ตารางธาตุ

วิวัฒนาการของตารางธาตุ 1. โยฮันน์ เดอเบอไรเนอร์ (Johann DÖbereiner,1817) จัดธาตุเป็นกลุ่มๆ ละ 3 ธาตุ ตามสมบัติที่คล้าย คลึงกัน เรียกว่า Triads โดยธาตุตัวกลางจะมีมวลอะตอมเท่ากับหรือใกล้เคียงกับค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมของอีกสองธาตุ

วิวัฒนาการของตารางธาตุ Triads ของเดอเบอไรเนอร์ Li 7 Ca 40 Cl 35 Na 23 Sr 88 Br 80 K 39 Ba 137 I 129

วิวัฒนาการของตารางธาตุ แต่เมื่อนำหลัก Triads มาใช้กับธาตุกลุ่มอื่น เช่น Cu (63.6), Ag (108), Au (197) Zn (65.4), Cd (112.4), Hg (200.6) มวลอะตอมของธาตุตัวกลางไม่ได้มีค่าเป็นค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมของธาตุที่เหลือในแต่ละกลุ่ม

วิวัฒนาการของตารางธาตุ 2. จอห์น นิวแลนด์ (John Newlands) Law of Octaves ถ้านำธาตุมาเรียงมาตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้นเป็นแถว แถวละ 7 ธาตุ ธาตุที่ 8 จะมีสมบัติคล้ายกับธาตุที่ 1 โดยเริ่มจากธาตุใดก็ได้ * กฎนี้ใช้ได้กับธาตุที่มีมวลอะตอมไม่เกินมวลอะตอมของแคลเซียมเท่านั้น

วิวัฒนาการของตารางธาตุ H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Cr Ti Mn Fe Co,Ni Cu Zn Y In As Se Br Rb Sr La, Ce Zr Nb,Mo Ru,Rh Pd Ag Cd U Sn Te I Cs Ba, V ตารางธาตุของนิวแลนด์ส

วิวัฒนาการของตารางธาตุ 3. เมนเดเลเอฟ และไมเออร์ (Mendeleev,1869) ถ้าเรียงธาตุตามลำดับมวลอะตอมจากน้อยไปหามาก ธาตุที่มีคุณสมบัติคล้ายกันจะปรากฏอยู่ตรงกันเป็นช่วงๆ ตามการเปลี่ยนค่าของมวลอะตอม เรียกว่า สมบัติของธาตุต่างๆ เป็นฟังก์ชันพิริออดิกของมวลอะตอมของธาตุเหล่านั้น ------> กฎพีริออดิก (Periodic Law)

วิวัฒนาการของตารางธาตุ กฎพีริออดิก (Periodic Law) “สมบัติทางเคมีและสมบัติทางกายภาพของธาตุต่างๆ นั้นเปลี่ยนแปลงไปในลักษณะที่เป็นช่วงๆโดย จะสัมพันธ์กับมวลอะตอมของมัน”

ตารางธาตุของเมนเดเลเอฟ,1869 วิวัฒนาการของตารางธาตุ ตารางธาตุของเมนเดเลเอฟ,1869

วิวัฒนาการของตารางธาตุ 4. เฮนรี จี.เจ. มอสลีย์ (Henry G.J. Moseley,1913) ค้นพบว่าเลขอะตอมมีความสัมพันธ์กับสมบัติของธาตุมากกว่ามวลอะตอม ถ้าจัดเรียงธาตุตามลำดับของเลขอะตอม จะสามารถแก้ปัญหาการจัดตารางธาตุของเมนเดเลเอฟได้

ตารางธาตุในปัจจุบัน Back2 B1

ตารางธาตุในปัจจุบัน 1. จัดเรียงธาตุตามแนวนอนโดยเรียงลำดับเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา 2. ธาตุซึ่งเรียงตามลำดับเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้นและเป็นแถวตามแนวนอนเรียกว่า คาบ ซึ่งมีทั้งหมด 7 คาบ

ตารางธาตุในปัจจุบัน 3. ธาตุในแถวตามแนวตั้ง มีทั้งหมด 18 แถว เรียกว่า หมู่ ซึ่งมีตัวเลขกำกับ แบ่งออกเป็นหมู่ย่อย A และ B โดยที่     หมู่ย่อย A มี 8 หมู่ คือ หมู่ IA จนถึง VIII A     หมู่ย่อย B มี 8 หมู่ คือ หมู่ IB จนถึง VIII B แต่เรียงเริ่มจากหมู่ III B ถึงหมู่ II B ซึ่ง มีชื่อเรียกว่า ธาตุแทรนซิชัน (Transition Elements)

