Введение
Любой из химических элементов во втором ряду периодической таблицы. Элемент 2-го периода – один из химических элементов во втором ряду (или периоде) периодической таблицы химических элементов. Периодическая таблица организована в ряды для иллюстрации повторяющихся (периодических) закономерностей в химическом поведении элементов с увеличением их атомного номера; новый ряд начинается, когда химическое поведение начинает повторяться, формируя столбцы элементов с похожими свойствами. Второй период включает элементы литий, бериллий, бор, углерод, азот, кислород, фтор и неон. В квантово-механическом описании атомной структуры этот период соответствует заполнению второй (n = 2) электронной оболочки, а точнее её 2s и 2p подуровней. Элементы 2-го периода (углерод, азот, кислород, фтор и неон) следуют правилу октета, поскольку им необходимо восемь электронов для завершения внешней электронной оболочки (литий и бериллий следуют правилу дуэта, бор испытывает недостаток электронов), где может быть размещено максимум восемь электронов: два на 2s-орбитали и шесть на 2p-подуровне.
A period 2 element is one of the chemical elements in the second row (or period) of the periodic table of the chemical elements. The periodic table is laid out in rows to illustrate recurring (periodic) trends in the chemical behavior of the elements as their atomic number increases; a new row is started when chemical behavior begins to repeat, creating columns of elements with similar properties. The second period contains the elements lithium, beryllium, boron, carbon, nitrogen, oxygen, fluorine, and neon. In a quantum mechanical description of atomic structure, this period corresponds to the filling of the second (1=n = 2) shell, more specifically its 2s and 2p subshells. Period 2 elements (carbon, nitrogen, oxygen, fluorine and neon) obey the octet rule in that they need eight electrons to complete their valence shell (lithium and beryllium obey duet rule, boron is electron deficient. ), where at most eight electrons can be accommodated: two in the 2s orbital and six in the 2p subshell.
Бор
Бор (B) — химический элемент с атомным номером 5, существующий в виде изотопов 10B и 11B. При стандартной температуре и давлении бор является трехвалентным металлоидом, обладающим несколькими различными аллотропными модификациями. Аморфный бор представляет собой коричневый порошок, образующийся как продукт многих химических реакций. Кристаллический бор — очень твердый, черный материал с высокой температурой плавления, существующий во множестве полиморфных форм: две ромбоэдрические формы, α-бор и β-бор, содержащие 12 и 106,7 атомов в ромбоэдрической элементарной ячейке соответственно, и тетрагональный бор, состоящий из 50 атомов, являются наиболее распространенными. Плотность бора составляет 2,34–3. Наиболее распространенным изотопом бора является 11B, составляющий 80,22%, и содержащий 5 протонов и 6 нейтронов. Другим распространенным изотопом является 10B, составляющий 19,78%, и содержащий 5 протонов и 5 нейтронов. Это единственные стабильные изотопы бора, однако другие изотопы были синтезированы. Бор образует ковалентные связи с другими неметаллами и проявляет степени окисления 1, 2, 3 и 4. В природе бор не встречается в свободном состоянии, а только в соединениях, таких как бораты. Наиболее распространенными источниками бора являются турмалин, боракс Na2B4O5(OH)4·8H2O и кернит Na2B4O5(OH)4·2H2O. Однако высокие концентрации бора в почве, превышающие 1,0 ppm, могут вызывать некроз листьев и замедленный рост. Даже уровни в 0,8 ppm могут спровоцировать появление этих симптомов у растений, особенно чувствительных к бору. Большинство растений, даже толерантных к бору в почве, проявляют признаки токсичности бора при концентрациях выше 1,8 ppm. Он также используется в качестве добавки для профилактики и лечения остеопороза и артрита.
Углерод
Углерод — химический элемент с атомным номером 6, существующий в виде изотопов 12C, 13C и 14C. При стандартной температуре и давлении углерод представляет собой твердое вещество, встречающееся во множестве различных аллотропных модификаций, наиболее распространенными из которых являются графит, алмаз, фуллерены и аморфный углерод. В минералогии этот термин используется для обозначения сажи и угля, хотя они не являются истинно аморфными, поскольку содержат небольшие количества графита или алмаза. Наиболее распространенным изотопом углерода (98,9%) является 12C, состоящий из шести протонов и шести нейтронов. 13C также стабилен, содержит шесть протонов и семь нейтронов и составляет 1,1%. Другие изотопы углерода также были синтезированы. Углерод образует ковалентные связи с другими неметаллами, проявляя степени окисления −4, −2, +2 или +4, и является вторым по распространенности элементом в человеческом теле по массе после кислорода и третьим по количеству атомов. Благодаря способности углерода формировать длинные стабильные цепи C—C связей, существует практически бесконечное количество соединений, содержащих углерод. Простейшими углеродсодержащими молекулами являются углеводороды, состоящие из углерода и водорода. Азот встречается в природе в виде двух изотопов: азота-14 и азота-15. Многие важные промышленные соединения, такие как аммиак, азотная кислота, органические нитраты (в качестве ракетного топлива и взрывчатых веществ) и цианиды, содержат азот. Чрезвычайно прочная связь в молекулярном азоте играет определяющую роль в химии азота, что затрудняет ее разрыв как для живых организмов, так и для промышленности с целью получения полезных соединений, но одновременно приводит к выделению значительного количества часто полезной энергии при сгорании, взрыве или разложении соединений обратно в азотный газ. Азот входит в состав всех живых организмов, а круговорот азота описывает перемещение этого элемента из атмосферы в биосферу и органические соединения, а затем обратно в атмосферу. Синтетически полученные нитраты являются ключевыми компонентами промышленных удобрений, а также основными загрязнителями, вызывающими эвтрофикацию водных экосистем. Азот является составной частью аминокислот, а следовательно, и белков, а также нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Он входит в химическую структуру почти всех нейромедиаторов и является определяющим компонентом алкалоидов — биологических молекул, производимых многими организмами.
