmi element po zastupljenosti u Zemljinoj kori[2] i deveti u poznatom svemiru u celini.[3][4] Magnezijum je četvrti najčešći element na Zemlji kao celini (iza gvožđa, kiseonika i silicijuma), čineći 13% mase planete i veliki deo plašta planete. Prisutan je u relativnom izobilju, jer se lako formira u supernovama uzastopnim dodavanjem tri jezgra helijuma ugljeniku (koji je isto tako napravljen od tri jezgra helijuma). Zbog velike rastvorljivosti jona magnezijuma u vodi, on je treći rastvoreni element po zastupljenosti u morskoj vodi.[5]
Slobodni element (metal) se ne nalazi prirodno na Zemlji, jer je veoma reaktivan (iako nakon što se proizvedee, biva obložen je tankim slojem oksida (pogledajte pasivaciju), koji delimično maskira ovu reaktivnost). Slobodni metal gori karakterističnom briljantnom belom svetlošću, što ga čini korisnim sastojkom u bakljama. Ovaj metal se sada uglavnom dobija elektrolizom magnezijumovih soli dobijenih iz slanog rastvora. Komercijalno, glavna upotreba ovog metala je kao sredstvo za legiranje za pravljenje legura aluminijum-magnezijum, koje se ponekad nazivaju „magnalijum” ili „magnelijum”. Pošto je magnezijum manje gust od aluminijuma, ove legure su cenjene zbog svoje relativne lakoće i čvrstoće.
Joni magnezijuma su kiseli na ukus, a u malim koncentracijama pomažu da se svežim mineralnim vodama da prirodna kiselost.
Aluminijum uredi
Aluminijum (simbol Al) ili aluminum (američki engleski) je srebrno-beli član grupe bora hemijskih elemenata i p-blok metala koji neki hemičari klasifikuju kao postprelazni metal.[6] U normalnim okolnostima nije rastvorljiv u vodi. Aluminijum je treći element po zastupljenosti (nakon kiseonika i silicijuma) i najzastupljeniji metal u Zemljinoj kori. On čini oko 8% mase čvrste površine Zemlje. Metal aluminijum je previše hemijski reaktivan da bi se pojavio prirodno. Umesto toga, nalazi se u kombinaciji u preko 270 različitih minerala.[7] Glavna ruda aluminijuma je boksit.
Aluminijum je izuzetan po maloj gustini metala i po svojoj sposobnosti da se odupre koroziji zbog fenomena pasivacije. Strukturne komponente napravljene od aluminijuma i njegovih legura su od vitalnog značaja za vazduhoplovnu industriju, a važne su u drugim oblastima transporta i konstrukcijskih materijala. Najkorisnija jedinjenja aluminijuma, barem po težinskoj osnovi, su oksidi i sulfati.
Silicijum uredi
Silicijum (simbol Si) je metaloid grupe 14. On je manje reaktivan od svog hemijskog analognog ugljenika, nemetala direktno iznad njega u periodičnoj tabeli, ali reaktivniji od germanijuma, metaloida direktno ispod njega u tabeli. Kontroverze o karakteru silicijuma datiraju od njegovog otkrića: silicijum je prvi put pripremljen i okarakterisan u čistom obliku 1824. godine, i dobio je naziv silicijum (od lat. silicis, kremen), sa završetkom reči -ijum koji ukazuje na metal. Međutim, njegovo konačno ime, predloženo 1831. godine, odražava hemijski sličnije elemente ugljenik i bor.
Silicijum je osmi element po učestalosti u svemiru po masi, ali se vrlo retko javlja kao čisti slobodni element u prirodi. Najšire je rasprostranjen u prašini, pesku, planetoidima i planetama u vidu različitih oblika silicijum dioksida (silike) ili silikata. Preko 90% Zemljine kore se sastoji od silikatnih minerala, što čini silicijum drugim najzastupljenijim elementom u Zemljinoj kori (oko 28% po masi) nakon kiseonika.[8]
Većina silicijuma se koristi komercijalno bez odvajanja, i zaista često sa malo prerade jedinjenja iz prirode. To uključuje direktnu industrijsku upotrebu gline, silicijumskog peska i kamena. Silika se koristi u keramičkoj cigli. Silikat je sastojak u Portland cementa za malter i štuko, i kombinovan sa silicijumskim peskom i šljunkom, da bi se napravio beton. Silikati se takođe nalaze u keramici za belo posuđe kao što je porcelan, i u tradicionalnom kvarcnom natrijum-krečnom staklu. Modernija silicijumska jedinjenja kao što je silicijum karbid formiraju abrazive i keramiku visoke čvrstoće. Silicijum je osnova sveprisutnih sintetičkih polimera na bazi silicijuma zvanih silikoni.
Elementarni silicijum takođe ima veliki uticaj na savremenu svetsku ekonomiju. Iako se većina slobodnog silicijuma koristi u industriji prerade čelika, livenju aluminijuma i finoj hemijskoj industriji (često za pravljenje pirogene silike), relativno mali deo veoma visoko prečišćenog silicijuma koji se koristi u poluprovodničkoj elektronici (< 10%) je možda čak i kritičniji. Zbog široke upotrebe silicijuma u integrisanim kolima, koja su osnova većine računara, od njega zavisi i veliki deo savremene tehnologije.
Biološke uloge uredi
Natrijum je esencijalni element za sve životinje i neke biljke. Kod životinja, joni natrijuma se koriste protiv jona kalijuma za stvaranje naelektrisanja na ćelijskim membranama, omogućavajući prenos nervnih impulsa kada se naelektrisanje rasprši; stoga je klasifikovan kao dijetetski neorganski makromineral.
