Đơn chất

Br₂

Tên gọi: brom

Nguyên tử khối: 159.8080

Nhiệt độ sôi: 58.8°C

Nhiệt độ nóng chảy: -7.2°C

Brom được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như hóa chất nông nghiệp, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, dược phẩm và các chất trung gian hóa học. Một số mục đích sử dụng đang bị loại bỏ vì lý do môi trường, nhưng các ứng dụng mới vẫn tiếp tục được tìm thấy. Các hợp chất của brom có ​​thể được dùng làm chất chống cháy. Chúng được thêm vào xốp đồ nội thất, vỏ nhựa cho đồ điện tử và hàng dệt may để làm cho chúng ít bắt lửa hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng brom làm chất chống cháy đã bị loại bỏ ở Hoa Kỳ vì lo ngại về độc tính. Organobromides được sử dụng trong bình chữa cháy halon được sử dụng để chữa cháy ở những nơi như bảo tàng, máy bay và xe tăng. Silver bromide là một hóa chất được sử dụng trong chụp ảnh phim. Trước khi loại bỏ nhiên liệu có chì, người ta dùng brom để điều chế 1,2-di-bromoetan, là chất chống kích nổ.

Ca

Tên gọi: canxi

Nguyên tử khối: 40.0780

Nhiệt độ sôi: 1484°C

Nhiệt độ nóng chảy: 842°C

Canxi là một thành phần quan trọng của khẩu phần dinh dưỡng. Sự thiếu hụt rất nhỏ của nó đã ảnh hưởng tới sự hình thành và phát triển của xương và răng. Thừa can xi có thể dẫn đến sỏi thận (vì khi nồng độ cao dễ bị kết tinh gây ngưng trệ quá trình bài tiết). Vitamin D là cần thiết để hấp thụ canxi. Các sản phẩm sữa chứa một lượng lớn canxi. Để hiểu thêm về vai trò của canxi trong thế giới sự sống, xem thêm bài Canxi trong sinh học. Các ứng dụng khác còn có: Chất khử trong việc điều chế các kim loại khác như urani, zirconi hay thori. Chất chống ôxi hóa, chống sulfua hóa hay chống cacbua hóa cho các loại hợp kim chứa hay không chứa sắt. Một chất tạo thành trong các hợp kim của nhôm, beryli, đồng, chì hay magiê. Nó được sử dụng trong sản xuất xi măng hay vữa xây sử dụng rộng rãi trong xây dựng. Đồng vị canxi-48 được sử dụng để tổng hợp một số nguyên tố siêu urani như nobeli hay oganesson.

O₂

Tên gọi: oxi

Nguyên tử khối: 31.99880 ± 0.00060

Nhiệt độ sôi: -182°C

Nhiệt độ nóng chảy: -217°C

Hai lĩnh vực ứng dụng quan trọng nhất của khí oxi là dùng cho sự hô hấp và sự đốt nhiên liệu: a. Sự hô hấp - Khí oxi cần cho sự hô hấp để oxi hóa chất dinh dưỡng trong cơ thể người và động vật. Sự oxi hóa này diễn ra liên tục trong quá trình sống, sinh ra khí cacbonic và năng lượng. Nguồn năng lượng này dùng để duy trì sự sống của cơ thể, Không có khí oxi, người và động vật không sống được. - Những phi công (phải bay cao, nơi thiếu khí oxi vì không khí quá loãng), thợ lặn, những chiến sĩ chữa cháy (phải làm việc ở nơi nhiều khói, có khí độc, thiếu không khí...) đều phải thở bằng khí oxi trong các bình đặc biệt. b. Sự đốt nhiên liệu - Các nhiên liệu cháy trong khí oxi tạo ra nhiệt độ cao hơn trong không khí - Trong công nghiệp sản xuất gang thép, người ta thổi khí oxi hoặc không khí có trộn thêm khí oxi vào lò luyện gang hoặc lò luyện thép nhằm tạo nhiệt độ cao, nâng cao hiệu suất và chất lượng gang thép. - Hỗn hợp oxi lỏng với các nhiên liệu xốp như mùn cưa, than gỗ là hỗn hợp nổ mạnh. Hỗn hợp này được dùng để chế tạo mìn phá đá, đào đất. Oxi lỏng còn dùng để đốt nhiên liệu tên lửa.

