Unsur periode 3
Unsur periode 3 adalah unsur-unsur pada baris (atau periode) ketiga tabel periodik. Tabel periodik disusun dalam baris-baris untuk menggambarkan keberulangan tren (periodik) sifat kimia unsur-unsur seiring kenaikan nomor atom: baris baru dimulai ketika tabel periodik melompati suatu baris dan perilaku kimia mulai berulang, artinya unsur-unsur dengan sifat yang sama jatuh pada kolom yang sama. Periode ketiga terdiri dari delapan unsur: natrium, magnesium, aluminium, silikon, fosfor, belerang, klor, dan argon. Dua pertama, natrium dan magnesium, adalah anggota blok-s tabel periodik, sementara lainnya adalah anggota blok-p. Perlu dicatat bahwa sudah ada subkulit 3d, tetapi belum terisi hingga periode 4, hal semacam ini memberi bentuk karakteristik pada tabel periodik "dua baris dalam satu waktu". Seluruh unsur periode 3 terdapat di alam dan memiliki setidaknya satu isotop stabil.
Ketika nomor atom unsur-unsur pada Periode 3 meningkat, jari-jari atom menurun.
Ketika nomor atom unsur-unsur pada Periode 3 meningkat, elektronegativitas meningkat.
Ketika nomor atom unsur-unsur pada Periode 3 meningkat, jumlah energi yang diperlukan untuk melepas elektronnya (Energi ionisasi) meningkat.
Na adalah sebuah logam lunak berwarna putih keperakan dan anggota logam alkali; satu-satunya isotop stabilnya adalah Na. Merupakan unsur melimpah yang terdapat dalam sejumlah mineral seperti feldspar, sodalit dan garam batu. Banyak garam natrium sangat mudah larut dalam air dan oleh karenanya terdapat dalam jumlah signifikan dalam badan air bumi. Kelimpahan terbesar dalam laut sebagai natrium klorida.
Banyak senyawa natrium yang berguna, seperti natrium hidroksida (soda api) untuk pembuatan sabun, dan natrium klorida sebagai pencair es dan nutrisi.
Logam bebasnya, natrium elementer, tidak terdapat di alam tetapi harus dibuat dari senyawanya. Unsur natrium pertama kali diisolasi oleh Humphry Davy pada tahun 1807 melalui elektrolisis natrium hidroksida. Ion yang sama juga merupakan komponen banyak mineral, seperti natrium nitrat.
"Magnesium" (simbol Mg) adalah sebuah logam alkali tanah dengan bilangan oksidasi +2. Mg merupakan unsur paling melimpah kedelapan dalam kerak bumi dan kesembilan dalam alam semesta. Magnesium adalah unsur paling umum keempat di muka Bumi (setelah besi, oksigen dan silikon), menyusun 13% dari massa planet dan fraksi besar mantel planet. Kelimpahan relatif magnesium berhubungan dengan kenyataan bahwa ia mudah terbentuk dalam bintang supernova dari penambahan sekuensial tiga inti helium kepada karbon (yang pada gilirannya terbuat dari tiga inti helium). Oleh karena ion magnesium memiliki kelarutan yang tinggi dalam air, ia merupakan unsur paling melimpah ketiga yang terlarut dalam air laut.
Unsur bebasnya (logam) tidak ditemukan secara alami di bumi, karena sifatnya yang sangat reaktif (meskipun dapat diproduksi, ia segera terlapisi oleh lapisan tipis oksidanya [lihat pasivasi], yang melindungi sebagian reaktivitasnya). Logam bebasnya terbakar dengan karakteristik cahaya putih cemerlang, membuatnya berguna sebagai bahan pengisi suar. Logam ini sekarang diperoleh melalui elektrolisis garam magnesium yang didapat dari air garam. Secara komersial, penggunaan utama logam ini sebagai campuran untuk membuat logam paduan aluminium-magnesium, kadang-kadang disebut "magnalium" atau "magnelium". Karena massa jenis magnesium lebih kecil daripada aluminium, aloy ini dihargai sesuai dengan bobot dan kekuatan relatifnya.
