3주기 원소
Period 3 element| 의 시리즈의 일부 |
| 주기율표 |
|---|
주기 3 원소는 화학 원소의 주기율표의 세 번째 행(또는 주기)에 있는 화학 원소 중 하나이다.주기율표는 원자번호가 증가함에 따라 원소의 화학적 거동이 반복되는(주기적) 추세를 설명하기 위해 행으로 배열된다. 주기율표가 행을 건너뛰고 화학적 거동이 반복되기 시작하면 새로운 행이 시작된다. 즉, 유사한 거동을 가진 원소가 동일한 수직 열에 속한다는 것을 의미한다.세 번째 주기는 나트륨, 마그네슘, 알루미늄, 실리콘, 인, 황, 염소, 아르곤의 8가지 원소를 포함합니다.첫 번째 두 가지인 나트륨과 마그네슘은 주기율표의 s-블록의 멤버이고, 다른 두 가지는 p-블록의 멤버입니다.모든 3주기 원소는 자연에서 발생하며 적어도 1개의 안정 [1]동위원소를 가지고 있다.
원자 구조
원자구조의 양자역학적 기술에서, 이 기간은 세 번째 (n = 3) 껍질에서 전자의 축적에 해당하며, 더 구체적으로 3s 및 3p 서브셸을 채운다.3d 서브셸이 있지만 Aufbau 원칙에 따라 4주기까지 채워지지 않습니다.그러면 8개의 원소가 모두 동일한 순서로 주기 2의 원소의 아날로그가 됩니다.옥텟 규칙은 일반적으로 기간 2 요소와 동일한 방식으로 기간 3에 적용됩니다.이는 3d 서브셸이 일반적으로 동작하지 않기 때문입니다.
요소들
| 요소 | # | 기호. | 블록 | 전자 구성 |
|---|---|---|---|---|
| 나트륨 | 11 | 나 | s블록 | [Ne] 3s1 |
| 마그네슘 | 12 | Mg | s블록 | [Ne] 3s2 |
| 알루미늄 | 13 | 알 | p블록 | [Ne] 3s2 3p1 |
| 실리콘 | 14 | 시 | p블록 | [Ne] 3s2 3p2 |
| 인 | 15 | P | p블록 | [Ne] 3s2 3p3 |
| 유황 | 16 | S | p블록 | [Ne] 3s2 3p4 |
| 염소 | 17 | 클론 | p블록 | [Ne] 3s2 3p5 |
| 아르곤 | 18 | 아르 | p블록 | [Ne] 3s2 3p6 |
나트륨
나트륨(기호 Na)은 부드럽고 은백색의 반응성이 높은 금속으로 알칼리 금속의 구성원입니다. 유일하게 안정적인 동위원소는 Na입니다.장석, 소다라이트, 암염과 같은 수많은 광물에 존재하는 풍부한 원소입니다.나트륨의 많은 소금은 물에 매우 잘 녹기 때문에 염화나트륨으로 바다에 풍부하게 존재하는 지구의 수역에 상당한 양이 있습니다.
비누 제조용 수산화나트륨(양잿물)이나 제빙제 및 영양제로서 사용되는 염화나트륨 등 많은 나트륨 화합물이 유용하다.같은 이온은 또한 질산나트륨과 같은 많은 광물의 성분이다.
유리 금속인 원소 나트륨은 자연에서 발생하지 않지만 나트륨 화합물로 제조되어야 합니다.원소 나트륨은 1807년 험프리 데이비에 의해 수산화 나트륨의 전기 분해에 의해 처음 분리되었다.
마그네슘
마그네슘(기호 Mg)은 알칼리 토류 금속으로 산화수가 +2입니다.그것은 지구 지각에서[2] 8번째로 풍부한 원소이며 알려진 우주 [3][4]전체로는 9번째 원소이다.마그네슘은 지구 전체에서 철, 산소, 실리콘 다음으로 네 번째로 흔한 원소이며, 행성 질량의 13%와 행성 맨틀의 큰 부분을 차지한다.그것은 탄소에 헬륨 원자핵 3개를 순차적으로 추가함으로써 초신성 별에 쉽게 쌓이기 때문에 상대적으로 풍부합니다.마그네슘 이온의 높은 용해성 때문에,[5] 그것은 바닷물에 녹는 세 번째로 풍부한 원소이다.
