Elementi del terzo periodo: reazioni

Gli elementi del Terzo Periodo sono otto: sodio, magnesio, alluminio, silicio, fosforozolfo, cloro e argon.

I primi due elementi del terzo periodo appartengono al blocco s avendo gli elettroni più esterni  rispettivamente nel livello 3s1 e 3s2. Gli altri elementi del terzo periodo appartengono al blocco p avendo gli ultimi elettroni nel livello p. Dall’alluminio all’argon gli elettroni  si trovano rispettivamente in 3p1, 3p2 fino a 3p8. Si riportano le reazioni degli elementi del terzo periodo con l’acqua e con l’ossigeno.

Reazioni con  l’acqua degli elementi del terzo periodo

Sodio

Il sodio, isolato per la prima volta da Sir Humphry Davy nel 1807, reagisce vigorosamente anche con acqua fredda secondo una reazione di scambio semplice dando una soluzione di idrossido di sodio e idrogeno gassoso:

2 Na(s) +2 H2O(l) → 2 NaOH(aq) + H2(g)

La reazione è altamente esotermica  e il calore sviluppato può bruciare l’idrogeno prodotto

Magnesio

Il magnesio reagisce lentamente con l’acqua fredda formando idrossido di magnesio e idrogeno gassoso le cui bollicine rimangono sulla superficie. L’idrossido di magnesio formatosi si stratifica sul magnesio con conseguente rallentamento della reazione:

Mg(s) + 2 H2O(l)→ Mg(OH)2(aq)  + H2(g)

Se il magnesio viene esposto a vapore acqueo la reazione è estremamente vigorosa con ottenimento di ossido di magnesio e idrogeno gassoso:

Mg(s) +  H2O(l)→ MgO(s) + H2(g)

Alluminio

Il metallo finemente sminuzzato esposto al vapore acqueo dà luogo alla formazione di ossido di alluminio e idrogeno gassoso. La reazione:

2 Al(s) + 3 H2O(l)→ Al2O3(s) +3 H2(g)

Procede lentamente in quanto il metallo è ricoperto da uno strato sottile di ossido di alluminio

Silicio

Il silicio reagisce con l’acqua solo se si trova sotto forma di pezzi di colore grigio e di aspetto simile a un metallo alla temperatura del colore rosso per dare biossido di silicio alluminio e idrogeno gassoso:

Si(s) +  2 H2O(l)→ SiO2 (s) + 2 H2(g)

Fosforo e zolfo

Non danno reazione con l’acqua

Cloro

Il cloro è scarsamente solubile in acqua dove presenta il massimo della solubilità a 10°C. A temperature superiori e fino a 100°C la solubilità del cloro diminuisce; nell’intervallo di temperature tra i 10 e i 100 °C il cloro dà luogo alla formazione di acido ipocloroso e acido cloridrico:

Cl2(g) + H2O(l)→ HClO(aq) + HCl(aq)

A temperature maggiori di 100°C si verifica la decomposizione dell’acqua:

2 Cl2(g) + H2O(g)→ 4 HCl(g) + O2(g)

Argon

Non dà reazione con l’acqua

Reazioni con l’ossigeno degli elementi del terzo periodo

Sodio

Il sodio reagisce con l’ossigeno per dare l’ossido di sodio:

4 Na(s) + O2(g) → 2 Na2O(s)

L’ossido di sodio è un composto ionico che ha un alto punto di fusione e di ebollizione che allo stato fuso è un buon conduttore di elettricità.

Magnesio

Il magnesio reagisce con l’ossigeno in presenza di una fonte di energia come quella di una fiamma per dare l’ossido di magnesio di colore bianco. La reazione è esotermica e produce un lampo inteso di colore bianco:

2 Mg(s) + O2(g) → 2 MgO(s)

Se il magnesio reagisce con l’aria esso dà reazione anche con l’azoto presente formando il nitruro di magnesio:

2 Mg(s) + N2(g) →Mg3N2(s)

Alluminio

L’alluminio reagisce con l’ossigeno solo se si trova in polvere il quanto lo strato di ossido di alluminio che lo ricopre inibisce la reazione:

4 Al(s) + 3 O2(g) → 2 Al2O3(s)

Silicio

Il silicio reagisce con l’ossigeno ad elevate temperature per dare il biossido di silicio:

Si(s) + O2(g) → SiO2(s)

Fosforo

Il fosforo bianco reagisce spontaneamente all’aria dando una fiamma bianca con produzione di una miscela di ossidi di fosforo (III) e fosforo (V):

P4(s) + 3 O2(g) → P4O6(s)

P4(s) + 5 O2(g) → P4O10(s)

Zolfo

Lo zolfo reagisce con l’ossigeno per dare il biossido di zolfo che è un gas irritante. Poiché lo zolfo si trova, sia come zolfo rombico che come zolfo monoclino sotto forma di S8 la reazione andrebbe scritta come:

S8(s)+ 8 O2(g) → 8 SO2(g)

Tuttavia la reazione viene abitualmente scritta come:

S(s)+  O2(g) → SO2(g)

Cloro e argon

Sebbene il cloro formi numerosi ossidi Cl2O, Cl2O3, Cl2O5 e Cl2O7 esso non reagisce direttamente con l’ossigeno. L’argon non reagisce con l’ossigeno

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