บทที่ 3 สมบัติของธาตุและสารประกอบ

ความหมาย

ธาตุ (Element) คือ สารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยธาตุหรือสารชนิดเดียว ไม่สามารถแยกหรือสลายออกเป็นสารอื่นได้ อนุภาคที่เล็กที่สุดของธาตุเรียกว่า อะตอม ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอนวิ่งวนรอบนิวเคลียสที่ประกอบด้วยโปรตอน และ นิวตรอน   ตารางธาตุตารางธาตุ (Periodic table) คือ ตารางที่ใช้แสดงรายชื่อธาตุเคมี คิดค้นขึ้นโดยนักเคมีชาวรัสเซีย ดมีตรี เมนเดเลเยฟ (Dmitri Mendeleev) ในปี พ.ศ. 2412 จากการสังเกตว่า เมื่อนำธ   อ่านเพิ่มเติม

ตารางธาตุคืออะไร ?

ตารางธาตุ (อังกฤษ: Periodic table) คือ ตารางที่ใช้แสดงรายชื่อธาตุเคมี ซึ่งจัดเรียงบนพื้นฐานของเลขอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส) การจัดเรียงอิเล็กตรอน และสมบัติทางเคมี โดยจะเรียงตามเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น ซึ่งจะระบุไว้ในร่วมกับสัญลักษณ์ธาตุเคมี ในกล่องของธาตุนั้น ตารางธาตุมาตรฐานจะมี 18 หมู่และ 7 คาบ และมีคาบพิเศษเพิ่มเติมมาอยู่ด้านล่างของตารางธาตุ ตารางยังสามาร  อ่านเพิ่มเติม

3.1 สมบัติของสารประกอบของธาตุตามคาบ

     จากการศึกษาสมบัติต่างๆ ของธาตุในตารางธาตุ เช่น ขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน และค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี จะพบว่าสมบัติเหล่านี้มีแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงจากซ้ายไปขวาในแต่ละคาบ หรือจากบนลงล่างในแต่ละหมู่ค่อนข้างสม่ำเสมอ ต่อไปจะศึกษาสมบัติของสารประกอบของธาตุตามคาบว่ามีแนวโน้มเป็นอย่างไร โดยการศึกษาจุดหลอมเหลว จุดเดือดและความเป็นกรด - เบสของสารประกอบคลอไรด์และออกไซด์ของธาตุในคาบที่ 2 และ 3 จากข้อมูลในตางรา  อ่านเพิ่มเติม

3.2 ปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบของธาตุตามหมู่

    นักเรียนได้ศึกษาสมบัติของธาตุตามหมู่และตามคาบรวมทั้งสมบัติของสารประกอบของธาตุบางชนิดตามคาบมาแล้ว ต่อไปนี้จะศึกษาปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบของธาตุตามหมู่

3.2.1  ปฏิกิริยาของธาตุหมู่ IA  และ IIA

                นักเรียนทราบมาแล้วว่าธาตุหมู่ IA  และ IIA  เป็นโลหะ เมื่อทำปฏิกิริยากับอโลหะแล้วจะเกิดเป็นสารประกอบไอออนิกเป็นส่วนใหญ่ ในตอนนี้นักเรี  อ่านเพิ่มเติม

3.3 ตำแหน่งของธาตุไฮโดรเจนในตารางธาตุ

การจัดธาตุให้อยู่ในหมู่ใดของตารางธาตุจะใช้สมบัติที่คล้ายกันเป็นเกณฑ์ ในตารางธาปัจจุบันได้จัด ให้ธาตุไฮโดรเจน อยู่ในคาบที่ 1 ระหว่างหมู่ IA กับหมู่ VII A เพราะเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น ให้ศึกษาสมบัติบางประการของธาตุไฮโดรเจน เปรียบเทียบกับสมบัติของธาตุหมู่ IA และหมู่ VIIA จากตาราง  ตารางแสดงสมบัติบางประการของธาตุไฮโดรเจนกับธาตุหมู่  อ่านเพิ่มเติม

3.4 ธาตุแทรนซิชัน

      นักเรียนได้ศึกษาสมบัติบางประการของธาตุหมู่ A มาแล้ว ต่อไปจะได้ศึกษาธาตุอีกกลุ่มหนึ่งซึ่งอยู่ระหว่างธาตุหมู่ IIA และหมู่ IIIA ที่เรียกว่า ธาตุแทรนซิชัน ประกอบด้วยธาตุหมู่ IB ถึงหมู่ VIIIB รวมทั้งกลุ่มแลนทาไนด์กับกลุ่มแอกทิไนด์   อ่านเพิ่มเติม

3.5 ธาตุกึ่งโลหะ

      เมื่อพิจารณาตารางธาตุที่ใช้ในปัจจุบัน จะพบว่าค่อนไปทางขวาของตารางธาตุจะมีเส้นทึบเป็น

ขั้นบันไดปรากฏอยู่ ธาตุทางขวาเส้นทึบจัดเป็นกลุ่มอโลหะ ส่วนทางด้านซ้ายจัดเป็นกลุ่มโลหะ สำหรับธาตุที่อยู่ชิดเส้นแบ่งนี้จะเรียกว่า ธาตุกึ่งโลหะ มีดังนี้

1.โบรอน (อังกฤษ:Boron) เป็นธาตุในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ B และเลขอะตอม 5 เป็นธาตุที่มี วาเลนซ์ 3 และเป็นกึ่งโลหะ โบรอนปรากฏมากในแร่บอแรกซ์ โบรอนมี 2 อัญรูปโดยที่ amorphous boron เป็นผงสีน้ำตาล และ metallic boron มีสีดำ รูปแบบที่เป็นโลหะมีความแข็  อ่านเพิ่มเติม

3.6 ธาตุกัมมันตรังสี

     ธาตุอีกกลุ่มหนึ่งในตารางธาตุซึ่งมีสมบัติแตกต่างจากธาตุที่เคยศึกษามาแล้ว กล่าวคือสามารถแผ่รังสีแล้วกลายเป็นอะตอมของธาตุใหม่ได้ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร
                  ในปี ค.ศ. 1896 (พ.ศ.2439) อองตวน อองรีแบ็กเกอเรล นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส พบว่าเมื่อเก็บแผ่นฟิล์มถ่ายรูปที่หุ้มด้วยกระดาษสีดำไว้กับสารประกอบของยูเรเนียม ฟิล์มจะมีลักษณะเหมือนถูกแสง และเมื่อทำการทดลองมีสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่นๆ ก็ได้ผล เช่นเดียวกัน จึงสรุปว่าน่าจะมีรังสีแผ่  อ่านเพิ่มเติม