Elements del període 3

El sodi (símbol Na) és un metall tou, de color blanc platejat, altament reactiu i és un membre dels metalls alcalins; el seu únic isòtop estable és el ²³Na. És un element abundant que existeix en nombrosos minerals com el feldespat, la sodalita i la sal gemma. Moltes sals de sodi són altament solubles en aigua i, per tant, són presents en quantitats significatives en les masses d'aigua de la Terra, més abundantment en els oceans com clorur de sodi.

Molts compostos de sodi són útils, com l'hidròxid de sodi (lleixiu) per a fer sabó i el clorur de sodi per a usar com a agent de desglaç i nutrient. El mateix ió també és un component de molts minerals, com el nitrat de sodi.

El metall lliure, sodi elemental, no es troba en la naturalesa, però ha de preparar-se a partir de compostos de sodi. El sodi elemental va ser aïllat per primera vegada per Humphry Davy en 1807 mitjançant l'electròlisi d'hidròxid de sodi.

El magnesi (símbol Mg) és un metall alcalinoterri i té un nombre d'oxidació comú +2. És el vuitè element més abundant en l'escorça terrestre^[3] i el novè en l'univers conegut en el seu conjunt.^[4] El magnesi és el quart element més comú en la Terra en el seu conjunt (darrere del ferro, l'oxigen i el silici), i constitueix el 13% de la massa del planeta i una gran fracció del mantell del planeta. És relativament abundant perquè s'acumula fàcilment en estrelles supernoves mitjançant addicions seqüencials de tres nuclis d'heli al carboni (que al seu torn està format per tres nuclis d'heli). A causa de l'alt contingut d'ions de magnesiosolubilidad en aigua, és el tercer element més abundant dissolt en aigua de mar.^[5]

L'element lliure (metall) no es troba naturalment en la Terra, ja que és altament reactiu (encara que una vegada produït, es recobreix amb una fina capa d'òxid (vegeu passivació), que emmascara en part aquesta reactivitat). El metall lliure crema amb una llum blanca brillant característica, la qual cosa el converteix en un ingredient útil en les bengales. El metall s'obté ara principalment per electròlisi de sals de magnesi obtingudes a partir de salmorra. Comercialment, l'ús principal del metall és com a agent d'aliatge per a fabricar aliatges d'alumini i magnesi, a vegades anomenats "magnali" o "magneli". Atès que el magnesi és menys dens que l'alumini, aquests aliatges són apreciats per la seva relativa lleugeresa i resistència.

Els ions de magnesi són àcids al gust i, en baixes concentracions, ajuden a impartir una acidesa natural a les aigües minerals fresques.

L'alumini (símbol Al) és un membre de color blanc platejat del grup d'elements químics del bor i un metall de bloc p classificat per alguns químics com un metall de posttransició.^[6] No és soluble en aigua en circumstàncies normals. L'alumini és el tercer element més abundant (després de oxigen i silici), i el metall més abundant, en l'escorça de la Terra. Constitueix aproximadament el 8% en pes de la superfície sòlida de la Terra. L'alumini metàl·lic és massa reactiu químicament per a produir-se de manera nativa. En canvi, es troba combinat en més de 270 minerals diferents.^[7] El principal mineral d'alumini és la bauxita.

L'alumini destaca per la baixa densitat del metall i per la seva capacitat per a resistir la corrosió a causa del fenomen de passivació. Els components estructurals fets d'alumini i els seus aliatges són vitals per a la indústria aeroespacial i són importants en altres àrees del transport i materials estructurals. Els compostos d'alumini més útils, almenys en pes, són els òxids i sulfats.

El silici (símbol Si ) és un metal·loide del grup 14. És menys reactiu que el seu carboni anàleg químic, el no-metall directament damunt d'ell en la taula periòdica, però més reactiu que el germani, el metal·loide directament sota ell en la taula. La controvèrsia sobre el caràcter del silici data del seu descobriment: el silici es va preparar i va caracteritzar per primera vegada en forma pura en 1824, i se li va donar el nom de silici (del llatí: silicis, pedrenyal), amb una terminació de paraula -ium per a suggerir un metall. No obstant això, el seu nom final, suggerit en 1831, reflecteix els elements químicament més similars al carboni i el bor.