ตารางธาตุในปัจจุบัน 4. ธาตุ 2 แถวล่าง ซึ่งแยกไว้ต่างหากนั้น เรียกว่า ธาตุแทรนซิชันชั้นใน (Inner transition elements)       ธาตุแถวบน คือ ธาตุที่มีเลขอะตอมตั้งแต่ 58 ถึง 71 เรียกว่า กลุ่มธาตุ แลนทาไนด์ (Lanthanide series) ธาตุกลุ่มนี้ควรจะอยู่ในหมู่ III B โดยจะเรียงต่อจากธาตุ La ธาตุแถวล่าง คือ ธาตุที่มีเลขอะตอมตั้งแต่ 90 ถึง 103 เรียกว่า กลุ่มธาตุแอกทิไนด์ (Actinide series) ธาตุกลุ่มนี้ควรอยู่ในหมู่ III B โดยเรียงต่อจากธาตุ Ac Periodic table

ตารางธาตุในปัจจุบัน 5. ธาตุไฮโดรเจนมีสมบัติบางอย่างคล้ายธาตุหมู่ 1 และมีสมบัติบางอย่างคล้ายธาตุหมู่ 7 จึงแยกไว้ต่างหาก 6. ธาตุที่เป็นโลหะและอโลหะถูกแยกออกจากกันด้วยเส้นขั้นบันได โดยทางซ้ายของเส้นบันไดเป็นโลหะ ทางขวาของเส้นขั้นบันไดเป็นอโลหะ ส่วนธาตุที่อยู่ชิดเส้นบันไดจะมีสมบัติก้ำกึ่งระหว่างโลหะกับอโลหะ เรียกธาตุพวกนี้ว่า ธาตุกึ่งโลหะ (Metalloid)

ลักษณะสำคัญของธาตุภายในหมู่เดียวกัน 1. ธาตุที่อยู่ในหมู่เดียวกันมีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากัน  จึงทำให้มีสมบัติคล้ายกัน  เช่น ธาตุลิเทียม (3Li) และธาตุโซเดียม (11Na) ต่างก็มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1  ทั้งสองธาตุจึงมีคุณสมบัติคล้ายกัน  เป็นต้น

ลักษณะสำคัญของธาตุภายในหมู่เดียวกัน (ต่อ) 2. ธาตุในหมู่ย่อย A (IA - VIIIA) มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับเลขที่ของหมู่ ยกเว้นธาตุแทรนซิชัน เช่น ธาตุในหมู่ I จะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1 ธาตุในหมู่ II จะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 เป็นต้น

ลักษณะสำคัญของธาตุภายในหมู่เดียวกัน (ต่อ) 3. ธาตุแทรนซิชันส่วนใหญ่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 ยกเว้นบางธาตุ เช่น Cr Cu เป็นต้น จะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1

ลักษณะสำคัญของธาตุในคาบเดียวกัน 1. ธาตุในคาบเดียวกันมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนไม่เท่ากัน  โดยมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา  ดังนั้น ธาตุในคาบเดียวกันจึงมีสมบัติต่างกัน  ยกเว้นธาตุแทรนซิชันซึ่งส่วนใหญ่มีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 เท่ากัน  จึงมีคุณสมบัติคล้ายกันทั้งในหมู่และในคาบเดียวกัน

ลักษณะสำคัญของธาตุในคาบเดียวกัน (ต่อ) 2. ธาตุในคาบเดียวกันมีจำนวนระดับพลังงานเท่ากัน  และเท่ากับเลขที่ของคาบ เช่น ธาตุในคาบที่ 2 ทุกธาตุ (Li ถึง Ne) ต่างก็มีจำนวนระดับพลังงานเท่ากับ 2 คือ ชั้น K (n=1) และชั้น L (n=2) เป็นต้น Periodic table

ปัจจัยที่มีผลต่อขนาดอะตอม แนวโน้มของขนาดอะตอม ปัจจัยที่มีผลต่อขนาดอะตอม 1. จำนวนชั้นของอิเล็กตรอน 2. ถ้าชั้นอิเล็กตรอนเท่ากัน ให้ดูที่จำนวนโปรตอน ถ้าจำนวนโปรตอนมาก อะตอมหรือไอออนนั้นจะมีขนาดเล็ก 3. อัตราส่วนของ P/e ถ้าไอออนของธาตุใดมีค่า P/e มาก จะมีขนาดเล็กกว่าไอออนที่มี P/e น้อยกว่า

แนวโน้มของขนาดอะตอมในหมู่เดียวกัน ธาตุในหมู่เดียวกัน ขนาดอะตอมจะใหญ่ขึ้นจากบนลงล่าง

แนวโน้มของขนาดอะตอมในคาบเดียวกัน ขนาดของอะตอมจะเล็กลงจากซ้ายไปขวา ในคาบเดียวกันมีจำนวนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนเท่ากัน แต่จำนวนโปรตอนเพิ่มขึ้น ทำให้อะตอมมีขนาดเล็กลง

แนวโน้มของขนาดอะตอม

แนวโน้มของขนาดไอออน ขนาดของอะตอมเปรียบเทียบกับขนาดไอออนบวก ไอออนบวก คือ อะตอมที่เสียอิเล็กตรอน ดังนั้นจะมีจำนวนอิเล็กตรอนน้อยลง ในขณะที่โปรตอนเท่าเดิม โปรตอนดึงเวเลนซ์อิเล็กตรอนได้แรงขึ้น ---------> ไอออนบวกจะมีขนาดเล็กกว่าอะตอมที่เป็นกลาง

