Periodic Table ตารางธาตุ

การจัดเรียงอิเล็กตรอน ตารางธาตุ วิวัฒนาการของตารางธาตุ ตารางธาตุปัจจุบัน ธาตุ Representative element ธาตุทรานซิชัน ธาตุทรานซิชันชั้นใน โยฮันน์ เดอเบอไรเนอร์ จอห์น นิวแลนด์ส แลนทาไนด์ แอคทิไนด์ การจัดเรียงอิเล็กตรอน เมนเดเลเอฟ จำนวนระดับพลังงาน เวเลนซ์อิเล็กตรอน คาบ หมู่ โลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ

การศึกษาเกี่ยวกับตารางธาตุ ตารางธาตุ (Periodic Table) คือ ตารางที่รวบรวมธาตุต่าง ๆ เข้าเป็นหมวดหมู่ ตามสมบัติที่เหมือนๆ กัน ไว้เป็นพวกเดียวกัน เพื่อสะดวกในการจดจำและศึกษา โดยแบ่งธาตุทั้งหมดออกเป็นหมู่และคาบ

1780-1849 Johann Dobereiner Johann Dobereiner จัดเรียงธาตุเป็นหมวดหมู่ โดยนำธาตุที่มีสมบัติคล้ายกันมาจัดไว้ในหมู่เดียวกัน หมู่ละ 3 ธาตุ เรียกว่า “triads” เรียงตามมวลอะตอมจากน้อยไปมาก โดยธาตุตัวกลางจะมีน้ำหนักอะตอมเป็นค่าเฉลี่ยของน้ำหนักอะตอมของอีกสองธาตุที่เหลือ โดยประมาณ กฎนี้เรียกว่า “ Law of Triads” Ca   Sr   Ba    (40 + 137) ÷ 2 = 88 40    88   137

1837-1898 John Newlands Be B John A.R. Newlands เสนอกฎ “Law of Octaves” มีความว่า ถ้านำธาตุมาเรียงลำดับกันตามน้ำหนักอะตอม จะพบว่า ธาตุตัวที่ 8 มีสมบัติคล้ายตัวที่ 1 (โดยเริ่มจากธาตุใดก็ได้ และไม่รวม H กับแก๊สมีตระกูลซึ่งขณะนั้นยังไม่พบ) คือ Na คล้าย Li, Kคล้าย Na Mg คล้าย Be เป็นต้น นอกจากนี้ยังปรากฏว่า กฎนี้ใช้ได้กับธาตุที่มีน้ำหนักอะตอมไม่เกินน้ำหนักอะตอมของ Ca เท่านั้น

1834-1907 Dimitri Mendeleev Dmitri Ivanovich Mendeleev ได้เสนอการจัดตารางธาตุออกมาในลักษณะคล้าย ๆ กัน โดยพบว่าสมบัติต่าง ๆ ของธาตุสัมพันธ์กับมวลอะตอมของธาตุ ตาม Periodic Law คือ “ สมบัติของธาตุเป็นไปตามมวลอะตอมของธาตุโดยเปลี่ยนแปลงเป็นช่วง ๆ ตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น” เช่น จุดเดือด จุดหลอมเหลว ความว่องไวในการทำปฏิกิริยาจะแปรเป็นช่วงๆ ตามการเปลี่ยนแปลงค่าของน้ำหนักอะตอม

ข้อสังเกตเกี่ยวกับตารางธาตุที่เสนอของ เมนเดเลเอฟ 1. ในการจัดตารางธาตุ เมนเดเลเอฟไม่ได้ยึดการเรียงธาตุตามน้ำหนักอะตอมเป็นหลัก แต่เพียงอย่างเดียว แต่นำความคล้ายคลึงของสมบัติทางเคมี และทางกายภาพที่ปรากฏซ้ำกัน เป็นช่วงๆ มาประกอบการพิจารณาด้วย เช่น Te มีน้ำหนักอะตอมมากกว่า I แต่ก็จัด Teไว้ ก่อนหน้า I แต่ก็ไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมจึงเรียงแบบนั้น 2. ยังมีธาตุจำนวนมากที่ยังไม่ค้นพบ จึงเว้นที่ว่างทิ้งไว้ในตารางธาตุ (ตำแหน่งที่เป็น เครื่องหมาย ? ในตารางธาตุ) เช่นทำนายสมบัติของธาตุที่อยู่ถัดซิลิคอน คือธาตุที่ถัดลงไปมี น้ำหนักอะตอมประมาณ 72 ซึ่งในสมัยนั้นเรียกว่า Eka silicon ได้ใกล้เคียงกับสมบัติของธาตุ เจอร์เมเนียม ที่พบในเวลาต่อมา