O₃

Tên gọi: ozon

Nguyên tử khối: 47.99820 ± 0.00090

1. Sử dụng trong công nghiệp Ôzôn được sử dụng để tẩy trắng đồ vật và tiêu diệt vi khuẩn. Rất nhiều hệ thống nước sinh hoạt công cộng sử dụng ôzôn để khử vi khuẩn thay vì sử dụng clo. Ôzôn không tạo thành các hợp chất hữu cơ chứa clo, nhưng chúng cũng không tồn tại trong nước sau khi xử lý, vì thế một số hệ thống cho thêm một chút clo vào để ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn trong đường ống. 2. Trong công nghiệp ôzôn được sử dụng để: Khử trùng nước uống trước khi đóng chai, Khử các chất gây ô nhiễm có trong nước bằng phương pháp hóa học (sắt, asen, sulfua hiđrô, nitrit, và các chất hữu cơ phức tạp liên kết với nhau tạo ra "màu" của nước, Hỗ trợ trong quá trình kết tụ (là quá trình kết tụ của các phân tử, được sử dụng trong quá trình lọc để loại bỏ sắt và asen), Làm sạch và tẩy trắng vải (việc sử dụng để tẩy trắng được cấp bằng sáng chế), Hỗ trợ trong gia công chất dẻo (plastic) để cho phép mực kết dính, Đánh giá tuổi thọ của mẫu cao su để xác định chu kỳ tuổi thọ của cả lô cao su. Sử dụng trong y tế Ôzôn, cùng với các ion hypoclorit, được sản xuất tự nhiên bởi các tế bào máu trắng (bạch cầu) cũng như rễ của cây cúc vạn thọ như là phương pháp để tiêu diệt các vật thể lạ. Khi ôzôn phân rã nó tạo thành các gốc tự do của ôxy, là những chất có hoạt tính cao và gây nguy hiểm hay tiêu diệt phần lớn các phân tử hữu cơ. Ôzôn được sử dụng trong một số trường hợp trong y tế. Nó có thể được sử dụng để ảnh hưởng tới cân bằng chống ôxi hóa-hỗ trợ ôxi hóa của cơ thể, khi đó thông thường cơ thể sẽ phản ứng với sự hiện diện của nó bằng cách sản sinh ra các enzym chống ôxi hóa. Liệu pháp ôzôn được sử dụng trong y học thử nghiệm, việc này đang gây ra nhiều nghi vấn do nó chưa được nghiên cứu và kiểm nghiệm một cách khoa học và cẩn thận. Liệu pháp này là nguy hiểm bởi vì ôzôn là một chất ăn mòn rất mạnh. Tại Mỹ, liệu pháp ôzôn là bất hợp pháp, vì FDA vẫn chưa cho phép thử nghiệm nó trên người. Ít nhất đã có một người chết vì sử dụng nó tại Mỹ. Các máy "làm sạch không khí" để sản xuất "ôxy hoạt hóa", tức ôzôn, vẫn được bày bán trên thị trường Mỹ. Ôzôn được tìm thấy để chuyển đổi cholesteron trong máu thành cục (làm cứng và hẹp các động mạch). Sản phẩm cholesteron này cũng gây ra bệnh Alzheimer. Ôzôn được nghiên cứu rất nhiều và nó bị coi là chất gây ung thư cho một số động vật (số khác thì không), cũng như là tác nhân gây đột biến ở một số vi khuẩn.