ขนาดของอะตอมเปรียบเทียบกับขนาดไอออนลบ แนวโน้มของขนาดไอออน ขนาดของอะตอมเปรียบเทียบกับขนาดไอออนลบ ไอออนลบมีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น แต่จำนวนโปรตอนเท่าเดิม แรงดึงดูดระหว่างโปรตอนกับเวเลนซ์อิเล็กตรอนลดลง ---------> ไอออนลบมีขนาดใหญ่กว่าอะตอมที่เป็นกลาง

แนวโน้มของขนาดไอออน ขนาดของไอออนที่มีอิเล็กตรอนเท่ากัน เช่น 13Al3+, 12Mg2+ มีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากับ 10 กรณีนี้ขนาดของไอออนขึ้นอยู่กับจำนวนโปรตอน ไอออนใดมีจำนวนโปรตอนมาก จะยิ่งมีขนาดเล็ก

ขนาดของไอออนบวกและลบในหมู่เดียวกัน แนวโน้มของขนาดไอออน ขนาดของไอออนบวกและลบในหมู่เดียวกัน ในหมู่เดียวกันไอออนบวกและไอออนลบจะมีขนาดใหญ่ขึ้นจากบนลงล่าง

ขนาดของไอออนในคาบเดียวกัน แนวโน้มของขนาดไอออน ขนาดของไอออนในคาบเดียวกัน ในคาบเดียวกัน ทางซ้ายเป็นไอออนบวก ทางขวาเป็นไอออนลบ ในพวกไอออนบวก จะเล็กลงจากซ้ายไปขวา แล้วจะโตขึ้นเมื่อถึงไอออนลบ จากนั้นจะเล็กลงจากซ้ายไปขวาเช่นกัน

แนวโน้มของค่าพลังงานไอออไนเซชัน ตามคาบ ในคาบเดียวกันพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 จะเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา ตามหมู่ ในหมู่เดียวกันพลังงานไอออไนเซชันจะมีค่าลดลงจากบนลงล่าง

แนวโน้มของค่าพลังงานไอออไนเซชัน

แนวโน้มของค่าพลังงานไอออไนเซชัน

แนวโน้มของค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี Electronegativity (EN) คือ ค่าที่แสดงถึงความ สามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะของอะตอมของธาตุต่างๆ ที่รวมกันเป็นสารประกอบ ตามคาบ ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีจะเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา เพราะขนาดของอะตอมเล็กลงจากบนลงล่าง ตามหมู่ ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีจะลดลงจากบนลงล่าง เพราะขนาดของอะตอมใหญ่ขึ้นจากบนลงล่าง

แนวโน้มของค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี

แนวโน้มของค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี

สมบัติของธาตุและสารประกอบของธาตุ ธาตุหมู่ IA (โลหะแอลคาไล) Li Na K Rb Cs Fr

สมบัติของธาตุและสารประกอบของธาตุ (ต่อ) สมบัติที่สำคัญของธาตุหมู่ IA 1. เป็นของแข็งที่อ่อน ใช้มีดตัดได้ นำความร้อนและไฟฟ้าได้ดี 2. เมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอื่นในคาบเดียวกัน - ธาตุหมู่ IA มีความเป็นโลหะมากที่สุด - ธาตุหมู่ IA มีขนาดอะตอมใหญ่ที่สุด - ธาตุหมู่ IA มีค่า IE1 และ EN ต่ำที่สุด - ธาตุหมู่ IA เป็นโลหะที่เสียอิเล็กตรอนได้ง่ายที่สุด

สมบัติของธาตุและสารประกอบของธาตุ (ต่อ) สมบัติที่สำคัญของธาตุหมู่ IA 3. มีความหนาแน่นต่ำ ( Li, Na และ K หนาแน่นน้อยกว่าน้ำ) 4. เมื่อรวมตัวกับอโลหะได้สารประกอบไอออนิก ซึ่งธาตุหมู่ IA มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ +1 5. เป็นโลหะที่ว่องไวในการเกิดปฏิกิริยามาก ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำหรือไอน้ำในอากาศ ให้ H2 และความร้อนจำนวนมาก -----> จึงต้องเก็บไว้ในน้ำมัน

สมบัติของธาตุและสารประกอบของธาตุ (ต่อ) สารประกอบของธาตุหมู่ IA ธาตุหมู่ IA อยู่ในรูปของสารประกอบมากมาย เช่น LiCl, NaCl, KCl, NaNO3, KNO3, Na2SO4, NaHCO3 สารประกอบของธาตุหมู่ IA ในธรรมชาติที่พบมากที่สุด คือ สารประกอบของโซเดียม เช่น NaCl