เอคาซิลิคอนทำนายเมื่อ พ.ศ. 2414 (ค.ศ. 1871) 1834-1907 Dimitri Mendeleev ตาราง เปรียบเทียบสมบัติของธาตุเอคาซิลิคอนกับเจอร์เมเนียมที่ทำนายและที่ค้นพบ สมบัติ เอคาซิลิคอนทำนายเมื่อ พ.ศ. 2414 (ค.ศ. 1871) เจอร์เมเนียมพบเมื่อ พ.ศ. 2429 (ค.ศ.1886) มวลอะตอม สีของธาตุ ความหนาแน่น (g/cm3) จุดหลอมเหลว (0C ) สูตรของออกไซด์ ความหนาแน่นของออกไซด์ (g/cm3) เมื่อผสมกับกรดไฮโดรคลอริก 72 เป็นโลหะสีเทา 5.5 สูงมาก RO2 4.7 ละลายได้เล็กน้อย 72.6 5.36 958 GeO2 4.70 ไม่ละลายที่ 25 0C

The Father of the Periodic Table? Dmitri Mendeleev (1834-1907) Lothar Meyer (1830-1895)

แนวคิดการจัดเรียงธาตุของ Meyer เรียงตามจำนวนอิเล็กตรอนวงนอก (valence electron) และปริมาตรของอะตอมซึ่งสัมพันธ์กับขนาดของอะตอม

เฮนรี โมสลีย์ ได้พัฒนาแนวคิดของเลขอะตอมขึ้น 1887-1915 Henry Moseley เฮนรี โมสลีย์ ได้พัฒนาแนวคิดของเลขอะตอมขึ้น หาค่าความถี่ของรังสีเอ็กซ์ที่คายออกมาจากธาตุชนิดต่างๆ เมื่อถูกอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงวิ่งเข้าชนธาตุนั้น สิ่งที่พบคือ ธาตุแต่ละชนิดให้รังสีเอ็กซ์ที่มีค่าความถี่เฉพาะตัว และพบว่าความถึ่นั้นเพิ่มขึ้นเมื่อธาตุที่ถูกชนมีค่ามวลอะตอมเพิ่มขึ้น Henry Moseley ได้จัดเรียงธาตุตามเลขอะตอมจากน้อยไปหามาก พบว่าการใช้เลขอะตอมมีความแม่นยำในการทำนายสมบัติของธาตุมากกว่าการใช้เลขมวลของธาตุเป็นเกณฑ์ ดังนั้นจึงยึดถือเลขอะตอมเป็นเกณฑ์ในการจัดเรียงลำดับของธาตุในตารางธาตุถึงปัจจุบัน He was able to derive the relationship between x-ray frequency and number of protons

และทางกายภาพ และพบว่าสมบัติต่างๆ จะสัมพันธ์กับการจัดเรียงอิเล็กตรอน ## ในปัจจุบันนักเคมีได้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติของธาตุทั้งทางเคมี และทางกายภาพ และพบว่าสมบัติต่างๆ จะสัมพันธ์กับการจัดเรียงอิเล็กตรอน ในอะตอมของธาตุนั้นๆ ดังนั้นปัจจุบัน กฎพิริออดิก จึงกล่าวว่า “ สมบัติของธาตุต่างๆ เป็น periodic function ของเลขอะตอม โดยขึ้นอยู่กับ การจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุเหล่านั้น”

ตารางธาตุในปัจจุบัน

Periodic Table เลขอะตอม 1 H มวลอะตอม(เลขมวล) 1.00794

การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุด p orbital block s orbital block d orbital block n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 n=7 n=6 n=7 f orbital block

การจัดเรียงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดของธาตุ s2p6 การจัดเรียงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดของธาตุ s1 s2p1 s2p2 s2p3 s2p4 s2p5 s2 d10 d1 d5 4f 5f

ชื่อทั่วไปของธาตุในแต่ละหมู่ (Group)

ธาตุที่เป็นโลหะ (Metal Elements)

ธาตุที่เป็นอโลหะ (Non-Metal Elements)

ธาตุที่เป็นกึ่งโลหะ (Semimetal Elements)

Periodic Classification of the Elements ตัวอย่างที่ 1 จงเติมข้อความต่อไปนี้ให้สมบูรณ์ เลขอะตอม การจัดเรียงอิเล็กตรอน คาบที่ หมู่ที่ สัญลักษณ์ธาตุ 8 _________________ _____ _____ __________ 36 _________________ _____ _____ __________ 42 _________________ _____ _____ __________ 50 _________________ _____ _____ __________

Periodic Classification of the Elements

การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่

การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่ การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบในยุคแรกจะใช้ชื่อนักวิทยาศาสตร์ที่ค้นพบ ธาตุบางธาตุถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคณะ ทำให้มีชื่อเรียกและสัญลักษณ์ต่างกัน

การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่ การที่คณะนักวิทยาศาสตร์ต่างคณะตั้งชื่อแตกต่างกัน ทำให้เกิดความสับสน International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) จึงได้กำหนดระบบการตั้งชื่อขึ้นใหม่ โดยใช้กับชื่อธาตุที่มีเลขอะตอมเกิน 100 ขึ้นไป ทั้งนี้ให้ตั้งชื่อธาตุโดยระบุเลขอะตอมเป็นภาษาละติน แล้วลงท้ายด้วย -ium ระบบการนับเลขในภาษาละตินเป็นดังนี้ 0 = nil (นิล) 1 = un (อุน) 2 = bi (ไบ) 3 = tri (ไตร) 4 = quad (ควอด) 5 = pent (เพนท์) 6 = hex (เฮกซ์) 7 = sept (เซปท์) 8 = oct (ออกตฺ) 9 = enn (เอนน์)

การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่ ตัวอย่างที่1 จงอ่านชื่อตามระบบ IUPAC พร้อมทั้งเขียนสัญลักษณ์ของธาตุต่อไปนี้ 1. ธาตุที่ 106 =_________________________________สัญลักษณ์___________ 2. ธาตุที่ 208 =_________________________________สัญลักษณ์___________ 3. ธาตุที่ 119 =_________________________________สัญลักษณ์___________ 4. ธาตุที่ 135 =_________________________________สัญลักษณ์___________ 5. ธาตุที่ 374 =_________________________________สัญลักษณ์___________ ตัวอย่างที่2 ธาตุที่มีสัญลักษณ์ต่อไปนี้มีเลขอะตอมเท่าไร 1. Uuq =________________ 2. Ubo =_________________

ลำดับการค้นพบธาตุ

ตัวอย่างสีของเปลวไฟที่ได้จากการเผาสารประกอบ Cu 2+ Sr 2+ Na+ Ba 2+ Li+ K+

สารประกอบ ตัวอย่าง สีของเปลวไฟ ลิเทียม LiCl  ,  LiNO3  ,  Li2CO3  สีแดง โซเดียม NaCl  ,  Na2SO4  ,  Na2CO3 สีเหลือง โพแทสเซียม KCl  ,  K2SO4  ,  KNO3 สีม่วง รูบิเดียม RbCl  ,  Rb2SO4  ,  RbNO3 สีแดงเข้ม ซีเซียม CsCl  ,  Cs2SO4  ,  CsNO3 สีฟ้า แคลเซียม CaCl2  ,  CaSO4  ,  Ca(NO3)2 สีแดงอิฐ แบเรียม BaCl2  ,  BaSO4  ,  Ba(NO3)2 สีเขียวแกมเหลือง ทองแดง CuCl2  ,  CuSO4  ,  Cu(NO3)2 สีเขียว