자유 원소(금속)는 반응성이 매우 높기 때문에 지구에서는 자연적으로 발견되지 않습니다(일단 생산되면 산화물 얇은 층으로 코팅되어 이러한 반응성을 부분적으로 숨깁니다).프리메탈은 특유의 눈부신 흰색 빛으로 타오르기 때문에 플레어에 유용한 성분이 됩니다.현재 이 금속은 주로 소금물에서 얻은 마그네슘 소금을 전기 분해하여 얻습니다.상업적으로 금속의 주요 용도는 알루미늄 마그네슘 합금을 만드는 합금제로, "마그날륨" 또는 "마그넬륨"이라고도 합니다.마그네슘은 알루미늄보다 밀도가 낮기 때문에 이러한 합금은 상대적으로 가볍고 강하기 때문에 귀하게 여겨집니다.
마그네슘 이온은 맛이 시고, 낮은 농도로 신선한 미네랄 워터에 천연의 신맛을 주는 데 도움이 됩니다.
알루미늄
알루미늄(기호 Al) 또는 알루미늄(미국 영어)은 붕소 그룹의 은백색 부재이며 일부 화학자들에 의해 전환 후 [6]금속으로 분류됩니다.정상적인 상황에서는 물에 녹지 않습니다.알루미늄은 지각에서 산소 및 실리콘 다음으로 세 번째로 풍부한 원소이며 가장 풍부한 금속입니다.그것은 지구 고체 표면의 무게로 약 8%를 차지한다.알루미늄 금속은 화학적으로 너무 반응하여 자연적으로 발생하지 않습니다.대신, 그것은 270개 이상의 다른 [7]광물에서 결합되어 발견됩니다.알루미늄의 주요 광석은 보크사이트이다.
알루미늄은 금속의 밀도가 낮고 수동화 현상으로 인한 부식에 대한 저항력이 뛰어나다는 점에서 주목할 만합니다.알루미늄과 알루미늄 합금으로 만들어진 구조 부품은 항공 우주 산업에 필수적이며 운송 및 구조 재료의 다른 분야에서도 중요합니다.알루미늄의 가장 유용한 화합물은 적어도 중량 기준으로는 산화물과 황산염입니다.
실리콘
실리콘(기호 Si)은 14족 금속이다.화학 아날로그 탄소(주기율표에서 바로 위에 있는 비금속)보다는 덜 반응하지만, 표에서 바로 아래에 있는 금속인 게르마늄(Germanium)보다는 더 반응적입니다.실리콘의 특징에 대한 논란은 그것의 발견으로부터 시작되었다: 실리콘은 1824년에 처음으로 준비되었고 순수한 형태로 특징지어졌으며 실리콘이라는 이름은 금속을 암시하는 -ium 단어와 함께 붙여졌다.하지만, 1831년에 제안된 그것의 최종 이름은 화학적으로 더 유사한 탄소와 붕소를 반영한다.
실리콘은 우주에서 질량 면에서 8번째로 흔한 원소이지만, 자연에서 순수한 자유 원소로 발생하는 경우는 거의 없습니다.그것은 다양한 형태의 이산화규소 또는 규산염으로 먼지, 모래, 미행성체, 그리고 행성에 가장 널리 분포합니다.지구 지각의 90% 이상이 규산염 광물로 이루어져 있으며,[8] 실리콘은 산소 다음으로 지각에서 두 번째로 풍부한 원소입니다.
대부분의 실리콘은 분리되지 않고 상업적으로 사용되며, 실제로 자연으로부터 화합물을 거의 처리하지 않고 사용됩니다.여기에는 점토, 실리카 모래 및 석재의 산업용 건물 직접 사용이 포함됩니다.실리카는 세라믹 벽돌에 사용된다.규산염은 모르타르와 회반죽을 만들기 위해 포틀랜드 시멘트에 들어가 실리카 모래와 자갈과 결합해 콘크리트를 만든다.규산염은 도자기와 같은 화이트웨어 세라믹스나 전통적인 석영 기반의 소다 석회 유리에도 들어 있습니다.탄화규소와 같은 보다 현대적인 실리콘 화합물은 연마재와 고강도 세라믹스를 형성합니다.실리콘은 실리콘이라고 불리는 유비쿼터스 합성 실리콘 기반 중합체의 기초이다.
