Il cloro (dal greco chloros, "verde pallido"), è l'elemento chimico della tavola periodica con numero atomico 17 e simbolo Cl. È un alogeno, situato nel gruppo 7 della tavola periodica. Il gas cloro è verde giallastro, due volte e mezzo più pesante dell'aria, ha un odore soffocante estremamente sgradevole ed è molto velenoso. In condizioni standard ed in un ampio intervallo di temperature e pressioni il gas cloro è costituito da una molecola biatomica Cl2 (numero CAS ). È un potente agente ossidante, sbiancante e disinfettante. Sotto forma di anione cloruro Cl- è un componente del comune sale da cucina (o cloruro di sodio) e di molti altri composti, è molto abbondante in natura e necessario a quasi tutte le forme di vita, compreso l'organismo umano (il sangue umano contiene infatti una discreta quantità di anione cloruro).
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L'idrogeno (dal greco ὕδωρ "hydor", acqua; la radice γεν/γον significa generare) è il primo elemento chimico della tavola periodica degli elementi, ha come simbolo H e come numero atomico 1.
Allo stato elementare esiste sotto forma di molecola biatomica, H2, che a pressione atmosferica e a temperatura ambiente (298 K) è un gas incolore, inodore, altamente infiammabile. L'idrogeno è l'elemento più leggero e più abbondante di tutto l'universo osservabile. È presente nell'acqua (11,19%) e in tutti i composti organici e organismi viventi. L'idrogeno forma composti con la maggior parte degli elementi, spesso anche per sintesi diretta. Le stelle sono principalmente composte di idrogeno nello stato di plasma di cui rappresenta il carburante delle reazioni termonucleari, mentre sulla Terra è scarsamente presente allo stato libero e molecolare e deve quindi essere prodotto per i suoi vari usi.
L'elio (dal greco ἥλιος -ου "èlios -y", significato: sole) è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo He e come numero atomico 2. È un gas nobile incolore e inodore; ha il più basso punto di ebollizione fra tutti gli elementi e può solidificare solo se sottoposto ad altissime pressioni. Si presenta come gas monoatomico ed è chimicamente inerte. È il secondo elemento più diffuso nell'universo, dopo l'idrogeno.
Tracce di elio, dovute al decadimento di certi minerali, sono presenti nell'atmosfera terrestre; l'elio si trova inoltre in alcune acque minerali e, in quantità economicamente sfruttabili, anche in alcuni gas naturali. È usato nei palloni aerostatici, come liquido refrigerante per i magneti superconduttori e come gas nelle miscele per le immersioni di profondità.
Il litio è l'elemento chimico della tavola periodica che ha simbolo Li numero atomico 3. Appartiene al gruppo 1 (metalli alcalini). Il litio, nella sua forma pura, è un metallo soffice color argento, che si ossida rapidamente a contatto con l'aria o l'acqua. È il più leggero degli elementi solidi ed è usato principalmente nelle leghe conduttrici di calore, nelle batterie e come componente in alcuni medicinali (farmaci antipsicotici) per lo stabilizzamento dell'umore. Il litio è il più leggero dei metalli, con una densità (0,535 g/cm³) pari a circa metà di quella dell'acqua. Come tutti i metalli alcalini, il litio reagisce facilmente con l'acqua e in natura non si trova allo stato metallico, a causa della sua notevole reattività. Ciononostante è meno reattivo del sodio, a dispetto della similitudine chimica, e per la relazione diagonale con il magnesio condivide con quest'ultimo elemento molte proprietà. Se riscaldato, produce una fiamma color cremisi, ma quando brucia intensamente, la fiamma diventa bianco brillante. È un elemento univalente.