Magnezijum je jedanaesti element po masi u ljudskom telu; njegovi joni su neophodni za sve žive ćelije, gde igraju glavnu ulogu u manipulisanju važnim biološkim [polyphosphate[|polifosfatnim]] jedinjenjima kao što su ATP, DNA, i RNA. Stotine enzima stoga zahtevaju jone magnezijuma da bi funkcionisali. Magnezijum je takođe metalni jon u centru hlorofila i stoga je uobičajen aditiv za đubriva.[9] Jedinjenja magnezijuma se koriste u medicini kao uobičajeni laksativi, antacidi (npr. magnezijumsko mleko) i u brojnim situacijama kada je potrebna stabilizacija abnormalne ekscitacije nerva i spazama krvnih sudova (npr. za lečenje eklampsije).
Uprkos svojoj rasprostranjenosti u životnoj sredini, nije poznato da se soli aluminijuma koriste u bilo kom obliku života. U skladu sa njegovom rasprostranjenošću, biljke i životinje ga dobro podnose.[10] Zbog njihove rasprostranjenosti, potencijalne korisne (ili druge) biološke uloge aluminijumskih jedinjenja su od stalnog interesa.
Silicijum je esencijalni element u biologiji, iako izgleda da je životinjama potreban samo u tragovima,[11] iako je raznim morskim sunđerima potreban silicijum da bi imali strukturu. On je mnogo važniji za metabolizam biljaka, posebno mnogih trava, i silicijumska kiselina (vrsta silicijum dioksida) čini osnovu upečatljivog niza zaštitnih školjki mikroskopskih dijatomeja.
Fosfor je neophodan za život. Kao fosfat, on je komponenta DNK, RNK, ATP, a takođe i fosfolipida koji formiraju sve ćelijske membrane. Demonstrirajući vezu između fosfora i života, elementarni fosfor je istorijski prvi put izolovan iz ljudskog urina, a koštani pepeo je bio važan rani izvor fosfata. Fosfatni minerali su fosili. Nizak nivo fosfata je važna granica za rast u nekim vodenim sistemima. Danas je najvažnija komercijalna upotreba hemikalija na bazi fosfora proizvodnja đubriva, za zamenu fosfora koji biljke uklanjaju iz tla.
Sumpor je esencijalni element za sav život i široko se koristi u biohemijskim procesima. U metaboličkim reakcijama, jedinjenja sumpora služe i kao goriva i kao respiratorni materijali (koji zamenjuju kiseonik) za jednostavne organizme. Sumpor u organskom obliku prisutan je u vitaminima biotinu i tiaminu, od kojih je ovaj drugi nazvan po grčkoj reči za sumpor. Sumpor je važan deo mnogih enzima i u molekulima antioksidansa kao što su glutation i tioredoksin. Organski vezan sumpor je komponenta svih proteina, kao što su aminokiseline cistein i metionin. Disulfidne veze su u velikoj meri odgovorne za mehaničku čvrstoću i nerastvorljivost proteina keratina, koji se nalazi u spoljašnjem delu kože, kosi i perju, i ovaj element doprinosi njihovom oštrom mirisu kada se sagorevaju.
Elementarni hlor je izuzetno opasan i otrovan za sve oblike života, a korišten je kao plućni agens u hemijskom ratu; međutim, hlor je neophodan većini oblika života, uključujući ljude, u obliku hloridnih jona.
Argon nema biološku ulogu. Kao i svaki gas osim kiseonika, argon je gušilac.
Reference uredi
- ^ Period 3 Element Arhivirano 2012-07-29 na sajtu Wayback Machine from Scienceaid.co.uk
- ^ Railsback, L. Bruce. „Abundance and form of the most abundant elements in Earth's continental crust” (PDF). Some Fundamentals of Mineralogy and Geochemistry. Arhivirano (PDF) iz originala 2011-09-27. g. Pristupljeno 2008-02-15.
- ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. str. 305—306. ISBN 978-0-13-175553-6.
- ^ Ash, Russell (2005). The Top 10 of Everything 2006: The Ultimate Book of Lists. Dk Pub. ISBN 0-7566-1321-3. Arhivirano iz originala 2010-02-10. g.
- ^ Anthoni, J Floor (2006). „The chemical composition of seawater”.
- ^ Huheey JE; Keiter EA; Keiter RL (1993). Principles of Structure & Reactivity (4th izd.). HarperCollins College Publishers. str. 28. ISBN 0-06-042995-X.
- ^ Shakhashiri, Bassam Z. „Chemical of the Week: Aluminum”. Science is Fun. Arhivirano iz originala 2007-09-06. g. Pristupljeno 2007-08-28.
- ^ Nave, R. Abundances of the Elements in the Earth's Crust, Georgia State University
- ^ „Magnesium in health”.
- ^ Helmboldt, Otto; Keith Hudson, L.; Misra, Chanakya; Wefers, Karl; Heck, Wolfgang; Stark, Hans; Danner, Max; Rösch, Norbert (2007). „Aluminum Compounds, Inorganic”. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.a01_527.pub2.
- ^ Nielsen, Forrest H. (1984). „Ultratrace Elements in Nutrition”. Annual Review of Nutrition. 4: 21—41. PMID 6087860. doi:10.1146/annurev.nu.04.070184.000321.
Literatura uredi
- Helmboldt, Otto; Keith Hudson, L.; Misra, Chanakya; Wefers, Karl; Heck, Wolfgang; Stark, Hans; Danner, Max; Rösch, Norbert (2007). „Aluminum Compounds, Inorganic”. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.a01_527.pub2.
- Ash, Russell (2005). The Top 10 of Everything 2006: The Ultimate Book of Lists. Dk Pub. ISBN 0-7566-1321-3. Arhivirano iz originala 2010-02-10. g.