สมบัติบางประการของสารประกอบของธาตุหมู่ IA 1. เมื่อหลอมเหลว หรือละลายน้ำ จะสามารถนำไฟฟ้าได้ 2. มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง 3. ละลายน้ำได้ดี เช่น สารประกอบคาร์บอเนต (CO32- ) เช่น Na2CO3 K2CO3 สารประกอบซัลเฟต (SO42-) เช่น K2SO4 Na2SO4 สารประกอบคลอไรด์ (Cl- ) เช่น LiCl NaCl ยกเว้นสารประกอบคาร์บอเนต และฟอสเฟต ของ Li จะละลายน้ำได้น้อย -------> Li2CO3 , Li3PO4

สมบัติบางประการของสารประกอบของธาตุหมู่ IA สารประกอบซัลไฟด์ เช่น Na2S สารประกอบออกไซด์ เช่น NaO สารประกอบไฮไดรด์ เช่น NaH LiH

ประโยชน์ของธาตุหมู่ IA 1. Cs (ซีเซียม) ใช้ทำโฟโตเซลล์ที่เปลี่ยนสัญญาณแสงไปเป็นสัญญาณไฟฟ้า เพราะ Cs สามารถเสียอิเล็กตรอนได้ง่ายกว่าโลหะหมู่ IA ตัวอื่นๆ เช่น ที่ใช้ในเครื่องวัดความเข้มแสงในกล้องถ่ายรูป 2. ใช้ Na (โซเดียม) และ K (โพแทสเซียม) ทำหน้าที่ถ่ายเทความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู

ประโยชน์ของธาตุหมู่ IA 3. ใช้ Na บรรจุในท่อโพลิเอทิลีน สำหรับใช้แทนสายเคเบิลอะลูมิเนียมหรือทองแดง เพราะเบากว่า ถูกกว่า และมีประสิทธิภาพดีกว่า 4. Li และ Na ใช้ในการเตรียมสารอินทรีย์หลายชนิด เช่น เตตระเอทิลเลด เตรียมจากเอทิลคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับโลหะผสมระหว่างโซเดียมกับตะกั่ว 5. Na ใช้การเตรียมโซเดียมเปอร์ออกไซด์ ซึ่งใช้ทำสารฟอกสี

ธาตุหมู่ IIA (โลหะแอลคาไลน์ เอิร์ท) Be (เบริลเลียม) Mg (แมกนีเซียม) Ca (แคลเซียม) Sr (สทรอนเชียม) Ba (แบเรียม) Ra (เรเดียม)

สมบัติที่สำคัญของธาตุหมู่ IIA

สมบัติที่สำคัญของธาตุหมู่ IIA 4. มีค่า IE1 และ EN ต่ำ แต่สูงกว่าธาตุหมู่ IA 5. มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกว่าธาตุหมู่ IA ในคาบเดียวกัน เพราะมีพันธะโลหะที่แข็งแรงกว่า 6. เสียอิเล็กตรอนได้ง่าย (ตัวรีดิวซ์ที่ดี) แต่ไม่ดีเท่ากับธาตุหมู่ IA ในคาบเดียวกัน

สมบัติที่สำคัญของธาตุหมู่ IIA 8. ธาตุหมู่นี้สามารถทำปฏิกิริยากับน้ำ และสารอื่นได้หลายชนิด เนื่องจากเป็นธาตุที่ว่องไว และความว่องไวเพิ่มขึ้นเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น

สารประกอบของธาตุหมู่ IIA CaCO3 , MgSO4 , MgCl2 , BaCl2 , CaHPO4 , Ba(NO3)2

สมบัติบางประการของสารประกอบของธาตุหมู่ IIA 2. มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง 3. เมื่อหลอมเหลว หรือเป็นสารละลายจะสามารถนำไฟฟ้าได้ 4. สารประกอบของหมู่ IIA ที่เกิดจากการรวมตัวกับไอออนที่มี ประจุ -1 ส่วนใหญ่จะละลายน้ำได้ดี แต่สารประกอบของหมู่ IIA ที่เกิดจากการรวมตัวกับไอออนที่มีประจุ -2 หรือ -3 จะไม่ละลายน้ำ

ประโยชน์ของธาตุหมู่ IIA Mg + Al ใช้ทำส่วนประกอบของเครื่องบิน เพราะมีน้ำหนักเบา Mg ใช้ทำไส้หลอดไฟแฟลตถ่ายรูป Be + Cu ใช้ทำส่วนประกอบของเรือเดินทะเล CaSO4 ใช้ในอุตสาหกรรมปูนปลาสเตอร์ Sr(NO3)2 ใช้ทำพลุ, ดอกไม้เพลิงสีแดง Ba(NO3)2 ใช้ทำพลุ, ดอกไม้เพลิงสีเขียว Mg(OH)2 ใช้เป็นส่วนผสมในยาสีฟัน และใช้เป็นยาลดกรดในกระเพาะอาหาร

ธาตุหมู่ VIIA F (ฟลูออรีน) Cl (คลอรีน) Br (โบรมีน) I (ไอโอดีน) At (แอสทาทีน)

