جدول تناوبی در ۵ دقیقه!

در این پست سعی داریم گروه های جدول تناوبی را یکی یکی تجزیه و تحلیل کنیم. در جدول تناوبی هشت گروه اصلی وجود دارد (به جز عناصر واسطه) که تمامی اعضای آنها خواصی تقریبا مشابه دارند.

برای مشاهده بقیه ی مطلب به ادامه مطلب مراجعه کنید. 

آشنایی با گوگرد

گوگرد، عنصری باستانی و از دیرباز مورد استفاده ی انسان است و یونانیان باستان کاشفان آن هستند. گوگرد نافلزی زرد رنگ و بدون بو است که در گروه 6 جدول تناوبی (گروه اکسیژن) و در ردیف 3 قرار دارد. گوگرد با عدد اتمی 16 پس از فسفر و قبل از کلر می باشد. گوگرد مانند دیگر نافلزات غیر چکش خوار، نارسانای گرما و الکتریسیته و غیر قابل مفتول شدن است. گوگرد پس از اکسیژن، هیدروژن، کربن، نیتروژن، کلسیم و فسفر فراوان ترین عنصر موجود در بدن است.

این نافلز غیر سمی، در برخی آمینواسیدها مانند سیستئین و برخی ویتامین ها مانند B1 وجود دارد و 0.25 درصد جرم بدن را تشکیل می دهد. اگر به قله های خاموش و نیمه خاموش آتشفشانی مانند دماوند و تفتان صعود کنید، این عنصر کدر رنگ را مشاهده می کنید. شاید بپرسید اگر گوگرد بدون بوست، پس چرا در قله ی کوه ها بوی بدی از گوگرد بر می خیزد؟

جواب ساده است. بو از گوگرد نیست بلکه حاصل از گاز هیدروژن سولفور یا H2S است که در آنجا فراوان است. به آن گاز فاضلاب هم می گویند چون بوی تخم مرغ گندیده می دهد و بسیار سمی و آتش گیر است.

گوگرد کاربرد گسترده ای در صنعت پیدا کرده است. سولفوریک اسید یا H2SO4 که بسیار کاربرد وسیعی دارد، از سوزاندن گوگرد به دست می آید. همچنین به سر چوب کبریت ها علاوه بر فسفر، گوگرد هم می زنند تا سریعا آتش نگیرد.

گوگرد به صورت آلوتروپ های S2،S6 و S8 وجود دارد که در این میان S8 از همه فراوان تر است. آلوتروپ به مولکول هایی از اتم های یکسان ولی تعداد متفاوت گفته می شود. مثلا اکسیژن O2 و اُزُن O3 آلوتروپ یکدیگر هستند.

آیا می دانید؟

آیا می دانید روزگاری نمک و آلومینیوم از طلا ارزشمندتر بوده اند؟

آیا می دانید نئون تنها عنصری است که هیچگاه واکنش نمی دهد؟

آیا می دانید یونانیان باستان برای بند آوردن خونریزی زخم ها از گوگرد استفاده می کردند؟

آیا می دانید تیزاب سلطانی (هیدروکلریک اسید + نیتریک اسید) تنها اسیدی است که می تواند طلا را در خودش حل کند؟

آیا می دانید اکسیژن مایع اندکی از آب سنگین تر است؟

آیا می دانید فلوئور فعال ترین و نئون غیر فعال ترین عناصر هستند؟

آیا می دانید درصد نیتروژن و اکسیژن هوا بسیار دقیق است؟

آیا می دانید بعد از سیگار، مهم ترین عامل سرطان ریه در جهان تنفس گاز رادیواکتیو رادون است؟