W

Tên gọi: Wolfram

Nguyên tử khối: 183.8400

Nhiệt độ sôi: 5555°C

Nhiệt độ nóng chảy: 3422°C

Wolfram số nguyên tử 74, là nguyên tố nặng nhất có mặt trong các cơ thể sống, nguyên tố nặng thứ 2 là iốt (Z = 53). Wolfram chưa được tìm thấy là chất cần thiết hoặc được sử dụng trong các sinh vật nhân điển hình, nhưng nó là chất dinh dưỡng thiết yếu đối với một số vi khuẩn. Ví dụ, các enzym oxidoreductase dùng wolfram tương tự như molypden bằng cách sử dụng nó trong phức chất wolfram-pterin với molybdopterin. Molybdopterin, mặc cho tên gọi của nó, không chứa molypden, nhưng có thể tạo phức chất với hoặc là molypden hoặc là wolfram để được sử dụng bởi các sinh vật. Các enzym mang wolfram thường khử các axít cacboxylic thành các aldehyt — một quá trình tổng hợp khó trong hóa và hóa sinh. Tuy nhiên, các oxidoreductase wolfram cũng có thể xúc tác quá trình ôxi hóa. Enzym cần wolfram đầu tiên được phát hiện cũng cần selen, và trong trường hợp này cặp đôi wolfram-selen có thể có chứa năng tương tự cặp đôi molypden-lưu huỳnh của các enzym cần phụ nhân tử molybden. Một trong những enzym trong họ oxidoreductase, thỉnh thoảng sử dụng dùng wolfram (các enzym formate dehydrogenase H của vi khuẩn) cũng được biết là sử dụng cặp selen-molypden của molybdopterin. Mặc dù xanthin dehydrogenase chứa wolfram từ vi khuẩn đã được tìm thấy là chứa molydopterin-wolfram và cũng như selen liên kết phi protein, nhưng phức chất molybdopterin wolfram-selen chưa được miêu tả rõ ràng.

At

Tên gọi: Astatin

Nguyên tử khối: 209.9871480 ± 0.0000080

Nhiệt độ sôi: 336°C

Nhiệt độ nóng chảy: 302°C

Người ta biết rất ít về Astatine (nguyên tử # 85), hoặc 'At', bởi vì đây là nguyên tố phóng xạ hiếm gặp, phân rã rất nhanh. Các nhà khoa học phải suy luận thông tin về astatine thông qua các nguyên tố halogen tương tự như iốt. Astatine có thể được sử dụng trong điều trị ung thư tuyến giáp và như một chất đánh dấu phóng xạ.