สมบัติสำคัญที่ของธาตุหมู่ VIIA 1. ธาตุในหมู่นี้มีทั้ง 3 สถานะ ก๊าซ ของเหลว ของแข็ง I

สมบัติสำคัญที่ของธาตุหมู่ VIIA (ต่อ) 2. ธาตุแฮโลเจนทุกชนิดเป็นพิษ F2 เป็นแก๊สพิษอย่างแรง , Cl2 เป็นแก๊สพิษมีกลิ่นฉุนจัด 3. ธาตุทุกตัวเป็นอโลหะ ไม่นำไฟฟ้าทุกสถานะ 4. โมเลกุลของธาตุแฮโลเจนประกอบด้วย 2 อะตอม (diatomic molecule) F2 Cl2 Br2 I2

สมบัติสำคัญที่ของธาตุหมู่ VIIA (ต่อ) 5. มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวต่ำ เพราะแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของธาตุแฮโลเจนเป็นแรงแวนเดอวาลส์ แรงแวนเดอวาลส์ เป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่ไม่มีขั้วกับไม่มีขั้ว แรงนี้มีค่าน้อย แต่จะมากขึ้นเมื่อสารมีมวลโมเลกุลเพิ่มขึ้น 6. IE , EN สูง และมีค่าสูงสุดเมื่อเทียบกับธาตุในคาบเดียวกัน

สมบัติสำคัญที่ของธาตุหมู่ VIIA (ต่อ) 7. ละลายได้ดีในตัวทำละลายอินทรีย์ซึ่งไม่มีขั้ว เช่น คาร์บอนเตตระคลอไรด์ (CCl4) , เฮกเซน (C6H14), เบนซีน(C6H6) 8. มีเลขออกซิเดชันหลายค่า แต่ในสารประกอบส่วนใหญ่ธาตุแฮโลเจนมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ -1 9. ในหมู่เดียวกันความว่องไวในการทำปฏิกิริยาลดลงจากบนลงล่าง

สารประกอบของธาตุหมู่ VIIA 1. สามารถเกิดได้ทั้งสารประกอบไอออนิกและสารประกอบโคเวเลนต์ สารประกอบไอออนิก สารประกอบโคเวเลนต์ KBr MgCl2 CaF2 PCl5 HCl HBr

สารประกอบของธาตุหมู่ VIIA (ต่อ) 3. สารประกอบออกไซด์และสารประกอบซัลไฟด์ของธาตุหมู่ VIIA เมื่อละลายน้ำมีสมบัติเป็นกรด เช่น Cl2O Br2O

ประโยชน์ของธาตุหมู่ VIIA 1. ฟลูออรีนใช้เตรียมสารประกอบฟลูออโรคาร์บอน เช่น ฟรีออน ใช้ในเครื่องทำความเย็น , เทฟลอน (CF2=CF2) เคลือบภาชนะหุงต้ม

ประโยชน์ของธาตุหมู่ VIIA 2. คลอรีนใช้ในการเตรียมสารต่างๆ เช่น ใช้ฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ในสระว่ายน้ำ และในน้ำประปา NaOCl ใช้ในการฟอกสีกระดาษให้ขาว NaClO3 ใช้เป็นยากำจัดวัชพืช 3. โบรมีนใช้เตรียมสารประกอบเอทิลีนไดโบรไมด์ เติมในน้ำมันเพื่อหยุดการสะสมตะกั่วในเครื่องยนต์ นอกจากนี้ยังใช้ทำสีย้อมผ้า ฟิล์มถ่ายรูป (AgBr)

ประโยชน์ของธาตุหมู่ VIIA 4. ไอโอดีนป้องกันโรคคอพอก ทิงเจอร์ไอโอดีน (ไอโอดีนละลายในเอทานอล) ใช้เป็นยาฆ่าเชื้อโรค

ก๊าซเฉื่อยหรือก๊าซมีตระกูล He (ฮีเลียม) Ne (นีออน) Ar (อาร์กอน) Kr (คริปตอน) Xe (ซีนอน) Rn (เรดอน) ก๊าซเฉื่อย (Inert gas) เป็นธาตุที่มีสถานะเป็นก๊าซ ในธรรมชาติจะไม่ทำปฏิกิริยากับธาตุอื่น 1 โมเลกุลมี 1 อะตอม (เป็นแก๊สอะตอมเดี่ยว)

ประโยชน์ของก๊าซเฉื่อย He ----> Balloon, Deep sea diving, สารหล่อเย็น

ประโยชน์ของก๊าซเฉื่อย ใช้บรรจุในหลอดนีออน He ให้แสงสีชมพู Ne ให้แสงสีแดงส้ม Ar ให้แสงสีม่วง Xe ให้แสงสีน้ำเงิน

ประโยชน์ของก๊าซเฉื่อย - อาร์กอน ใช้บรรจุในหลอดไฟฟ้าแบบมีไส้แทนอากาศ - คริปตอนใช้ในหลอดไฟแฟลช , ใช้ในเลเซอร์บางชนิด และใช้ในหลอดสตรอโบสโคป - เรดอน ใช้รักษาโรคมะเร็ง