El silici és el vuitè element més comú en l'univers per massa, però molt rarament ocorre com l'element lliure pur en la naturalesa. Es distribueix més àmpliament en pólvores, sorres, planetoides i planetes com a diverses formes de diòxid de silici (sílice) o silicats. Més del 90% de l'escorça terrestre està composta de minerals de silicat, per la qual cosa el silici és el segon element més abundant en l'escorça terrestre (al voltant del 28% en massa) després de l'oxigen.^[8]

La major part del silici s'usa comercialment sense estar separat i, de fet, sovint amb poc processament de compostos de la naturalesa. Aquests inclouen l'ús directe d'argiles, sorra de sílice i pedra en edificis industrials. La sílice s'utilitza en maons ceràmics. El silicat entra en el ciment Portland per a morter i estuc, i es combina amb sorra de sílice i grava per a fer formigó. Els silicats també es troben en ceràmica blanca com la porcellana i en el tradicional vidre de calç sodada a base de quars. Compostos de silici més moderns comoabrasius en forma de carbur de silici i ceràmiques d'alta resistència. El silici és la base dels omnipresents polímers sintètics a base de silici anomenats silicones.

El silici elemental també té un gran impacte en l'economia mundial moderna. Encara que la major part del silici lliure s'usa en les indústries de refinació d'acer, fosa d'alumini i química fina (sovint per a fabricar sílice fumada), la porció relativament petita de silici molt altament purificat que s'usa en l'electrònica de semiconductors (<10%) és potser uniforme més crític. A causa de l'ampli ús del silici en els circuits integrats, la base de la majoria de les computadores, gran part de la tecnologia moderna depèn d'ell.

El fòsfor (símbol P) és un no-metall multivalent del grup del nitrogen, el fòsfor com a mineral gairebé sempre és present en el seu estat de màxima oxidació (pentavalent), com a roques de fosfat inorgànic. El fòsfor elemental existeix en dues formes principals, fòsfor blanc i fòsfor vermell, però a causa de la seva alta reactivitat, el fòsfor mai es troba com un element lliure en la Terra.

La primera forma de fòsfor elemental que es produeix (fòsfor blanc, en 1669) emet una tènue resplendor en exposar-se a l'oxigen; d'aquí el seu nom de la mitologia grega, Φωσφόρος que significa "portador de llum" (Llucifer en llatí), referint-se al "Matí Estrella", el planeta Venus. Encara que el terme "fosforescència", que significa resplendor després de la il·luminació, es deriva d'aquesta propietat del fòsfor, la resplendor del fòsfor s'origina per l'oxidació del fòsfor blanc (però no vermell) i hauria de dir-se quimioluminescència. També és l'element més lleuger per a produir fàcilment excepcions estables a la regla de l'octet.

La gran majoria dels compostos de fòsfor es consumeixen com a fertilitzants. Altres aplicacions inclouen el paper de composts organofosforats en detergents, pesticides i agents nerviosos, i partits.^[9]

El sofre (símbol S ) és un abundant no-metall multivalent, un dels calcogens. En condicions normals, els àtoms de sofre formen molècules octatòmiques cícliques amb fórmula química S₈. El sofre elemental és un sòlid cristal·lí de color groc brillant quan està a temperatura ambient. Químicament, el sofre pot reaccionar com a oxidant o com a agent reductor. Oxida la majoria dels metalls i diversos no-metalls, fins i tot el carboni, la qual cosa condueix a la seva càrrega negativa en la majoria dels compostos orgànics de sofre , però redueix diversos oxidants forts, com oxigen i fluor.

En la naturalesa, el sofre es pot trobar com a element pur i com a sulfurs i minerals de sulfat. Els col·leccionistes de minerals solen buscar cristalls de sofre elemental per les seves formes poliedre de colors brillants. En ser abundant en forma nativa, el sofre era conegut en l'antiguitat, esmentat pels seus usos en l'antiga Grècia, la Xina i Egipte. Els vapors de sofre es van utilitzar com fumigants i les mescles medicinals que contenen sofre es van utilitzar com bàlsams i antiparasitaris. El sofre es considerava prou important per a rebre el seu propi símbol alquímic. Es necessitava per a fer la millor qualitat de pólvora negra, i els alquimistes van plantejar la hipòtesi que la pols groga brillant contenia algunes de les propietats de l'or, que buscaven sintetitzar a partir d'ell. En 1777, Antoine Lavoisier va ajudar a convèncer a la comunitat científica que el sofre era un element bàsic, més que un compost.

