Unsur periode 2
Sejumlah kecil boron murni dapat dibuat melalui dekomposisi termal boron bromida, BBr, dalam gas hidrogen yang dilewatkan melalui kawat tantalum panas, yang bertindak selaku katalis. Sumber boron komersial paling penting adalah: natrium tetraborat pentahidrat,, yang digunakan dalam pembuatan isolator serat kaca dan pemutih natrium perborat; boron karbida, sebuah bahan
keramik, yang digunakan dalam pembuatan bahan senjata, terutama rompi anti peluru untuk tentara dan polisi; asam ortoborat, atau asam borat, digunakan dalam produksi tekstil serat kaca dan flat panel display; natrium tetraborat dekahidrat, atau boraks, digunakan dalam produksi perekat; dan isotop B digunakan sebagai pengendali untuk reaktor nuklir, sebagai pelindung radiasi nuklir, dan dalam instrumen yang digunakan untuk deteksi neutron.
Boron adalah mikronutrien esensial untuk tanaman, yang diperlukan dalam penguatan dan pertumbuhan dinding sel, pembelahan sel, perkembangan benih dan buah, transportasi gula, dan perkembangan hormon. Namun, konsentrasi tinggi (di atas 1.0 ppm) dalam tanah dapat menyebabkan nekrosis pada daun dan hambatan pertumbuhan. Kadar rendah 0.8 ppm pun dapat memunculkan
gejala-gejala tersebut pada tanaman terutama bagi yang peka boron. Bagi sebagian besar tanaman, bahkan yang tidak peka boron, akan menunjukkan gejala keracunan boron ketika kadar boron melebihi 1.8 ppm.
Pada hewan, boron adalah unsur ultrarenik; dalam pangan manusia, asupan harian antara 2.1-4.3 mg boron/kg berat badan (bb)/hari. Boron juga digunakan sebagai suplemen untuk pencegahan dan pengobatan osteoporosis dan artritis.
Ia hadir dalam bentuk C, C dan C. Pada temperatur dan tekanan standar, karbon berbentuk padat, terdapat dalam beragam alotropi, yang paling umum adalah grafit, intan, fulerena dan karbon amorf. Grafit bersifat lunak, kristal heksagonal, semilogam hitam opak dengan daya hantar yang sangat baik dan stabil secara termodinamika.
Sebaliknya, intan memiliki sifat sangat transparan, memiliki kristal kubik tak berwarna dengan daya hantar sangat lemah. Intan adalah mineral alami paling keras yang dikenal dan memiliki indeks refraksi paling tinggi di antara batu permata.
Berlawanan dengan struktur kisi krisral intan dan grafit, fulerena adalah molekul, dinamakan setelah Richard Buckminster Fuller menyusun arsitektur molekulnya. Terdapat beberapa fulerena yang berbeda, yang paling terkenal adalah "buckeyball" C. Sedikit yang diketahui tentang fulerena dan saat ini sedang diteliti lebih lanjut.
Ada juga karbon amorf, yaitu karbon tanpa struktur kristal. Dalam mineralogi, istilah ini digunakan untuk merujuk kepada jelaga dan batu bara, meskipun keduanya tidak benar-benar amorf karena mengandung sejumlah kecil grafit atau intan. Isotop karbon yang paling umum (98.9%) adalah C, dengan enam proton dan enam neutron.
C juga stabil, dengan enam proton dan tujuh neutron, pada 1.1%. Terdapat pula isotop alami renik C tetapi isotop ini bersifat radioaktif dan meluruh dengan waktu paruh 5730 tahun; ini digunakan untuk penanggalan radioarbon.
Isotop karbon lainnya telah pula disintesis. Karbon membentuk ikatan kovalen dengan nonlogam lainnya, dengan bilangan oksidasi 4, 2, +2 atau +4.
Karbon adalah unsur paling melimpah keempat di alam semesta berdasarkan massa setelah hidrogen, helium dan oksigen dan unsur kedua yang paling melimpah dalam tubuh manusia berdasarkan massa setelah oksigen, urutan ketiga paling melimpah berdasarkan jumlah atom. Hampir tak terhingga jumlah senyawa yang mengandung karbon karena kemampuan karbon membentuk rantai C- C
yang panjang lagi stabil. Molekul paling sederhana yang mengandung karbon adalah hidrokarbon, yang mengandung karbon dan hidrogen, meskipun kadang-kadang mengandung unsur lain dalam gugus fungsinya. Hidrokarbon digunakan sebagai bahan bakar fosil dan industri plastik dan petrokimia. Semua senyawa organik, yang esensial untuk kehidupan, mengandung sekurang-kurangnya satu atom karbon.