원소 실리콘은 또한 현대 세계 경제에 큰 영향을 미친다.대부분의 유리 실리콘은 철강 정제, 알루미늄 주조 및 미세 화학 산업(종종 흄 실리카를 만드는 데 사용됨)에 사용되지만, 반도체 전자제품에 사용되는 매우 정제된 실리콘의 비교적 작은 부분(< 10%)이 더 중요합니다.대부분의 컴퓨터의 기반인 집적회로에 실리콘이 널리 사용되기 때문에, 많은 현대 기술이 실리콘에 의존합니다.
인
인(기호 P)은 질소기의 다가의 비금속이며, 광물로서의 인은 무기 인산염 암석으로서 최대 산화(펜타바) 상태로 거의 항상 존재한다.원소 인은 흰 인과 붉은 인의 두 가지 주요한 형태로 존재하지만, 그것의 높은 반응성 때문에, 지구에서 인은 결코 자유 원소로서 발견되지 않습니다.
생산되는 원소 인의 첫 번째 형태(1669년 흰색 인)는 산소에 노출되었을 때 희미한 빛을 발한다. 그래서 그 이름은 그리스 신화에서 "빛을 내는 사람"을 의미하는 ωφφςςςςςςς meaning meaning meaning referring referring referring referring referring referring referring referring referring referring referring referring referring venus venus venus venus the venus venus venus venus" the venus venus venus star" the the venus venus, "아침별" 즉 금성을 지칭한다.비록 "인광"이라는 용어는 조명 후의 빛을 의미하지만, 인의 빛은 인의 이러한 특성에서 유래하지만, 인의 빛은 백색(빨간색이 아닌) 인의 산화에서 유래하며 화학 발광이라고 불러야 한다.또한 옥텟 규칙에 대한 안정적인 예외를 쉽게 생성할 수 있는 가장 가벼운 요소입니다.
대부분의 인 화합물은 비료로 소비된다.다른 응용 분야에는 세제, 살충제 및 신경제 및 [9]성냥에서 유기인 화합물의 역할이 포함됩니다.
유황
황(기호 S)은 풍부한 다가의 비금속이며, 칼코겐 중 하나입니다.정상 조건 하에서 황 원자는 화학식 S의8 고리형 8원자 분자를 형성한다.원소 유황은 상온에서 밝은 노란색의 결정성 고체입니다.유황은 화학적으로 산화제 또는 환원제로서 반응할 수 있다.그것은 대부분의 금속과 탄소를 포함한 몇몇 비금속들을 산화시키고, 이것은 대부분의 유기황 화합물에서 음전하를 유발하지만, 산소와 불소와 같은 몇몇 강한 산화제를 감소시킨다.
자연에서 황은 순수한 원소로, 황화물과 황산염 광물로 발견될 수 있다.원소 유황 결정은 밝은 색상의 다면체 모양 때문에 광물 수집가들에 의해 일반적으로 요구됩니다.유황은 고대 그리스, 중국, 이집트에서 사용되었다고 언급되는 고대에는 풍부한 형태로 알려져 있었다.훈증제로는 유황가스가 사용되었고, 방충제 및 구충제로는 유황 함유 약재가 사용되었습니다.유황은 성경에서 영어로 유황으로 언급되고 있으며, 이 이름은 여러 비과학적인 [10]용어로 여전히 사용되고 있다.유황은 그 자체의 연금술 기호를 받을 만큼 중요한 것으로 여겨졌다.그것은 최고의 품질의 검은 화약을 만들기 위해 필요했고, 밝은 노란색 가루는 연금술사들에 의해 그들이 합성하려고 했던 금의 성질을 포함하고 있다는 가설을 세웠다.1777년, 앙투안 라부아지에는 유황이 화합물이 아닌 기본 원소라는 것을 과학계에 설득하는 데 도움을 주었다.