Cs

Tên gọi: Xêzi

Nguyên tử khối: 132.90545190 ± 0.00000020

Nhiệt độ sôi: 671°C

Nhiệt độ nóng chảy: 22°C

1. Thăm dò dầu khí Có lẽ ứng dụng phổ biến nhất của xêsi hiện nay là trong các dung dịch khoan dựa trên xesi format (Cs(HCOO)) trong công nghiệp khai thác dầu mỏ.[9] Dung dịch gốc nước của xêsi format (HCOO−Cs+)—được tạo ra từ phản ứng của xêsi hydroxit với Axit formic—được phát triển giữa thập niên 1990 được sử dụng trong khoan giếng dầu và dung dịch hoàn thiện giếng. Chức năng của dung dịch khoan là bôi trơn mũi khoan, mang mùn khoan lên trên bề mặt, và duy trì áp suất thành hệ trong quá trình khoan giếng. Các dung dịch hoàn thiện hỗ trợ cho việc lắp đặt các thiết bị điều khiển (phần cứng) sau khi khoan nhưng phải trước khi khai thác để duy trì áp suất.[9] Tỷ trọng cao của format xêsi (tới 2,3 sg) cùng với tính tương đối lành tính của các hợp chất Cs, làm giảm các yêu cầu đối với các chất rắn huyền phù tỷ trọng cao và có độc trong dung dịch khoan, làm cho nó có một số ưu thế đáng kể về mặt công nghệ, môi trường và công trình,. Xêsi format có thể được trộn với kali và natri format để giảm tỉ trọng dung dịch xuống bằng với tỉ trọng của nước (1.0 g·cm−3). Hơn nữa, nó có thể tự phân hủy và tái sử dụng, và có thể được tái chế, đây là một điểm quan trọng vì chi phí cao của nó (khoảng $4.000 một Barrel năm 2001). Các format kiềm thì an toàn trong vận chuyển và không phá hỏng thành hệ hoặc các kim loại chìm xuống lỗ khoan như những muối tỉ trọng cao ăn mòn thay thế (như dung dịch kẽm bromua ZnBr2); chúng cũng ít cần làm sạch hơn và giảm chi phí đổ thải. 2. Đồng hồ nguyên tử Xêsi cũng đáng chú ý vì các sử dụng trong đồng hồ nguyên tử, với độ chính xác ở mức giây trong hàng nghìn năm. Kể từ năm 1967, đơn vị đo lường thời gian của Hệ đo lường quốc tế (SI), giây, là dựa trên các thuộc tính của nguyên tử xêsi. SI định nghĩa giây bằng 9.192.631.770 chu kỳ bức xạ, tương ứng với sự chuyển trạng thái của hai mức năng lượng spin điện tử trong trạng thái tĩnh của nguyên tử Cs133. Đồng hồ xêsi chính xác đầu tiên được Louis Essen tạo ra năm 1955 ở National Physical Laboratory ở UK. Các đồng hồ này được cải tiến theo định kỳ cứ mỗi nửa thế kỷ, và hình thành các tiêu chuẩn tuân thủ thời gian và đo đạc tần số, và được xem là "đơn vị chính xác nhất mà còn người từng đạt được." Các đồng hồ này đo đạc tần số với sai số 2 đến 3 phần 1014, tương ứng với độ chính xác thời gian là 2 nano giây mỗi ngày, hoặc 1 giây trong 1,4 triệu năm. Phiên bản mới nhất có độ chính xác hơn 1/1015, tức là chúng lệch 1 giây trong 20 triệu năm. Các đồng hồ xêsi cũng được dùng trong các mạng lưới quan sát thời gian trong truyền tín hiện điện thoại di động và truyền thông tin trên Internet. 3. Năng lượng điện và điện tử Các máy phát điện ion nhiệt bằng hơi xêsi là các thiết bị năng lượng thấp chuyển năng lượng nhiệt thành năng lượng điện. Trong bộ chuyển ống chân không hai điện cực, nó trung hòa điện tích trong khoảng không hình thành ở gần ca-tốt, và do vậy nó tăng cường dòng điện. Xêsi cũng có những đặc điểm quan trọng do tính quang điện của nó, theo đó năng lượng ánh sáng được chuyển thành dòng điện. Nó được dùng trong các tế bào quang điện do các ca-tốt gốc xêsi như hợp chất kim loại K2CsSb, có người điện thế thấp để phát ra electron.Các thiết bị quang điện sử dụng xêsi như các thiết bị nhận dạng ký tự quang học, các đèn nhân quang điện, và các ống video camera. Tuy nhiên, germani, rubidi, selen, silicon, telluri, và nhiều nguyên tố khác có thể thay thế xêsi trong các loại vật liệu cảm quang. 