Ketika bergabung dengan oksigen dan hidrogen, karbon dapat membentuk banyak gugus fungsi yang penting bagi senyawa biologi termasuk gula, lignan, kitin, alkohol, lemak, dan ester aromatik, karotenoid serta terpena. Dengan nitrogen, ia membentuk alkaloid, dan dengan penambahan belerang juga membentuk antibiotika, asam amino, dan produk-produk karet. Dengan penambahan fosfor pada unsur-unsur lain ini, ia
membentuk DNA dan RNA, bahan kimia pembawa kide kehidupan, dan adenosin trifosfat (ATP), molekul pemindah energi paling penting dalam seluruh sel hidup.
Ia memiliki massa atom 14.00674 sma. Nitrogen elementer tak berwarna, tak berbau, tak berasa dan sebagian besar berbentuk gas diatomik inert pada kondisi standard, menyusun 78.08% atmosfer bumi berdasarkan volume. Unsur nitrogen ditemukan sebagai komponen udara yang terpisah oleh fisikawan Skotlandia Daniel Rutherford, pada 1772. Unsur tersebut terjadi secara alami dalam dua bentuk isotop: nitrogen-14 dan nitrogen-15.
Banyak senyawa industri penting, seperti amonia, asam nitrat, nitrat organik (propelan dan bahan peledak), dan sianida, mengandung nitrogen. Ikatan yang sangat kuat dalam nitrogen elementer mendominasi kimia nitrogen, menyebabkan organisme maupun industri kesulitan dalam memecah ikatan untuk mengubah molekul menjadi senyawa yang berguna, tetapi pada saat yang bersamaan menyebabkan pelepasan energi yang
besar yang kadang-kadang berguna ketika senyawa terbakar, meledak, atau meluruh kembali menjadi gas nitrogen.
Nitrogen terdapat dalam semua organisme hidup, dan siklus nitrogen menjelaskan pergerakan unsur dari udara ke dalam biosfer dan senyawa organik, kemudian kembali ke atmosfer. Nitrat sintetis adalah ingredien utama industri pupuk, dan juga polutan utama penyebab eutrofikasi sistem perairan.
Nitrogen adalah unsur pembentuk asam amino, dan tentunya juga protein, serta asam nukleat (DNA dan RNA). Ia terletak dalam struktur kimia hampir seluruh neurotransmiter, dan merupakan komponen penentu alkaloid, molekul biologi yang dihasilkan oleh banyak organisme.
Oksigen adalah unsur paling umum ketiga berdasar massa di alam semesta (meskipun karbon membentuk lebih banyak atom tetapi lebih ringan). Oksigen sangat elektronegatif dan nonlogam, gas (biasanya diatomik) yang sangat dingin. Hanya fluor yang lebih reaktif di antara unsur-unsur non logam. Oksigen hanya kekurangan dua elektron untuk memenuhi kaidah oktet dan mudah menarik elektron
dari unsur lain. Ia bereaksi hebat dengan logam alkali dan fosfor putih pada suhu ruang dan kurang hebat dengan logam alkali tanah yang lebih berat daripada magnesium. Pada suhu yang lebih tinggi, ia membakar sebagian besar logam dan nonlogam (termasuk hidrogen, karbon, dan belerang). Banyak oksida sangat stabil sehingga sulit mengalami dekomposisi-seperti air, karbon dioksida,
alumina, silika, dan oksida besi (yang terakhir sering dijumpai sebagai karat). Oksigen merupakan bagian senyawa yang paling baik dijelaskan sebagai garam dari logam dan asam yang mengandung oksigen (nitrat, sulfat, fosfat, silikat, dan karbonat).
Oksigen penting untuk seluruh kehidupan. Tanaman dan fitoplankton memfotosintesis karbon dioksida dan air, keduanya oksida, dengan adanya sinar matahari untuk membentuk gula sambil melepas oksigen. Gula kemudian diubah menjadi senyawa tertentu seperti selulosa dan (dengan nitrogen dan kadang-kadang belerang) protein serta senyawa esensial lainnya. Fungi dan bakteri
pada umumnya, serta hewan pada khususnya, bergantung pada fotosintesis tanaman dan fitoplankton untuk makanan dan oksigen.
Api menggunakan oksigen untuk mengoksidasi senyawa terutama karbon dan hidrogen menjadi air dan karbon dioksida (meski unsur lain mungkin terlibat). Dalam kondisi tak terkendali lautan api menghancurkan gedung dan hutan. Api dalam bentuk terkendali antara lain, api dalam mesin atau turbin yang memasok energi listrik, panas untuk penghangat gedung, atau gaya gerak kendaraan bermotor.