ธาตุแทรนซิชัน

ธาตุแทรนซิชัน (Transition elememts) B1 B2

สมบัติของธาตุแทรนซิชัน 1. เป็นโลหะ มีความแข็ง แวววาว สามารถตีเป็นแผ่นได้ แต่มีความเป็นโลหะน้อยกว่า IA และ IIA 2. แข็ง มีจุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแน่นสูง กว่าธาตุหมู่ IA และ IIA 3. นำความร้อนและไฟฟ้าได้ดี

สมบัติของธาตุแทรนซิชัน (ต่อ) 4. มีสมบัติคล้ายกันทั้งภายในหมู่และภายในคาบเดียวกัน 5. มีเลขออกซิเดชันหลายค่า เช่น Fe มีเลขออกซิเดชัน +2, +3 Cr มีเลขออกซิเดชัน +6, +3, +2 ยกเว้นหมู่ IIB และ IIIB มีเลขออกซิเดชัน +2 และ +3 ตามลำดับ Table

สมบัติของธาตุแทรนซิชัน (ต่อ) 6. ไอออนและสารประกอบของธาตุแทรนซิชันมีสี 7. ขนาดอะตอมในคาบเดียวกันจะเล็กลงจากซ้ายไปขวาเล็กน้อย และขนาดอะตอมเล็กกว่าธาตุหมู่ IA และ IIA ในคาบเดียวกัน 8. IE1 และ EN ต่ำ แต่สูงกว่าธาตุหมู่ IA และหมู่ IIA ในคาบเดียวกัน Table

สารประกอบของธาตุแทรนซิชัน 1. ธาตุแทรนซิชันส่วนใหญ่มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า จึงทำให้ธาตุแทรนซิชันสามารถเกิดสารประกอบได้มากมายหลายชนิด Ti +4, +3, +2 V +5, +4 ,+3, +2 Mn +7, +6, +4, +3, +2 Co +3, +2

สารประกอบของธาตุแทรนซิชัน 2. สารประกอบและไอออนของธาตุแทรนซิชันส่วนใหญ่จะมีสีต่างๆกัน ซึ่งขึ้นอยู่กับ - ชนิดของธาตุแทรนซิชัน - เลขออกซิเดชัน - ชนิดและจำนวนของสารที่รวมตัวกับธาตุแทรนซิชัน สีที่เห็นนั้นเนื่องมาจากอิเล็กตรอนของธาตุแทรนซิชันสามารถดูดกลืนแสงในช่วงที่มองเห็นได้ คลื่นแสงที่ไม่ถูกดูดกลืนก็คือสีของสารประกอบหรือของไอออนนั้น [Cr(OH)6]3- สีเขียว [Cr(NH3)6]3+ สีม่วง

เลขออกซิเดชันของธาตุแทรนซิชัน ไอออน ชื่อไอออน เลขออกซิเดชันของธาตุแทรนซิชัน สี Cr2+ Cr3+ Cr2O7 CrO42- โครเมียม(II)ไอออน โครเมียม(III)ไอออน ไดโครเมตไอออน โครเมตไอออน +2 +3 +6 น้ำเงิน เขียว ส้ม เหลือง

ธาตุกึ่งโลหะ (Metalloids)

ธาตุกึ่งโลหะ (Metalloids) ธาตุกึ่งโลหะ คือ ธาตุที่มีสมบัติบางประการคล้ายโลหะ และมีสมบัติบางประการคล้ายอโลหะ ได้แก่ B (โบรอน) Si (ซิลิกอน) Ge (เจอร์เมเนียม) As (อาร์เซนิก) Sb (แอนติโมนี) Te (เทลลูเรียม) Po (โพโลเนียม) At (แอสทาทีน)

ธาตุกึ่งโลหะ โบรอน (B) - มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวสูงเหมือนโลหะ แต่เปราะ และไม่นำไฟฟ้า - มีโครงสร้างแบบโครงผลึกร่างตาข่ายที่แข็งแรงมาก มีรูปผลึกหลายรูป

ธาตุกึ่งโลหะ ซิลิกอน (Si) - เป็นผลึกสีเทาเงิน มีจุดเดือด จุดหลอม เหลวสูงเหมือนโลหะ แต่เปราะเหมือนอโลหะ - เป็นสารกึ่งตัวนำ - อะตอมของ Si ยึดต่อกันในรูปโครงผลึก ร่างตาข่าย - ใช้ทำแผงวงจรไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ เช่น วิทยุ โทรทัศน์ คอมพิวเตอร์

ธาตุกึ่งโลหะ เจอร์เมเนียม (Ge) มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวสูงเหมือนโลหะ แต่เปราะเหมือนอโลหะ เป็นธาตุกึ่งตัวนำ ใช้ทำส่วนประกอบของอิเล็กทรอนิกส์ อาร์เซนิก (As) มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวค่อนข้างสูง นำไฟฟ้าได้เหมือนโลหะ แต่เปราะ

