عناصر دوره 3 آنهایی هستند که در ردیف سوم جدول تناوبی قرار دارند. نحوه تشکیل اکسید عناصر دوره 3 و نحوه واکنش آنها با سایر مواد شیمیایی به موقعیت آنها در جدول تناوبی مربوط می شود. علاوه بر این، می توانید شعاع اتمی نسبی، انرژی یونیزاسیون و میل الکترونی عناصر هشت دوره 3 را مقایسه کنید. 3 عنصر دوره عبارتند از:

• سدیم
• منیزیم
• آلومینیوم
• سیلیکون
• فسفر
• گوگرد
• کلر
• آرگون

ویژگی های عناصر دوره 3 چیست؟

در حالی که عناصر هشت دوره 3 برخی از شباهت ها، آنها همچنین دارای تفاوت های زیادی هستند – یا بهتر است بگوییم، تفاوت های فزاینده. به عنوان مثال، آلومینیوم در مقایسه با سیلیکون انرژی یونیزاسیون کمتر و شعاع اتمی بیشتری دارد.

ردیف‌های جدول تناوبی به تناوب اشاره دارد که با خواص شیمیایی و فیزیکی مختلف عناصر به ترتیب افزایش یا کاهش مرتبط است. به عنوان مثال، با توجه به موقعیت آنها در ردیف، بلافاصله می دانیم که سدیم از منیزیم و در واقع هر عنصر دیگری در دوره 3 واکنش پذیرتر است.

تمام عناصر دوره 3، سه لایه الکترونی اول خود را پر کرده اند. این مربوط به پیکربندی الکترون نئون (Ne) است که این است [Ne]= 1 ثانیه² 2 ثانیه² 2p⁶. در نتیجه، بار هسته ای از الکترون های ظرفیتی در سطح انرژی بیرونی محافظت می شود.

برخی از روندهای کلی برای عناصر دوره 3 با حرکت از چپ به راست به شرح زیر است:

• هر یک از هشت عنصر این دوره به یک گروه تعلق دارند که از گروه های 1 (فلزات قلیایی) و 2 (فلزات قلیایی خاکی) به گروه های 13 (گروه بور)، 14 (گروه کربن)، 15 (پنیکتوژن ها)، 16 (کلکوژن ها) می روند. .)، 17 (هالوژن ها) و 18 (گازهای نجیب). فلزات واسطه متعلق به دوره 4 هستند، درست زیر دوره 3.

• با شیب های کوچک در گروه 3 و گروه 6، اولین انرژی یونیزاسیون عناصر دوره 3 از چپ به راست افزایش می یابد.

• با حرکت از چپ به راست، حداکثر اکسیداسیون بر اساس تعداد الکترون های ظرفیت عنصر افزایش می یابد.

• عناصر گروه 3 با عناصر فلزی (سدیم، منیزیم، آلومینیوم)، سپس فلزات یا نیمه هادی ها (سیلیکون) و در نهایت غیر فلزات (فسفر، گوگرد، کلر، آرگون) شروع می شوند. در نتیجه رسانایی از چپ به راست کاهش می یابد. مثلا، سدیم رسانایی دارد از 21 × 10⁶ زیمنس بر متر (S/m) در حالی که آرگون رسانایی صفر دارد.

• انواع پیوندها به طور فزاینده ای قوی تر می شوند، از پیوندهای کووالانسی تا پیوندهای یونی. این در مورد ترکیبات اکسید، هالید و هیدرید دوره 3 صدق می کند.

• با شلوغ شدن هسته، شعاع اتمی از چپ به راست کاهش می یابد. دلیل اصلی، نیروی جاذبه قوی تر هسته است.

• نقاط ذوب تمایل به افزایش از چپ به راست دارند تا زمانی که به سیلیکون برسیم، سپس شروع به کاهش می کنند. نمودار و جدول زیر این روند را نشان می دهد. همانطور که می بینید، قبل از اینکه سیلیکون کمی افزایش یابد و سپس دوباره افت کند، یک فرورفتگی قابل توجهی بعد از سیلیکون وجود دارد.