Ion magnesium berasa masam, dan dalam konsentrasi rendah memberi rasa getir pada air mineral segar.
Aluminium adalah logam putih keperakan anggota dari golongan boron dan merupakan logam pasca transisi. Ia tidak larut dalam air dalam kondisi normal. Aluminium adalah unsur ketiga paling melimpah (setelah oksigen dan silikon), dan logam paling melimpah dalam kerak bumi. Aluminium menyusun sekitar 8% dari berat permukaan padat bumi. Logam aluminium terlalu reaktif secara kimia untuk berada dalam kondisi alaminya. Sebaliknya, ia dijumpai tergabung dalam lebih dari 270 mineral yang berbeda. Bijih utama aluminium adalah bauksit.
Aluminium adalah logam yang mengagumkan karena massa jenisnya yang rendah dan kemampuannya menahan korosi karena fenomena pasivasi. Komponen yang terbuat dari aluminium dan aloynya merupakan struktur vital untuk industri pesawat terbang dan penting untuk bahan struktur dalam bidang transportasi lainnya. Senyawa-senyawa aluminium yang paling bermanfaat, setidaknya berdasarkan beratnya, adalah senyawa oksida dan sulfat aluminium.
Silikon adalah sebuah metaloid tetravalen. Ia kurang reaktif dibandingkan analognya, karbon, nonlogam yang terletak tepat di atasnya dalam tabel periodik, tetapi lebih reaktif daripada germanium, metaloid yang berada tepat di bawahnya dalam tabel periodik. Kontroversi berkenaan dengan karakter silikon dimulai sejak ditemukannya: silikon pertama kali dibuat dan dianalisis karakternya dalam bentuk murni pada tahun 1824, dan diberi nama silisium (dari , batu api), ditambah akhiran -ium untuk menunjukkan sebuah logam. Namun, nama finalnya, yang diajukan pada tahun 1831 merefleksikan sifat fisik yang sama dengan unsur karbon dan boron.
Silikon adalah unsur umum dalam alam semesta berdasarkan massa, tetapi sangat jarang terdapat dalam bentuk unsur murni bebas di alam. Ia kebanyakan terdistribusi dalam debu, pasir, planetoid, dan planet sebagai beragam bentuk silikon dioksida (silika) atau silikat. Lebih dari 90% kerak bumi tersusun dari mineral silikat, menjadikan silikon unsur kedua paling melimpah dalam kerak bumi (sekitar 28% dari massa) setelah oksigen.
Sebagian besar silikon digunakan secara komersial tanpa pemisahan, dan tentu saja sering hanya dengan sedikit pemrosesan senyawa alami. Ini termasuk penggunaan tanah liat, pasir silika, dan batu langsung oleh industri. Silika digunakan untuk bata keramik. Silikat digunakan dalam semen Portland untuk lumpang dan plesteran ("stucco"), dan dikombinasikan dengan pasir silika dan kerikil, untuk membuat beton. Silikat juga digunakan dalam keramik putih seperti porselin, dan dalam gelas kuarsa tradisional. Senyawa silikon yang lebih modern seperti silikon karbida membentuk keramik kasar dan berkekuatan tinggi. Silikon merupakan dasar dari polimer sintetis berbasis silikon yang sangat terkenal: silicone.
Silikon elementer juga memiliki dampak besar dalam ekonomi dunian modern. Meskipun sebagian besar silikon bebas digunakan dalam pengilangan baja, pengecoran aluminium, dan industri kimia halus (seringkali untuk pembuatan silika berasap), silikon dengan kemurnian sangat tinggi yang digunakan dalam semikonduktor elektronik (<10%), meski porsinya relatif kecil tetapi mungkin lebih kritikal. Oleh karena penggunaan silikon dalam sirkuit terintegrasi, pondasi dari komputer, tidak mengherankan teknologi modern bergantung kepadanya.