ธาตุกัมมันตรังสี ธาตุกัมมันตรังสี   หมายถึง  ธาตุที่มีสมบัติในการแผ่รังสีได้เอง อองตวน อองรี แบ็กเคอแรล เป็นคนแรกที่ค้นพบว่าธาตุบางชนิดโดยเฉพาะธาตุที่มีมวลอะตอมมาก สามารถปล่อยรังสีบางชนิดออกมา เมื่อเขานำฟิล์มถ่ายรูปไว้ใกล้ๆ เกลือโพแทสเซียมยูเรนิลซัลเฟต และมีกระดาษดำหุ้มปรากฎว่าเกิดรอยดำบนแผ่นฟิล์มเหมือนถูกแสง

ธาตุกัมมันตรังสี รังสีดังกล่าวเป็นรังสีที่ถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของธาตุ เมื่อนิวเคลียสของธาตุนั้นอยู่ในสภาวะไม่เสถียร สภาวะไม่เสถียรเกิดจากส่วนประกอบภายในของนิวเคลียสไม่เหมาะสม หมายความว่า ในนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนซึ่งมีประจุบวกและนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า สัดส่วนของจำนวนโปรตอนต่อจำนวนนิวตรอนไม่เหมาะสมจนทำให้ธาตุนั้นไม่เสถียร ธาตุนั้นจึงปล่อยรังสีออกมาเพื่อปรับตัวเองให้เสถียร ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ปรากฎการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่องเรียกว่า กัมมันตภาพรังสี ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสของไอโซโทปที่ไม่เสถียร

รัทเทอร์ฟอร์ดได้ศึกษาเพิ่มเติมและแสดงให้เห็นว่ารังสีที่ธาตุกัมมันตรังสีปล่อยมาอาจเป็นรังสีแอลฟา รังสีบีตา หรือรังสีแกมมา ซึ่งมีสมบัติต่างกัน รังสีแอลฟา   เป็นนิวเคลียสของฮีเลียม มีโปรตอนและนิวตรอนอย่างละ 2 อนุภาค มีประจุไฟฟ้า +2 มีอำนาจทะทะลวงต่ำมาก กระดาษเพียงแผ่นเดียวหรือสองแผ่นก็สามารถกั้นได้ รังสีบีตา  คือ อนุภาคที่มีสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน คือ มีประจุไฟฟ้า -1 มีมวลเท่ากับอิเล็กตรอน มีอำนาจทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีแอลฟาประมาณ 100 เท่า สามารถผ่านแผ่นโลหะบางๆ เช่น แผ่นตะกั่วหนา 1 mm มีความเร็วใกล้เคียงความเร็วแสง

รังสีแกมมา  เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก ไม่มีประจุ ไม่มีมวล มีอำนาจทะลุทะลวงสูงสุด สามารถทะลุผ่านแผ่นไม้ โลหะและเนื้อเยื่อได ้ แต่ถูกกั้นได้โดยคอนกรีตหรือแผ่นตะกั่วหนา

วิธีตรวจสอบการแผ่รังสีของสาร 1. ให้ฟิล์มถ่ายรูปหุ้มสารนั้นในที่มืด แล้วนำฟิล์มไปล้าง ถ้าเป็นสารแผ่รังสี ฟิล์มจะปรากฏสีดำ 2. นำสารที่ต้องการตรวจสอบเข้าใกล้ๆสารเรืองแสง ถ้าเป็นสารแผ่รังสีจะมีแสงเรืองเกิดขึ้น 3.  ใช้เครื่องมือไกเกอร์มูลเลอร์เคาน์เตอร์ จะมีหน้าปัดบอกปริมาณรังสีที่แผ่ออกมาได้

ครึ่งชีวิตของธาตุ ครึ่งชีวิต (Half life) หมายถึง ระยะเวลาที่ปริมาณของสารกัมมันตรังสีสลายตัวจนเหลือครึ่งหนึ่งของปริมาณเริ่มต้น Na-24 มีครึ่งชีวิต 15 ชั่วโมง ครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทป และสามารถใช้เปรียบเทียบอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดได้

ถ้าเริ่มต้นมีธาตุกัมมันตรังสีอยู่ 100 g สลายตัวไป 75 g ตัวอย่าง ธาตุกัมมันตรังสีมีครึ่งชีวิต 30 วัน จะใช้เวลานานเท่าใดสำหรับการสลายไปร้อยละ 75 ของปริมาณตอนที่เริ่มต้น ถ้าเริ่มต้นมีธาตุกัมมันตรังสีอยู่ 100 g สลายตัวไป 75 g ดังนั้นต้องการให้เหลือธาตุนี้ 25 g เนื่องจากธาตุนี้มีครึ่งชีวิต 30 วัน 30 วัน 30 วัน ธาตุกัมมันตรังสี 100 g 50 g 25 g ดังนั้นต้องใช้เวลา 30 x 2 = 60 วัน สำหรับการสลายไปร้อยละ 75 ของปริมาณเริ่มต้น