Il berillio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo Be e come numero atomico 4. Il berillio è un metallo alcalino terroso color grigio acciaio, tenace, leggero ma fragile. La relazione diagonale con l'alluminio fa sì che questi due elementi abbiano proprietà simili. È usato principalmente come agente rafforzante nelle leghe (rame-berillio). Il suo numero CAS è 7440-41-7. È da considerarsi un carcinogeno per l'uomo (A1-ACGIH). Il berillio ha uno dei punti di fusione più alti tra i metalli leggeri. Il fattore di elasticità di questo metallo leggero è di circa 1/3 superiore a quello dell'acciaio. Possiede un'eccellente conducibilità termica, è diamagnetico e resiste agli attacchi dell'acido nitrico concentrato. È altamente permeabile ai raggi X, e rilascia neutroni se viene colpito da particelle alfa, emesse per esempio dal radio o dal polonio (circa 30 neutroni per milione di particelle alfa). A temperatura e pressione standard il berillio resiste all'ossidazione se esposto all'aria (anche se la sua capacità di scalfire il vetro è probabilmente dovuta alla formazione di un sottile strato di ossido).
Il boro è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo B e come numero atomico 5. È un metalloide trivalente, si trova abbondantemente nel borace. Ci sono due allotropi del boro; il boro amorfo è una polvere marrone, il boro metallico è nero. La forma metallica è dura (9,3 sulla scala di Mohs) ed è una cattiva conduttrice a temperatura ambiente. Il boro non si trova libero in natura. Questo elemento, per la relazione diagonale, ha proprietà e reattività simili al silicio ed è un semiconduttore. Il boro è mancante di un elettrone, possedendo un orbitale-p vacante. I composti di boro spesso si comportano come acidi di Lewis, legandosi prontamente con sostanze ricche di elettroni. Le caratteristiche ottiche di questo elemento includono la trasmissione di luce infrarossa. A temperature normali il boro è un povero conduttore elettrico ma diventa un buon conduttore ad alte temperature. Il boro ha il più alto carico di rottura tra tutti gli elementi conosciuti.
Il carbonio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo C e come numero atomico 6. È un elemento non metallico, tetravalente. L'atomo di carbonio nei composti con altri elementi o con sé stesso può presentarsi in una delle tre note forme di ibridizzazione (secondo la teoria degli orbitali atomici LCAO): sp³,sp² ed sp rispettivamente. Con esse il carbonio è in grado di coordinare rispettivamente altri 4,3 e 2 atomi con angoli di legame approssimativamente di 109,5°, 120° e 180°. A seconda poi della simmetria delle autofunzioni molecolari complessive delle coppie di atomi che partecipano al legame, si avranno legami singoli, doppi o tripli. Il carbonio ha molte forme allotropiche standard più una forma allotropica esotica.
L'azoto è l'elemento chimico di numero atomico 7. Il suo simbolo è N (dal francese nitrogène coniato nel 1790 dal chimico Jean Antoine Chaptal fondendo il greco nitron carbonato di sodio + il greco -gen dare vita a). L'azoto è costituente fondamentale delle molecole organiche più importanti dal punto di vista biochimico (DNA, proteine, alcune vitamine), oltre che di composti inorganici estremamente diffusi e importanti come l'ammoniaca e l'acido nitrico. L'azoto molecolare (N2, composto di due atomi di azoto) è un gas incolore, inodore, insapore e inerte che costituisce il 78% dell'atmosfera terrestre (è il gas più diffuso nell'aria).
Daniel Rutherford, un allievo di Black, è considerato lo scopritore dell'azoto, nonostante esso sia stato contemporaneamente scoperto da Pristley, Scheele e Cavendish.
L'ossigeno è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi, che ha come simbolo O e come numero atomico 8. Il nome viene dal greco: οξύς (oxys) (acido, letteralmente: appuntito) e la radice γεν che significa "generare". L'elemento è comune e si trova non solo sulla Terra ma in tutto l'universo. L'ossigeno libero, come lo si trova sulla Terra, è termodinamicamente instabile, ma esiste grazie all'azione della fotosintesi delle piante. L'ossigeno è l'elemento chimico più comune della crosta terrestre rappresentandone circa il 47% della massa, mentre nell'atmosfera è in percentuale del 21%. L'ossigeno venne scoperto dal farmacista svedese Karl Wilhelm Scheele nel 1771, ma la sua scoperta non venne immediatamente riconosciuta, e quella indipendente fatta nel 1774 da Joseph Priestley ricevette maggiore riconoscimento pubblico. Nello stesso anno Antoine Laurent Lavoisier diede il nome all'elemento, ma solo nel 1777 Scheele lo riconobbe come un componente dell'aria. Nel 1781 Antoine Lavoisier ne accertò la funzione indispensabile per i fenomeni di respirazione e di combustione.