Fosforus adalah sebuah nonlogam multivalen dari golongan nitrogen. Sebagai mineral, fosforus hampir selalu hadir dalam tingkat oksidasi maksimalnya, sebagai batuan fosfat anorganik. Fosforus elementer terdapat dalam dua bentuk utama—fosforus putih dan fosforus merah—tetapi karena kereaktivannya yang tinggi, fosforus tidak pernah dijumpai sebagai unsur bebas di bumi.
Bentuk fosforus elementer pertama yang diproduksi (fosforus putih, tahun 1669) memancarkan cahaya lemah saat terpapar oksigen — sehingga namanya diberikan dari mitologi Yunani, yang berarti "pembawa cahaya" (Latin "Lucifer"), merujuk kepada "Bintang Pagi", planet Venus. Meskipun istilah "fosforesensi", yang berarti bercahaya setelah iluminasi (disinari), diturunkan dari sifat fosforus ini, pendaran fosforus dihasilkan dari oksidasi fosforus putih (tidak terjadi pada fosforus merah) dan seharusnya disebut kemiluminesensi. Fosforus juga merupakan unsur paling ringan yang mudah membentuk zat stabil perkecualian dari kaidah oktet.
Sebagian besar senyawa fosforus digunakan sebagai pupuk. Aplikasi lain meliputi peran senyawa organofosforus dalam deterjen, pestisida dan zat saraf, serta korek api.
Belerang adalah nonlogam multivalen dan melimpah. Pada kondisi normal, atom belerang membentuk molekul oktatomik siklis dengan rumus kimia . Belerang elementer berupa kristal padat berwarna kuning terang pada temperatur kamar. Secara kimia, belerang dapat bereaksi baik dengan oksidator maupun reduktor. Ia mengoksidasi hampir sebagian besar logam dan beberapa nonlogam, termasuk karbon, yang membuatnya bermuatan negatif dalam hampir semua senyawa organosulfur, tetapi mereduksi beberapa oksidator kuat, seperti oksigen dan fluor.
Di alam, belerang dapat dijumpai sebagai unsur murni serta sebagai mineral sulfida dan sulfat. Kristal belerang elementer sangat dikejar oleh kolektor mineral karena bentuk polihedronnya disertai kecerahan warnanya. Melimpah dalam bentuk alaminya, belerang telah dikenal sejak zaman purba, penggunaannya disebut dalam Yunani, Tiongkok dan Mesir kuno. Asap belerang digunakan sebagai fumigan, dan campuran obat mengandung belerang digunakan sebagai balsem dan antiparasit.
Belerang disebut dalam Alkitab dengan sebutan brimstone dalam bahasa Inggris, yang merupakan nama yang masih digunakan dalam istilah awam. Belerang ditengarai cukup penting sehingga memperoleh simbol alkimia tersendiri. Belerang diperlukan untuk pembuatan serbuk mesiu hitam berkualitas prima, dan serbuk kuning cerah yang diramalkan oleh para alkimiawan mengandung beberapa sifat emas, yang mana mereka begitu bernafsu mensintesis emas darinya. Pada tahun 1777, Antoine Lavoisier membantu meyakinkan komunitas ilmiah bahwa belerang adalah unsur dasar, dan bukan suatu senyawa.
Belerang elementer pertama kali diekstraksi dari kubah garam yang kadang-kadang terdapat dalam bentuk hampir murni, tetapi metode ini telah usang sejak akhir abad ke-20. Sekarang, hampir semua belerang elementer diproduksi sebagai produk sampingan hasil pemisahan kontaminan yang mengandung belerang dari gas alam dan minyak bumi. Penggunaan unsur belerang terutama dalam pupuk, karena kebutuhan tanaman akan unsur ini relatif tinggi, dan dalam pabrikasi asam sulfat, suatu industri kimia utama. Penggunaan lain yang cukup terkenal adalah korek api, insektisida, dan fungisida. Banyak senyawa belerang berbau menyengat seperti bau gas alam, aroma sigung, jeruk bali, dan bawang karena kandungan senyawa belerang. Hidrogen sulfida yang dihasilkan oleh organisme hidup memberi bau karakteristik pada telur busuk dan proses biologi lainnya.