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ เป็นปฏิกิริยาที่เกิดการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสของอะตอม แล้วได้นิวเคลียสของธาตุใหม่เกิดขึ้น และให้พลังงานจำนวนมหาศาล แบ่งออกได้ 2 ประเภท ดังนี้ 1. ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission reaction) 2. ปฏิกิริยาฟิวชัน (Fussion reaction)

1. ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission reaction) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น เนื่องจากการยิงอนุภาคนิวตรอนเข้าไปยังนิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทำให้นิวเคลียร์แตกออกเป็นนิวเคลียร์ที่เล็กลงสองส่วนกับให้อนุภาคนิวตรอน 2-3 อนุภาค และคายพลังงานมหาศาลออกมา

นิวตรอนที่เกิดขึ้น 2-3 ตัวซึ่งมีพลังงานสูงจะวิ่งไปชนนิวเคลียสของอะตอมที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องไปเป็นลูกโซ่ ซึ่งเรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่ ซึ่งทำให้ได้พลังงานมหาศาล                                                                                                      แสดงปฏิกิริยาลูกโซ่

ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission reaction) ปฏิกิริยาลูกโซ่นี้ถ้าไม่มีการควบคุม จะเกิดปฏิกิริยารุนแรงที่เรียกว่า ลูกระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) เพื่อควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ไม่ให้เกิดรุนแรง นักวิทยาศาสตร์จึงได้สร้างเตาปฏิกรณ์ปรมาณู ซึ่งสามารถควบคุมการเกิดปฏิกิริยาได้โดยการควบคุมปริมาณนิวตรอนที่เกิดขึ้นไม่ให้มากเกินไป และหน่วงการเคลื่อนที่ของนิวตรอนให้ช้าลง

2. ปฏิกิริยาฟิวชัน (Fussion reaction) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุเบาหลอมรวมกันเข้าเป็นนิวเคลียสที่หนักกว่า และมีการปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ออกมา

พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันมีค่ามากกว่าพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน เมื่อเปรียบเทียบจากมวลส่วนที่เข้าทำปฏิกิริยา ปฏิกิริยาฟิวชันที่รู้จักกันในนาม ลูกระเบิดไฮโดรเจน (Hydrogen bomb) 12H + 31H 42He + 10n + พลังงาน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันจะเกิดขึ้นได้ต้องใช้ความร้อนเริ่มต้นสูงมาก เพื่อเอาชนะแรงผลักระหว่างนิวเคลียสที่จะเข้ารวมตัวกัน เช่น ระเบิดไฮโดรเจนจะต้องใช้ความร้อนจากระเบิดปรมาณูเป็นตัวจุดชนวน

ประโยชน์ของไอโซโทปกัมมันตรังสี 1. ด้านธรณีวิทยา  มีการใช้ C-14 คำนวณหาอายุของวัตถุโบราณ หรืออายุของซากดึกดำบรรพ์ 2. ด้านการแพทย์ ใช้รักษาโรคมะเร็ง ในการรักษาโรคมะเร็งบางชนิด ทำได้โดยการฉายรังสีแกมมาที่ได้จาก โคบอลต์-60 เข้าไปทำลายเซลล์มะเร็ง โซเดียม-24 ฉีดเข้าไปในเส้นเลือด เพื่อตรวจการไหลเวียนของโลหิต โดย โซเดียม-24 จะสลายให้รังสีบีตาซึ่งสามารถตรวจวัดได้ และสามารถบอกได้ว่ามีการตีบตันของเส้นเลือดหรือไม่

ประโยชน์ของไอโซโทปกัมมันตรังสี (ต่อ) Au-198 ใช้ตรวจตับและไขกระดูก I-131 ใช้ศึกษาความผิดปกติของต่อมไทรอยด์ 3. ด้านเกษตรกรรม ใช้ P-32 ศึกษาความต้องการปุ๋ยของพืช 4. ด้านการถนอมอาหาร ใช้ Co-60 ในการถนอมอาหารให้มีอายุยาวนานขึ้น เพราะรังสีแกมมาช่วยในการทำลายแบคทีเรีย

เลขออกซิเดชัน   คือ   ตัวเลขที่แสดงประจุไฟฟ้าสมมุติของธาตุที่อยู่ในโมเลกุลของสารประกอบ  1.  อะตอมหรือโมเลกุลมีเลขออกซิเดชันเป็น 0 เช่น Na , C , Cl2 , O2         2. อะตอมในสารประกอบจะมี เลขออกซิเดชันดังนี้                         1. ธาตุหมู่ IA มีเลขออกซิเดชันเป็น +1                         2. ธาตุหมู่ IIA มีเลขออกซิเดชันเป็น +2                         3. ธาตุหมู่ IIIA มีเลขออกซิเดชันเป็น +3                         4. ธาตุหมู่ VIIA ปกติถ้าเกิดสารประกอบกับโลหะ  จะมีเลขออกซิเดชันเป็น  -1 BACK BACK1

BACK HOME