Il fluoro è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo F, numero atomico 9 e peso atomico pari a 18,99840 uma. Dopo l'elio (Ratomico = 0,49 Å) e il neon (Ratomico = 0,51 Å), è l'atomo più piccolo (Ratomico = 0,557 Å) ed è anche l'elemento più elettronegativo della tavola periodica.
Il termine "fluoro" venne coniato da André-Marie Ampère e Sir Humphry Davy nel 1812 e deriva dai primi usi della fluorite come agente fondente (dalla parola latina fluere).
I sali di fluoro si chiamano fluoruri.
Il fluoro, a causa della sua elevata reattività, non si trova libero in natura, tranne che in piccole tracce nei materiali radioattivi. Si trova invece combinato con altri elementi che rappresentano circa lo 0,065% in massa della crosta terrestre. In natura, il fluoro si trova comunemente come ione fluoruro F-, in particolarmente nella fluorite e nella fluorapatite.
Il neon o neo (dal greco νέος -α -ον "nèos -a -on", significato: nuovo) è un elemento chimico della tavola periodica degli elementi, che ha come simbolo Ne e come numero atomico 10. Gas nobile, quasi inerte, incolore. Il neon possiede una distintiva incandescenza rossastra quando è utilizzato in un tubo a scarica o nelle lampade dette, appunto, "al neon". È presente in tracce nell'aria.
Il neon è il secondo per leggerezza tra i gas nobili, emette un'incandescenza rosso-arancio dentro ad un tubo a scarica e possiede una capacità di refrigerazione 40 volte superiore a quella dell'elio liquido e tre volte superiore all'idrogeno liquido (a parità di unità di volume). In molte applicazioni è un refrigerante meno costoso dell'elio. Il neon possiede la scarica più intensa tra tutti i gas rari (a parità di tensione e corrente).
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Il sodio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo Na (dal latino Natrium) e come numero atomico 11. È un metallo soffice, ceroso, argenteo, reattivo. Appartiene alla categoria dei metalli alcalini che è abbondante nei composti naturali. È altamente reattivo, brucia con una fiamma gialla, si ossida a contatto con l'aria e reagisce violentemente con l'acqua.
Come gli altri metalli alcalini, il sodio è soffice, leggero, color bianco argento, reattivo. Non si trova libero in natura. Il sodio galleggia nell'acqua e la riduce rilasciando idrogeno e formando idrossido.
Se tritato in una polvere abbastanza fine, il sodio si incendia spontaneamente nell'acqua. Comunque, questo metallo non si infiamma nell'aria sotto i 388 K (114,85 °C).
Il magnesio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo Mg e come numero atomico il 12. Il magnesio è l'ottavo elemento più abbondante e costituisce circa il 2% della crosta terrestre, inoltre è il terzo per abbondanza tra gli elementi disciolti nell'acqua marina. In natura non esiste allo stato libero, ma si trova complessato con altri elementi. Questo metallo alcalino terroso è principalmente usato come agente legante nella produzione di leghe alluminio-magnesio.
Il magnesio è un metallo leggero (di un terzo rispetto all'alluminio), di colore bianco argento e abbastanza duro, che si appanna leggermente se esposto all'aria. La polvere di questo metallo si scalda e brucia con una fiamma bianca a contatto con l'aria.
L'alluminio è l'elemento chimico di numero atomico 13. Il suo simbolo è Al ed è identificato dal numero CAS
Si tratta di un metallo duttile color argento. L'alluminio si estrae principalmente dai minerali di bauxite ed è notevole la sua resistenza all'ossidazione, la sua morbidezza, e la sua leggerezza. L'alluminio grezzo viene lavorato tramite diversi processi di produzione industriale, quali ad esempio la fusione, la forgiatura o lo stampaggio.
L'alluminio viene usato in molte industrie per la fabbricazione di milioni di prodotti diversi ed è molto importante per l'economia mondiale. Componenti strutturali fatti in alluminio sono vitali per l'industria aerospaziale e molto importanti in altri campi dei trasporti e delle costruzioni nei quali leggerezza, durata e resistenza sono necessarie.