Ia merupakan halogen paling ringan kedua, yang dijumpai dalam tabel periodik dalam golongan 17. Unsur ini membentuk molekul diatomik pada kondisi standar, yang disebut diklorin. Ia mempunyai afinitas elektron tertinggi dan elektronegativitas ketiga tertinggi di antara seluruh unsur. Berdasarkan alasan ini, klor adalah oksidator kuat.
Senyawa klor yang paling umum adalah natrium klorida, yang telah dikenal sejak zaman purba; namun baru pada tahun 1630 gas klor diperoleh oleh kimiawan sekaligus fisikawan Belgia Jan Baptist van Helmont. Sintesis dan penentuan sifat klor elementer dilakukan pada tahun 1774 oleh kimiawan Swedia Carl Wilhelm Scheele, yang menyebutnya ""dephlogisticated muriatic acid air"". Ia mengira telah mensintesis oksida yang diperoleh dari asam klorida, karena saat itu asam diduga selalu mengandung oksigen. Sejumlah kimiawan, termasuk Claude Berthollet, menyarankan bahwa "dephlogisticated muriatic acid air" versi Scheele seharusnya merupakan kombinasi dari oksigen dengan suatu unsur yang belum diketahui, dan Scheele memberi nama unsur baru dalam oksida ini sebagai "muriaticum". Masukan bahwa gas yang baru diketemukan ini adalah sebuah unsur sederhana diajukan oleh Joseph Louis Gay-Lussac dan Louis-Jacques pada tahun 1809. Hal ini kemudian dikonfirmasi oleh Sir Humphry Davy pada tahun 1810, dengan menamakannya klor, dari , yang berarti "hijau-kuning".
Klor adalah komponen dari beragam senyawa, termasuk garam dapur. Ia merupakan halogen paling melimpah kedua dan unsur kimia paling melimpah ke-21 dalam kerak bumi. Potensial oksidasi klor yang besar membuatnya digunakan sebagai pemutih dan disinfektan, selain digunakan sebagai pereaksi penting dalam industri kimia. Sebagai disinfektan, senyawa klorin umum digunakan dalam kolam renang untuk menjaga kebersihan dan sanitasi kolam renang. Pada atmosfer atas, molekul yang mengandung klor seperti klorofluorokarbon memberi dampak pada penipisan lapisan ozon.
Ia merupakan unsur ketiga dalam golongan 18 tabel periodik (gas mulia). Argon adalah adalah gas paling umum ketiga dalam atmosfer bumi, dengan kadar 0,93%, menjadikannya lebih melimpah daripada karbon dioksida. Hampir semua argon adalah radiogenik. Argon-40 dihasilkan dari peluruhan kalium-40 dalam kerak bumi. Di jagat raya, argon-36 sejauh ini merupakan isotop argon yang paling banyak, menjadikannya isotop argon yang paling banyak diproduksi melalui nukleosintesis stelar dalam supernova.
Nama "argon" diturunkan dari yang berarti "malas" atau "sesuatu yang tidak aktif", merujuk pada kenyataan bahwa unsur ini hampir tidak pernah mengalami reaksi kimia. Oktet lengkap (delapan elektron) pada kulit atom terluarnya membuat argon stabil dan resisten terhadap ikatan dengan unsur lain. Temperatur titik tripelnya adalah 83,8058 K yang merupakan titik pasti sebagai definisi dalam Skala Temperatur Internasional 1990 ("")
Argon diproduksi secara industri melalui distilasi fraksi udara cair. Argon banyak digunakan sebagai gas penopeng inert dalam pengelasan dan proses industri bertemperatur tinggi lainnya ketika bahan-bahan yang tak reaktif menjadi reaktif; misalnya, atmosfer argon digunakan dalam tanur listrik grafit untuk mencegah terbakarnya grafit. Gas argon juga digunakan dalam lampu pijar dan lampu pendar, dan beberapa jenis tabung pelepasan lainnya. Argon membuat laser gas biru-hijau menjadi istimewa.