원소 유황은 소금 돔에서 추출된 적이 있는데, 소금 돔에서는 가끔 거의 순수한 형태로 발생하지만, 이 방법은 20세기 후반부터 사용되지 않고 있다.오늘날, 거의 모든 원소 유황은 천연 가스와 석유에서 유황 함유 오염 물질을 제거하는 부산물로 생산된다.원소의 상업적 용도는 비료에 주로 사용되는데, 이는 식물의 요구량이 상대적으로 높기 때문입니다. 또한 주요 공업용 화학물질인 황산 제조에도 사용됩니다.성냥, 살충제, 살균제 등에도 잘 알려진 용도가 있다.많은 유황 화합물이 악취가 나는데, 냄새나는 천연가스, 스컹크 향, 자몽, 마늘 냄새가 유황 화합물 때문이다.생물에 의해 생성된 황화수소는 부패하는 달걀과 다른 생물학적 과정에 특징적인 냄새를 부여한다.
염소
염소(기호 Cl)는 두 번째로 가벼운 할로겐입니다.그 원소는 디클로로인이라고 불리는 표준 조건 하에서 이원자 분자를 형성한다.모든 원소 중에서 전자 친화력이 가장 높고 전기 음성도가 세 번째로 높습니다. 따라서 염소는 강력한 산화제입니다.
염소의 가장 흔한 화합물인 염화나트륨은 고대부터 알려져 왔지만, 1630년경 벨기에의 화학자이자 의사인 얀 침례 반 헬몬트에 의해 염소 가스가 얻어졌습니다.1774년 스웨덴의 화학자 칼 빌헬름 쉴레는 염산에서 얻은 산화물을 합성했다고 생각했기 때문에 염산을 탈염소산이라고 불렀다.클로드 베르톨레를 포함한 많은 화학자들은 쉴레의 "탈황된 뮤리아산 공기"가 산소와 아직 발견되지 않은 원소의 조합일 것이라고 제안했고, 쉴레는 이 산화물 안에 있는 것으로 추정되는 새로운 원소를 뮤리아튬이라고 명명했다.이 새로 발견된 가스가 단순한 원소라는 제안은 1809년 조셉 루이 게이-루삭과 루이-자크스에 의해 이루어졌다.This was confirmed in 1810 by Sir Humphry Davy, who named it chlorine, from the Greek word χλωρός (chlōros), meaning "green-yellow".
염소는 다른 많은 화합물의 성분이다.그것은 지구 지각에서 두 번째로 풍부한 할로겐과 21번째로 풍부한 화학 원소이다.염소의 뛰어난 산화력은 염소를 표백제 및 소독제 사용으로 이끌었으며, 화학 산업에서 필수적인 시약으로 사용되었습니다.일반적인 소독제로서 염소 화합물은 수영장을 깨끗하고 위생적으로 유지하기 위해 사용됩니다.대기 상층부에서는 클로로플루오로카본과 같은 염소를 함유한 분자가 오존 파괴에 관여하고 있다.
아르곤
아르곤(기호 Ar)은 18족 중 세 번째 원소인 귀가스이다.아르곤은 지구 대기 중 세 번째로 흔한 기체로, 0.93%로 이산화탄소보다 더 흔하다.이 아르곤의 거의 모든 것은 지구 지각의 칼륨-40의 붕괴에서 파생된 방사성 아르곤-40이다.우주에서 아르곤-36은 지금까지 가장 흔한 아르곤 동위원소이며, 별의 핵합성에 의해 생성된 아르곤 동위원소이다.
The name "argon" is derived from the Greek neuter adjective ἀργόν, meaning "lazy" or "the inactive one", as the element undergoes almost no chemical reactions.외부 원자 껍질에 있는 완전한 옥텟(8개의 전자)은 아르곤을 안정시키고 다른 원소와의 결합에 저항하게 합니다.그것의 세 배점 온도 83.8058 K는 1990년의 국제 온도 척도에서 결정적인 고정점입니다.
아르곤은 액체공기의 분별증류에 의해 산업적으로 생산된다.아르곤은 보통 반응하지 않는 물질이 반응하는 용접 및 기타 고온 산업 공정에서 대부분 불활성 차폐 가스로 사용됩니다. 예를 들어, 흑연 전기로에서는 흑연 연소를 방지하기 위해 아르곤 분위기가 사용됩니다.아르곤 가스는 또한 백열 및 형광 조명, 그리고 다른 종류의 가스 방출 튜브에도 사용됩니다.아르곤은 독특한 청록색 가스 레이저를 만든다.