Кислород
Кислород — химический элемент с атомным номером 8, встречающийся в основном в виде 16O, но также 17O и 18O. Кислород является третьим по распространенности элементом по массе во Вселенной (хотя атомов углерода больше, каждый атом углерода легче). Это высокоэлектроотрицательный и неметаллический, обычно двухатомный газ при очень низких температурах. Только фтор более реакционноспособен среди неметаллических элементов. Ему не хватает двух электронов для завершения октета, и он легко принимает электроны от других элементов. Он бурно реагирует со щелочными металлами и белым фосфором при комнатной температуре и менее бурно — со щелочноземельными металлами тяжелее магния. При более высоких температурах он сжигает большинство других металлов и многие неметаллы (включая водород, углерод и серу). Многие оксиды — чрезвычайно стабильные вещества, которые трудно разложить, такие как вода, углекислый газ, оксид алюминия, диоксид кремния и оксиды железа (последние часто проявляются в виде ржавчины). Кислород входит в состав веществ, которые лучше всего описываются как соли металлов и кислородсодержащие кислоты (такие как нитраты, сульфаты, фосфаты, силикаты и карбонаты). Кислород необходим для всей жизни. Растения и фитопланктон осуществляют фотосинтез, используя воду и углекислый газ, оба оксида, в присутствии солнечного света для образования сахаров с выделением кислорода. Затем сахара превращаются в такие вещества, как целлюлоза и (с азотом и часто серой) белки и другие жизненно важные вещества. Животные, а также грибы и бактерии в конечном итоге зависят от фотосинтезирующих растений и фитопланктона в качестве источника пищи и кислорода. Огонь использует кислород для окисления соединений, обычно углерода и водорода, до воды и углекислого газа (хотя могут участвовать и другие элементы), будь то в неконтролируемых пожарах, разрушающих здания и леса, или в контролируемом огне внутри двигателей, обеспечивающем электрическую энергию от турбин, тепло для обогрева зданий или движущую силу транспортных средств. Кислород составляет примерно 21% атмосферы Земли; весь этот кислород является результатом фотосинтеза. Чистый кислород используется в медицинском лечении людей с респираторными заболеваниями. Избыток кислорода токсичен. Изначально кислород связывали с образованием кислот, пока не было показано, что некоторые кислоты не содержат кислорода. Кислород получил свое название из-за его способности образовывать кислоты, особенно с неметаллами. Некоторые оксиды неметаллов чрезвычайно кислые, например, триоксид серы, который образует серную кислоту при контакте с водой. Большинство оксидов металлов являются щелочными, некоторые — чрезвычайно, например, оксид калия. Некоторые оксиды металлов являются амфотерными, например, оксид алюминия, что означает, что они могут реагировать как с кислотами, так и с основаниями. Хотя кислород обычно существует в виде двухатомного газа, он может образовывать аллотропную модификацию, известную как озон. Озон — это триатомный газ, еще более реакционноспособный, чем кислород. В отличие от обычного двухатомного кислорода, озон является токсичным веществом, которое обычно считается загрязнителем. В верхних слоях атмосферы часть кислорода образует озон, который обладает свойством поглощать опасное ультрафиолетовое излучение в озоновом слое. Существование жизни на суше было невозможно до образования озонового слоя.
Фтор
Фтор — химический элемент с атомным номером 9. В природе он встречается в единственной стабильной форме 19F. Фтор — бледно-жёлтый двухатомный газ при нормальных условиях и при очень низких температурах. Поскольку в каждом атоме не хватает одного электрона для достижения высокостабильного октета, молекулы фтора достаточно нестабильны и легко распадаются, а отдельные атомы фтора стремятся отбирать электроны практически у любого другого элемента. Фтор — самый реакционноспособный из всех элементов, он даже атакует многие оксиды, замещая кислород фтором. Фтор способен атаковать диоксид кремния, один из материалов, используемых для транспортировки сильных кислот, и воспламенять асбест. Он взаимодействует с обыкновенной солью, одним из самых стабильных соединений, с выделением хлора. В природе фтор никогда не встречается в свободном виде и практически не остаётся свободным надолго. Он воспламеняет водород одновременно, если оба вещества находятся в газообразном или жидком состоянии — даже при температурах, близких к абсолютному нулю. Его крайне сложно выделить из соединений, не говоря уже о поддержании свободного состояния. Газообразный фтор чрезвычайно опасен, поскольку он взаимодействует практически со всеми органическими веществами, включая живые ткани. Многие бинарные соединения, которые он образует (называемые фторидами), сами по себе высокотоксичны, включая растворимые фториды и особенно фтороводородную кислоту. Фтор образует очень прочные связи со многими элементами. С серой он образует чрезвычайно стабильный и химически инертный гексафторид серы, а с углеродом — уникальный материал тефлон, стабильный и негорючий твёрдый материал с высокой температурой плавления и очень низким коэффициентом трения, что делает его отличным покрытием для сковород и плащей. Фторуглеродные соединения включают в себя некоторые уникальные виды пластика. Он также используется в качестве реагента при производстве зубной пасты.
Неон
Неон — химический элемент с атомным номером 10, существующий в виде изотопов 20Ne, 21Ne и 22Ne. Неон — одноатомный газ. Благодаря заполненной внешней электронной оболочке он обладает высокой устойчивостью к потере электрона и не способен принимать электроны от других веществ. Неон практически не образует химических соединений в обычных условиях температуры и давления, то есть является инертным газом. Он относится к группе так называемых "благородных газов". Неон присутствует в атмосфере в незначительных количествах и не играет никакой биологической роли.