Il silicio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo Si e come numero atomico il 14. Un semimetallo tetravalente, il silicio è meno reattivo del suo analogo chimico, il carbonio. È il secondo elemento per abbondanza nella crosta terrestre dopo l'ossigeno, componendone il 27,7% del peso. Si trova in argilla, feldspato, granito e quarzo, principalmente in forma di biossido di silicio, silicati e alluminosilicati (composti contenenti silicio, ossigeno e metalli). Il silicio è il componente principale di vetro, cemento, semiconduttori, ceramica e silicone.
Nella sua forma cristallina, il silicio ha colore grigio e una lucidità metallica. Anche se è un elemento relativamente inerte, reagisce con gli alogeni e gli alcali diluiti, ma la maggior parte degli acidi (eccetto l'acido fluoridrico) non lo intaccano.
Il fosforo è l'elemento chimico avente numero atomico 15 e simbolo P. È un non-metallo del gruppo dell'azoto.
Il fosforo non si trova in natura allo stato elementare, ma sotto forma di fosfato (sale dell'acido fosforico), è abbondante in alcune rocce e nelle cellule degli esseri viventi, del cui metabolismo è un componente essenziale. Il fosforo elementare è estremamente reattivo e, combinandosi con l'ossigeno emette una tenue luminescenza (da cui il suo nome, che in greco significa "portatore di luce"). Il principale uso industriale del fosforo è nella produzione di fertilizzanti. È impiegato anche nella produzione di esplosivi, fiammiferi, fuochi artificiali, pesticidi, dentifrici e detergenti.
Il fosforo si presenta come un solido ceroso bianco dal caratteristico sgradevole odore agliaceo; quando è molto puro è trasparente. È insolubile in acqua e solubile nei solventi organici, quali il carbonio disolfuro. Al contatto con l'aria brucia spontaneamente formando il pentossido di difosforo, P2O5.
Lo zolfo è l'elemento chimico nella tavola periodica con simbolo S (dal latino Sulfur) e numero atomico 16. È un non metallo inodore, insapore, molto abbondante; la sua forma più nota e comune è quella cristallina di colore giallo intenso; è presente sotto forma di solfuri e solfati in molti minerali, e si ritrova spesso puro nelle regioni con vulcani attivi. È un elemento essenziale per tutti gli esseri viventi, dove è presente in due amminoacidi, la cisteina e la metionina, e di conseguenza in molte proteine. In campo industriale si usa soprattutto per ricavarne fertilizzanti, ma anche per polvere da sparo, lassativi, insetticidi e fungicidi. Inoltre, lo zolfo, si trova in alcuni disinfettanti, trova largo impiego nell'agricoltura (perché combatte un fungo velenoso chiamato oidio), si trova nei fiammiferi, nella polvere da sparo e nell'ebanite.
Il cloro (dal greco chloros, "verde pallido"), è l'elemento chimico della tavola periodica con numero atomico 17 e simbolo Cl. È un alogeno, situato nel gruppo 7 della tavola periodica. Il gas cloro è verde giallastro, due volte e mezzo più pesante dell'aria, ha un odore soffocante estremamente sgradevole ed è molto velenoso. In condizioni standard ed in un ampio intervallo di temperature e pressioni il gas cloro è costituito da una molecola biatomica Cl2 (numero CAS ). È un potente agente ossidante, sbiancante e disinfettante. Sotto forma di anione cloruro Cl- è un componente del comune sale da cucina (o cloruro di sodio) e di molti altri composti, è molto abbondante in natura e necessario a quasi tutte le forme di vita, compreso l'organismo umano (il sangue umano contiene infatti una discreta quantità di anione cloruro).
L'argon o argo (dal greco ἀργός -όν "argòs -òn", significato: pigro) è l'elemento chimico della tavola periodica che ha come simbolo Ar e numero atomico 18. È un gas nobile del periodo 3 e costituisce circa lo 0,93% dell'atmosfera terrestre.