생물학적 역할
나트륨은 모든 동물과 몇몇 식물에게 필수적인 원소이다.동물에서 나트륨 이온은 칼륨 이온에 대항해 세포막에 전하를 형성하기 위해 사용되며, 전하가 소멸될 때 신경 자극을 전달할 수 있습니다. 따라서 이것은 식이 무기 대크로미네랄로 분류됩니다.
마그네슘은 인체에서 질량으로 11번째로 풍부한 원소이다; 마그네슘 이온은 모든 살아있는 세포에 필수적이며, 그곳에서 그들은 ATP, DNA, RNA와 같은 중요한 생물학적 폴리인산 화합물을 조작하는데 주요한 역할을 한다.따라서 수백 개의 효소가 마그네슘 이온을 필요로 한다.마그네슘은 또한 엽록소의 중심에 있는 금속 이온이며, 따라서 [11]비료의 일반적인 첨가물이다.마그네슘 화합물은 일반적인 설사약, 제산제(예: 마그네슘 우유) 및 비정상적인 신경 흥분 및 혈관 경련의 안정화가 필요한 여러 상황(예: 에클람시아 치료)에서 의약적으로 사용된다.
알루미늄 소금은 환경에 널리 분포되어 있지만 어떤 형태의 생명체에서도 사용되는 것으로 알려져 있지 않습니다.그 만연을 따라 식물과 동물이 [12]잘 견딘다.알루미늄 화합물의 잠재적인 유익한(또는 다른) 생물학적 역할은 널리 알려져 있기 때문에 지속적으로 관심을 끌고 있습니다.
비록 다양한 해면들이 구조를 갖추기 위해 규소를 필요로 하지만,[13] 실리콘은 생물학의 필수적인 요소이다.그것은 식물, 특히 많은 풀의 신진대사에 훨씬 더 중요하며 규산(실리카의 일종)은 현미경 규조류의 눈에 띄는 보호 껍데기 배열의 기초를 형성합니다.
인은 생명에 필수적입니다.인산염으로서, 그것은 DNA, RNA, ATP, 그리고 모든 세포막을 형성하는 인지질의 구성요소이다.인과 생명체의 연관성을 입증하면서, 원소 인은 역사적으로 인간의 소변에서 처음 분리되었고, 뼈의 회분은 중요한 초기 인산염 공급원이었다.인산염 광물은 화석이다.낮은 인산염 수치는 일부 수중 시스템에서 성장에 중요한 제한입니다.오늘날, 인을 기반으로 하는 화학 물질의 가장 중요한 상업적 용도는 식물이 토양에서 제거하는 인을 대체하기 위한 비료의 생산이다.
유황은 모든 생명체에 필수적인 원소이며 생화학적 과정에 널리 사용된다.대사 반응에서, 황 화합물은 단순한 유기체의 연료와 호흡기(산소 대체) 물질 역할을 합니다.비타민 비오틴과 티아민에는 유기 형태의 유황이 존재하며, 티아민은 그리스어로 유황이라는 뜻에서 이름이 붙여졌습니다.황은 많은 효소들과 글루타티온과 티오레독신과 같은 항산화 분자들의 중요한 부분입니다.유기 결합 유황은 아미노산 시스테인과 메티오닌과 같이 모든 단백질의 구성요소이다.디술피드 결합은 주로 외피, 털, 깃털에서 발견되는 단백질 케라틴의 기계적 강도와 불용성의 원인이 되며, 연소 시 자극적인 냄새의 원인이 된다.
원소 염소는 모든 생명체에게 매우 위험하고 독성이 있으며 화학전에서 폐작용제로 사용된다. 하지만 염소는 염화물 이온의 형태로 인간을 포함한 대부분의 생명체에게 필요하다.
아르곤은 생물학적 역할이 없습니다.산소를 제외한 다른 가스들과 마찬가지로 아르곤은 질식제이다.
원소표
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |
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메모들
레퍼런스
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