4. Dung dịch ly tâm Do có tỉ trọng lớn, các dung dịch xêsi clorua, xêsi sulfat, và xêxi trifluoroacetat (Cs(O2CCF3)) được sử dụng phổ biến trong sinh học phân tử để tách lọc ly tâm. Công nghệ này được ứng dụng chủ yếu trong tách các hạt virus, bào quan và các phần phân đoạn của tế bào, và các axit nucleic từ các mẫu sinh học. 5. Hóa học và y học Các ứng dụng về hóa của xêsi tương đối ít. Doping với các hợp chất Xêsi được dùng để nâng cao hiệu quả một số chất xúc tác trong sản xuất chất hóa học như các monome axit acrylic, anthraquinone, etylen oxit, metanol, phthalic anhydrua, styren, metyl methacrylat, và nhiều olefin khác nhau. Nó cũng được sử dụng trong chuyển đổi xúc tác sulfur đioxit thành sulfur trioxit trong sản xuất axit sulfuric. 6. Hạt nhân và đồng vị của nó Xêsi-137 là một đồng vị phóng xạ rất phổ biến được sử dụng như nguồn phát tia gamma trong các ứng dụng công nghiệp. Ưu điểm của nó là có chu kỳ bán rã gần 30 năm, nó có trong chu trình nhiên liệu hạt nhân, và có 137Ba đồng vị bền cuối. Khả năng hòa tan lớn trong nước là một bất lợi làm cho nó không thích hợp với large pool irradiators trong việc cung ứng cho thực phẩm và dược phẩm.Nó được dùng trong nông nghiệp, điều trị ung thư, và khử trùng vi sinh trong thực phẩm, bùn cống, và thiết bị phẫu thuật.Các đồng vị phóng xạ của xêsi trong các thiết bị xạ trị được dùng trong lĩnh vực y học để trị các loại ung thư nhất định,[90] nhưng những thay thế tốt hơn trong trường hợp khẩn cấp và sử dụng xêsi clorua tan trong nước trong các nguồn có thể tạo ra sự ô nhiễm trên diện rộng, từ từ làm cho các xêsi này không thể sử dụng được nữa. Xêsi-137 đã được sử dụng trong nhiều thiết bị đo đạc công nghiệp, như đo độ ẩm, tỉ trọng, thủy chuẩn, và đo bề dày.] Nó cũng được sử dụng trong các thiết bị đo địa vật lý giếng khoan để đo mật độ electron của các thành hệ đá, giá trị này tương tự như mật độ khối của thành hệ. Đồng vị 137 cũng được sử dụng trong các nghiên cứu thủy văn tương tự như sử dụng triti.Xêsi-137 là đồng vị con trong phản ứng phân hạch hạt nhân. Với việc bắt đầu thử nghiệm hạt nhân khoảng năm 1945, và tiếp tục những vụ thử sau đó trong suốt giữa thập niên 1980, xêsi-137 đã được giải phóng vào không khí và nó dễ dàng được hấp thụ trong các dung dịch. Việc biết sự thay đổi theo năm trong khoảng thời gian đó cho phép thiết lập mối quan hệ giữa đất và các lớp trầm tích. Xêsi-134, và các đồng vị ít phổ biến hơn là xêsi-135, cũng được sử dụng trong thủy văn bằng cách đo lượng xêsi đầu ra của công nghiệp hạt nhân. Trong khi chúng ít phổ biến hơn cả xêsi-133 hay xêsi-137, các đồng vị này có ưu điểm là được tạo ra độc lập từ các nguồn nhân tạo. 7. Ứng dụng khác Xêsi và thủy ngân từng được dùng làm nhiên liệu trong động cơ đẩy của các động cơ ion thời kỳ đầu trên tàu không gian với các chuyến hành trình rất dài. Phương pháp ion hóa là việc tách các electron lớp ngoài cùng từ nhiên liệu khi tiếp xúc với điện cực wolfram có điện thế.