چرخه نیتروژن به زبان ساده

نیتروژن یا ازت، عنصر شماره 7 و در گروه 5 جدول تناوبی و نافلز گازی است. نیتروژن چهارمین عنصر فراوان بدن است که در آمینواسیدها و پروتئین ها نقش اساسی را ایفا می کند. چرخه نیتروژن نشان می دهد که چگونه مقدار نیتروژن هوا ثابت است و تغییری نمی کند و چگونه به بدن جانداران می رسد. گیاهان به رغم فراوانی این عنصر، قادر به جذب مستقیم آن نیستند. وقتی رعد و برق اتفاق می افتد، نیتروژن با اکسیژن در اثر انرژی و حرارت حاصله، ترکیب می شوند:

N2 + 2O2 = 2NO2

نیتروژن + اکسیژن = نیتروژن دی اکسید

اگر پس از رعد و برق باران بیاید، نیتروژن دی اکسید با آب باران واکنش می دهد:

H2O + 3NO2 = NO+ 2HNO3

آب + نیتروژن دی اکسید  =  نیتروژن اکسید + نیتریک اسید 

نیتریک اسید جذب خاک شده و باکتری های خاک از آن ترکیبات نیتراته می سازند. این ترکیبات جذب گیاهان شده و پروتئین های گیاهی ساخته می شوند. همچنین ممکن است که مقدار بسیار ناچیزی از نیتریک اسید به دلیل آلودگی هوا به ترکیبات نیتراته تبدیل شده و مستقیما جذب گیاهان شوند.

حیوانات گیاهخوار با خوردن گیاهان، نیتروژن را به بدن و گوشت خودشان منتقل می کنند و جانوران گوشتخوار هم نیتروژن را از گوشت آنها به دست می آورند. فضولات و مدفوع جانوران یا بقایای آنان یا گیاهان حاوی نیتروژن هستند.

بخش کوچکی از نیتروژن آنها مستقیما وارد هوا شده و بخش زیادی از آنها توسط باکتری های خاک دوباره تبدیل به ترکیبات نیتراته شده و جذب گیاهان می شوند. از گیاهانی که بیشترین نیاز و جذب نیتروژن دارند می توان به لوبیا، باقلا، نخود و عدس اشاره کرد که دارای پروتئین زیادی هم هستند. ممکن است نیتروژن مورد نیاز گیاهان پرورشی از راه کودهای نیتراته تامین شود.

کمی با فسفر

فسفر عنصر نافلز و با عدد اتمی ۱۵ در گروه 5 جدول تناوبی یا گروه نیتروژن قرار دارد. فسفر چند اتمی است و در طبیعت به شکل فسفات (PO4) وجود دارد و به شکل خالص دیده نمی شود. فسفر سفید (P4) ماده ای به شدت سمی و آتش گیر است که در ساخت داروهای موش کش کاربرد دارد.

فسفر سفید در دمای ۲۵۰ الی ۴۲۰ درجه سانتی گراد به فسفر قرمز(P6) تبدیل می شود که نسبت به فسفر سفید بسیار واکنش پذیری و آتش گیری و سمیت کمتری دارد. فسفر قرمز در دمای ۲۶۰ درجه آتش می گیرد درحالی که این مقدار برای فسفر سفید ۳۰ درجه سانتی گراد است. 

فسفر سفید می تواند در فشار ۱۲۰۰۰ بار اتمسفر به فسفر سیاه (P7) تبدیل شود که از لحاظ ظاهری بسیار به گرافیت شبیه است‌. با حرارت دادن فسفر قرمز تا دمای ۵۳۰ درجه، فسفر بنفش (P7) به وجود می آید که به فسفر قرمز شبیه است.

حدود یک درصد بدن را فسفر تشکیل داده که برای استحکام استخوان ها و دندان ها، عملکرد صحیح مغز و ماهیچه ها نیاز است، فشار خون را بالا می برد و با کلسیم رابطه عکس دارد. گوشت قرمز، سبوس برنج، سویا، تخمه آفتاب گردان، گوشت ماهی، مرغ و بوقلمون، تخم مرغ و میگو منابع غنی فسفر هستند.