El sofre elemental es va extreure una vegada de les cúpules de sal, on a vegades es troba en forma gairebé pura, però aquest mètode ha estat obsolet des de finals del segle xx Avui dia, gairebé tot el sofre elemental es produeix com a subproducte de l'eliminació de contaminants que contenen sofre del gas natural i el petroli. Els usos comercials de l'element són principalment en fertilitzants, a causa del requisit relativament alt de les plantes, i en la fabricació d'àcid sulfúric, un químic industrial primari. Altres usos coneguts de l'element són en fòsfors, insecticides i fungicides. Molts compostos de sofre són olorosos i l'olor de gas natural aromatitzat, olor de mofeta, aranja i all es deu als compostos de sofre. El sulfur d'hidrogen produït per organismes vius imparteix l'olor característica als ous podrits i altres processos biològics.

El clor (símbol Cl) és el segon halogen més lleuger. L'element forma molècules diatòmiques en condicions estàndard, anomenades diclorur. Té la major afinitat electrònica i la tercera major electronegativitat de tots els elements; per tant, el clor és un fort agent oxidant.

El compost més comú de clor, el clorur de sodi ( sal de taula), es coneix des de l'antiguitat; no obstant això, al voltant de 1630, el químic i metge belga Jan Baptist van Helmont va obtenir clor gasós. La síntesi i caracterització del clor elemental va ocórrer en 1774 pel químic suec Carl Wilhelm Scheele, qui el va dir "aire d'àcid muriàtic desflogistitzat", ja que va pensar que sintetitzava l'òxid obtingut a partir de l'àcid clorhídric, perquè es pensava en aquest moment que els àcids necessàriament contenien oxigen. Diversos químics, inclòs Claude Berthollet, van suggerir que l'"aire d'àcid muriàtic desflogisticat" de Scheele ha de ser una combinació d'oxigen i l'element encara no descobert. El suggeriment que aquest gas recentment descobert era un element simple va ser feta en 1809 per Joseph Louis Gay-Lussac i Louis-Jacques. Això va ser confirmat en 1810 per Sir Humphry Davy, qui ho va dir clor, de la paraula grega χλωρός (chlōros), que significa "verd-groc".

El clor és un component de molts altres compostos. És el segon halogen més abundant i el vint-i-unè element químic més abundant en l'escorça terrestre. El gran poder oxidant del clor el va portar als seus usos blanquejadors i desinfectants, a més de ser un reactiu imprescindible en la indústria química. Com a desinfectant comú, els compostos de clor s'utilitzen en les piscines per a mantenir-les netes i higièniques. En l'atmosfera superior, les molècules que contenen clor, com els clorofluorocarbonis, s'han vist implicades en l'esgotament de l'ozó.

L'argó (símbol Ar) és el tercer element del grup 18, els gasos nobles. L'argó és el tercer gas més comú en l'atmosfera de la Terra, amb un 0,93%, la qual cosa ho fa més comú que el diòxid de carboni. Gairebé tot aquest argó és argó-40 radiogènic derivat de la desintegració del potassi-40 en l'escorça terrestre. En l'univers, l'argó-36 és, de molt, l'isòtop d'argó més comú, sent l'isòtop d'argó preferit produït per la nucleosíntesi estel·lar.

El nom "argó" es deriva de l'adjectiu neutre grec ἀργόν, que significa "mandrós" o "l'inactiu", ja que l'element gairebé no sofreix reaccions químiques. L'octet complet (vuit electrons) en la capa atòmica exterior fa que l'argó sigui estable i resistent a la unió amb altres elements. La seva temperatura de punt triple de 83.805 K és un punt fix definitori en l'Escala Internacional de Temperatura de 1990.

L'argó es produeix industrialment mitjançant la destil·lació fraccionada d'aire líquid. L'argó s'utilitza principalment com a gas protector inert en la soldadura i altres processos industrials d'alta temperatura en els quals les substàncies normalment no reactives es tornen reactives: per exemple, s'utilitza una atmosfera d'argó en els forns elèctrics de grafit per a evitar que el grafit es cremi. El gas argó també té usos en il·luminació incandescent i fluorescent, i altres tipus de tubs de descàrrega de gas. L'argó produeix un làser de gas blau verdós distintiu.