P₄

Tên gọi: Tetraphospho

Nguyên tử khối: 123.8950480 ± 0.0000080

Nhiệt độ nóng chảy: 44°C

Phốt pho trắng (WP) là chất hóa học có khả năng gây cháy được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực quân sự, chủ yếu nó được nhồi vào các loại bom cháy, bom khói với mục đích tạo ra các màn khói hoặc gây ra sự sát thương, tiêu diệt sinh lực của đối phương. Phốt pho trắng cũng được coi là loại vũ khí hóa học. Phốt pho trắng rất dễ cháy, khi ra ngoài không khí ở nhiệt độ bình thường nó cũng tự động bốc cháy (do có ô xy). Lửa của phốt pho trắng rất nguy hiểm với con người, khi bị dính WP nó sẽ gây ra bỏng nặng do nó có khả năng ngấm sâu vào cơ thể người đến tận xương, vào các mô ở bên trong cơ thể và phá hủy chúng. Do đó WP cũng là một loại chất độc hóa học và con người phải hết sức thận trọng với nó. Với những loại vũ khí như bom, đạn có chứa WP ngay cả những lực lượng có kiến thức chuyên môn khi xử lý chúng cũng có khả năng bị tai nạn.

Al₃

Tên gọi: Nhôm trime

Nguyên tử khối: 80.9446158 ± 0.0000024

Bi

Tên gọi: Bitmut

Nguyên tử khối: 208.980400 ± 0.000010

Nhiệt độ sôi: 1564°C

Nhiệt độ nóng chảy: 271.5°C

Ôxyclorua bitmut được sử dụng nhiều trong mỹ phẩm. Subnitrat bitmut và subcacbonat bitmut được sử dụng trong y học. Subsalicylat bitmut (Pepto-Bismol®) được dùng làm thuốc chống bệnh tiêu chảy. [1] Một số ứng dụng khác là: Nam châm vĩnh cửu mạnh có thể được làm ra từ hợp kim bismanol (MnBi). Nhiều hợp kim của bitmut có điểm nóng chảy thấp và được dùng rộng rãi để phát hiện cháy và hệ ngăn chặn của các thiết bị an toàn cháy nổ. Bitmut được dùng để sản xuất thép dễ uốn. Bitmut được dùng làm chất xúc tác trong sản xuất sợi acrylic. Nó cũng dược dùng trong cặp nhiệt điện (bitmut có độ âm điện cao nhất). Vật chuyên chở các nhiên liệu U235 hay U233 cho các lò phản ứng hạt nhân. Bitmut cũng được dùng trong các que hàn. Một thực tế là bitmut và nhiều hợp kim của nó giãn nở ra khi chúng đông đặc lại làm cho chúng trở thành lý tưởng cho mục đích này. Subnitrat bitmut là thành phần của men gốm, nó tạo ra màu sắc óng ánh của sản phẩm cuối cùng. Bitmut đôi khi được dùng trong sản xuất các viên đạn. Ưu thế của nó so với chì là nó không độc, vì thế nó là hợp pháp tại Anh để săn bắn các loại chim vùng đầm lầy. Những năm đầu thập niên 1990, các nghiên cứu bắt đầu đánh giá bitmut là sự thay thế không độc hại cho chì trong nhiều ứng dụng: Như đã nói trên đây, bitmut được sử dụng trong các que hàn; độc tính thấp của nó là đặc biệt quan trọng cho các que hàn dùng trong các thiết bị chế biến thực phẩm. Một thành phần của men gốm sứ. Một thành phần trong đồng đỏ. Thành phần trong thép dễ cắt cho các chi tiết có độ chính xác cao của máy móc. Một thành phần của dầu hay mỡ bôi trơn. Vật liệu nặng thay chì trong các chì lưới của lưới đánh cá.

Ni

Tên gọi: Niken

Nguyên tử khối: 58.69340 ± 0.00040

Nhiệt độ sôi: 2913°C

Nhiệt độ nóng chảy: 1455°C

Khoảng 65% niken được tiêu thụ ở phương Tây được dùng làm thép không rỉ. 12% còn lại được dùng làm "siêu hợp kim". 23% còn lại được dùng trong luyện thép, pin sạc, chất xúc tác và các hóa chất khác, đúc tiền, sản phẩm đúc, và bảng kim loại. Khách hàng lớn nhất của niken là Nhật Bản, tiêu thụ 169.600 tấn mỗi năm (2005) 1. Các ứng dụng của niken bao gồm: Thép không rỉ và các hợp kim chống ăn mòn. Hợp kim Alnico dùng làm nam châm. Hợp kim NiFe - Permalloy dùng làm vật liệu từ mềm. Kim loại Monel là hợp kim đồng-niken chống ăn mòn tốt, được dùng làm chân vịt cho thuyền và máy bơm trong công nghiệp hóa chất. Pin sạc, như pin niken kim loại hiđrua (NiMH) và pin niken-cadmi (NiCd). Tiền xu. Dùng làm điện cực. Trong nồi nấu hóa chất bằng kim loại trong phòng thí nghiệm. Làm chất xúc tác cho quá trình hiđrô hóa (no hóa) dầu thực vật.

Pb

Tên gọi: Chì

Nguyên tử khối: 207.2000

Nhiệt độ sôi: 1749°C

Nhiệt độ nóng chảy: 327.46°C

Chì là thành phần chính tạo nên ắc quy, sử dụng cho xe. Chì được sử dụng như chất nhuộm trắng trong sơn. Chì sử dụng như thành phần màu trong tráng men đặc biệt là tạo màu đỏ và vàng. Chì dùng làm các tấm ngăn để chống phóng xạ hạt nhân. Chì thường được sử dụng trong nhựa PVC