L'argon è un elemento chimico estremamente stabile, inodore e insapore sia nella sua forma liquida che in quella gassosa. È due volte e mezzo più solubile in acqua dell'azoto, che ha circa la stessa solubilità dell'ossigeno. Non sono noti dei veri composti chimici contenenti argon, per cui è stato spesso considerato un gas inerte. La sintesi di idrofluoruro di argon (HArF) è stata ottenuta da ricercatori all'università di Helsinki nel 2000. È stato descritto un altro composto a base di fluoro, altamente instabile, ma la notizia non è stata ancora confermata.
Il potassio (dal latino scientifico potassium, derivante a sua volta da potassa e potash) è l'elemento chimico di numero atomico 19. Il suo simbolo è K e deriva dall'iniziale del nome latino kalium, ovvero alkali.
È un metallo alcalino tenero, bianco-argenteo, che si trova in natura combinato con altri elementi sia nell'acqua di mare che in molti minerali. Si ossida rapidamente all'aria, ed è molto reattivo, specie con l'acqua; somiglia molto al sodio per il suo comportamento chimico. È facilmente infiammabile e corrosivo. Il potassio è molto leggero, di colore bianco argenteo, secondo in ordine di leggerezza dopo il litio; è addirittura meno denso dell'acqua. Come metallo è talmente tenero che si può tagliare facilmente con un coltello; le superfici fresche mostrano un colore argenteo che a contatto con l'aria sparisce rapidamente. Per questa grande facilità di reazione il potassio metallico deve essere conservato in olio minerale.
Il calcio è l'elemento chimico di numero atomico 20. Il suo simbolo è Ca. Il calcio è un metallo alcalino terroso tenero, grigio, usato come agente riducente nell'estrazione mineraria di torio, uranio e zirconio. È il quinto elemento in ordine di abbondanza nella crosta terrestre, ed è essenziale per tutta la vita sulla Terra.
Si ottiene per elettrolisi dal fluoruro di calcio, e brucia con fiamma giallo-arancio; se esposto all'aria si riveste di uno strato di ossido di calcio. Reagisce con l'acqua spostando l'idrogeno e formando idrossido di calcio.
Lo scandio è l'elemento chimico di numero atomico 21; il suo simbolo è Sc. È un elemento di transizione tenero, bianco argenteo, presente in alcuni rari minerali della Scandinavia ed a volte viene classificato insieme con l'ittrio e il lantanio come una terra rara.
Lo scandio è un metallo trivalente molto leggero; il suo colore, se esposto all'aria, vira leggermente verso il giallo o il rosa. Le sue proprietà chimiche sono più simili all'ittrio e alle terre rare piuttosto che all'alluminio o al titanio, suoi vicini nella tavola periodica. Lo stato di ossidazione più comune dello scandio è +3. In forma metallica viene sciolto dagli acidi, ma non da una miscela 1:1 di acido nitrico e acido fluoridrico, che produce passivazione.
Il titanio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo Ti e numero atomico 22. È un metallo del blocco d, leggero, resistente, di colore bianco metallico, lucido, resistente alla corrosione. Il titanio viene utilizzato nelle leghe leggere resistenti e nei pigmenti bianchi; si trova in numerosi minerali (i principali sono il rutilo e l'ilmenite).
Il titanio (dal latino Titanus, Titano, nome dei primi figli di Gaia) fu scoperto in Inghilterra nel 1791 dal reverendo William Gregor, che riconobbe la presenza di un nuovo elemento nell'ilmenite. L'elemento venne riscoperto molti anni dopo (nel 1889) dal chimico tedesco Heinrich Klaproth nei minerali di rutilo. Nel 1795 Klaproth battezzò l'elemento con il nome dei Titani della mitologia greca.
Il vanadio è l'elemento chimico di numero atomico 23. Il suo simbolo è V. È un elemento raro, tenero e duttile, che si trova sotto forma di composto in certi minerali. Si usa soprattutto in metallurgia, per la produzione di leghe.
Il vanadio è presente con abbondanza dello 0,0136% (136 ppm) cioè è il quinto elemento per abbondanza tra gli elementi di transizione (dopo ferro, titanio, manganese e zirconio). Il vanadio è un metallo bianco lucente, morbido e duttile. Ha una buona resistenza alla corrosione da parte degli alcali, dell'acido solforico e dell'acido cloridrico. Esposto all'aria si ossida rapidamente a temperature superiori a 933 K (660 °C).
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