Natrium adalah suatu unsur penting untuk semua hewan dan beberapa tanaman. Dalam hewan, ion natrium digunakan untuk melawan ion kalium untuk membangun muatan membran sel, memungkinkan transmisi impuls saraf ketika muatan melemah; sehingga diklasifikasikan sebagai makromineral anorganik diet.
Magnesium adalah unsur paling melimpah kesebelas berdasarkan massa dalam tubuh manusia; ionnya penting bagi semua kehidupan sel. Mereka memainkan peran penting dalam menggerakkan senyawa polifosfat biologis penting seperti ATP, DNA, dan RNA. Ratusan enzim memerlukan ion magnesium agar dapat berfungsi. Magnesium juga merupakan ion logam pada pusat klorofil, sehingga merupakan bahan tambahan yang umum digunakan dalam pupuk. Senyawa magnesium digunakan dalam bidang medis sebagai pencahar, antasida (misal: susu magnesia), dan sejumlah situasi yang memerlukan stabilisasi eksitasi saraf abnormal dan stabilisasi kejang-kejang pembuluh darah (misal: perawatan eklampsia).
Meskipun prevalensi aluminium di lingkungan cukup tinggi, belum diketahui manfaat garam aluminium bagi kehidupan, namun keberadaannya dapat diterima dengan baik oleh tanaman maupun hewan. Oleh karena kelazimannya, potensi manfaat atau peran biologis senyawa aluminium tetap menjadi daya tarik.
Silikon merupakan unsur penting dalam biologi, meskipun hanya sejumlah renik kecil yang dibutuhkan oleh hewan, namun beragam terumbu karang memerlukan silikon untuk membentuk strukturnya. Ini lebih penting bagi metabolisme tumbuhan, terutama untuk rerumputan, dan asam silikat (suatu jenis silika) membentuk dasar deret kulit pelindung diatom mikroskopis.
Fosforus penting bagi kehidupan. Sebagai fosfat, ia merupakan komponen DNA, RNA, ATP, dan juga fosfolipid yang membentuk seluruh membran sel. Untuk menunjukkan hubungan antara fosforus dan kehidupan, fosforus elementer pertama kali diisolasi dari urin manusia, dan abu tulang ("bone ash") merupakan sumber fosfat penting pada awalnya. Mineral fosfat adalah fosil. Fosfat kadar rendah penting untuk membatasi pertumbuhan beberapa sistem akuatik. Saat ini, manfaat penting bahan kimia berbasis fosforus secara komersial adalah produksi pupuk, untuk menggantikan fosforus yang diserap tanaman dari tanah.
Belerang adalah unsur esensial bagi seluruh kehidupan, dan banyak digunakan dalam proses biokimia. Dalam reaksi metabolik, senyawa belerang berperan baik sebagai bahan bakar maupun bahan respirasi (pengganti oksigen) untuk organisme sederhana. Belerang dalam bentuk organik hadir dalam vitamin biotin dan tiamin, yang disebut terakhir diberi nama untuk bahasa Yunani dari sulfur. Belerang adalah bagian penting dari banyak enzim dan dalam molekul antioksidan seperti glutation dan tioredoksin. Belerang dengan ikatan organik adalah komponen semua protein, seperti asam amino sistein, dan metionin. Ikatan disulfida bertanggung jawab terhadap kekuatan mekanik dan ketaklarutan protein keratin, yang dijumpai pada kulit luar, rambut, dan bulu, serta unsur yang memberi kontribusi bau menyengat ketika dibakar.
Klor elementer sangat berbahaya dan beracun bagi segala bentuk kehidupan, dan digunakan sebagai "" dalam senjata kimia; namun, klor dibutuhkan untuk sebagian besar kehidupan, termasuk manusia, dalam bentuk ion klorida.
Argon tidak memiliki peran biologis. Seperti gas lain selain oksigen, argon merupakan asfiksian.