روند واکنش شیمیایی عناصر دوره 3 چیست؟

روند واکنش شیمیایی عناصر هشت دوره 3 را می توان به دو نوع تقسیم کرد: واکنش با آب و واکنش با اکسیژن. علاوه بر این، می‌توان روند واکنش‌های اکسیدهای این عناصر با آب را نیز مشاهده کرد. در حضور آب، اکسیدها می‌توانند محلول‌های اسیدی یا بازی یا کلاً مواد جدیدی تشکیل دهند.

روند کلی این است که واکنش پذیری از چپ به راست کاهش می یابد، به استثنای کلر. با این منطق، سدیم، که در سمت چپ قرار دارد، هم با آب و هم با اکسیژن بسیار واکنش پذیر است، اما آرگون، سمت راست ترین عنصر در ردیف، یک گاز کاملاً بی اثر است. این عمدتاً مربوط به پیکربندی الکترونی عناصر است. وقتی تعداد کمتری الکترون ظرفیتی برای از دست دادن وجود داشته باشد، به واکنش پذیری بالاتر تبدیل می شود.

واکنش با آب

فقط سدیم با آب در دمای اتاق واکنش می دهد. بقیه دوره 3 عنصر با آب خالص در دمای اتاق و در فشار معمولی یک اتمسفر غیر فعال هستند.

سدیم به شدت با آب واکنش می دهد و یک ماده اساسی قوی به نام هیدروکسید سدیم تشکیل می دهد:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

منیزیم فقط در دماهای بالا به شدت با آب واکنش نشان می دهد. به عنوان مثال، با بخار واکنش می دهد و اکسید منیزیم را تشکیل می دهد. در این واکنش هیدروژن نیز آزاد می شود:

Mg + H₂O → MgO + H₂

منیزیم همچنین می تواند با آب در دماهای پایین تر واکنش نشان دهد، اما این فرآیند بسیار کند است. این واکنش هیدروکسید منیزیم را تشکیل می دهد:

Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + اچ₂

واکنش با اکسیژن

به استثنای آرگون که یک گاز نجیب است، تمام عناصر دوره 3 با نسبت ها و شرایط مختلف با اکسیژن واکنش می دهند. کلر و گوگرد می تواند بیش از یک نوع اکسید را بر اساس حالت اکسیداسیون تشکیل دهد. در اینجا لیستی از واکنش های دوره 3 عنصر با اکسیژن آمده است:

4Na + O₂ → 2Na₂O

2 میلی گرم + O₂ → 2MgO

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

Si + O₂ → SiO₂

پ₄ + 5O₂ → پ₄O₁₀

اس₈ + O₂ → 8SO₂

اکسیدهای پایه

برخی از اکسیدها با جدا شدن یون ها محلول های پایه در آب تشکیل می دهند. اکسیدهای عناصر دوره 3 با آب واکنش داده و ترکیبات جدیدی تشکیل می دهند. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

Na₂O + H₂O → 2NaOH

Na₂O + H₂بنابراین₄ → Na₂بنابراین₄ + اچ₂O

MgO + H₂O → Mg(OH)₂

MgO + 2HCl → MgCl₂ + اچ₂O

اکسیدهای اسیدی

برخی از اکسیدها با جدا شدن یون ها و واکنش با آب، محلول های اسیدی در آب تشکیل می دهند. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

پ₄O₁₀ + 6 ساعت₂O → 4H₃PO₄

بنابراین₂ + اچ₂O → H₂بنابراین₃

بنابراین₃ + اچ₂O → H₂بنابراین₄

همانطور که می بینید، اکسیدهای فلزی در واکنش با آب، ترکیبات اساسی را تشکیل می دهند. در همین حال، اکسیدهای نیمه فلزی و غیرفلزی محلول یا ترکیبات اسیدی تشکیل می دهند. سایر واکنش ها برای رخ دادن به شرایط خاصی نیاز دارند، مانند دمای بالاتر. در برخی موارد، واکنش دهنده ها به طور کامل مصرف نمی شوند.

قدرت اسید یا باز نسبت مستقیمی با آن ندارد غلظت pH. اندازه گیری دقیق تر استحکام اسید یا باز ثابت تفکیک است که به میزان تفکیک یون ها در آب اشاره دارد.

برای اطلاعات بیشتر در مورد منابع شیمی سطح A برای کمک به شما در بازنگری و برای اطلاعات در مورد مطالعه سطح A، ما را بررسی کنید مرکز منابع سطح شیمی.