โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์...

เอกสารประกอบการสอนรายวชาเคม 2 รหสวชา ว 40121 สาขาวชาเคม โรงเรยนมหดลวทยานสรณ

ตารางธาต

นางสาวจตภรณ สวสดรกษา ครวชาการ - 1 -


3.1 ววฒนาการของตารางธาต - เรมแรกในศตวรรษท 19 Johann Dobereiner ไดนาธาตตาง ๆ ทพบในสมยนนมาจดเรยงเปนหมวดหม

โดยนาธาตทมสมบตคลายกนมาจดไวในหมวดหมเดยวกน หมละ 3 ธาต เรยงตามมวลอะตอมจากนอยไปมาก และธาตแตละหมมวลอะตอมทอยตรงกลางจะเปนคาเฉลยของมวลอะตอมของอก 2 ธาต โดยประมาณ กฎนเรยกวา Law of Triads

รปท 3.1 การจดตารางธาตของ Johann Dobereiner


ตารางท 3.1 แสดงมวลอะตอมเฉลยของธาตบางกลมตามกฎชดสาม

ธาต มวลอะตอม มวลอะตอมของธาตแถวท 1 และ 3 Li Na K Cl Br I

6.940 22.997 39.096 35.453 79.909 126.197

23.018

81.197

- ค. ศ. 1866 John Newlands ไดจดธาตตาง ๆ เปนหมวดหม โดยถาเรยงธาตตามมวลอะตอมจากนอยไป

มากพบวาธาตท 8 จะมสมบตเหมอนกบธาตท 1 เสมอ แตจะใชไดถงธาตแคลเซยมเทานน

Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca

รปท 3.2 การจดตารางธาตของ John Newlands


- ค.ศ 1869 Julius Lothar Meyer จดตารางธาตเปนหมวดหม โดยนามวลอะตอมของธาตตาง ๆ มาเขยน

กราฟกบสมบตทางกายภาพตาง ๆ ของธาต เรยกวา Lothar Meyer’s Curves กราฟทไดจะพบวาสมบตตาง ๆ ของ

ธาตจะเพมขนแลวลดลง แลวเพมขนอก ซา ๆ กนเปนชวง ๆ เมอมวลอะตอมของธาตเพมขน

รปท 3.3 การจดตารางธาตของ Julius Lothar Meyer

- ในชวงเดยวกบ Julius Lothar Meyer มนกเคมชาวรสเซย Dmitri Ivanovich Mendeleev ไดเสนอการจดตารางธาตออกมาในลกษณะคลาย ๆ กน โดยพบวาสมบตตาง ๆ ของธาตสมพนธกบมวลอะตอมของธาต ตาม Periodic Law คอ “ สมบตของธาตเปนไปตามมวลอะตอมของธาตโดยเปลยนแปลงเปนชวง ๆ ตาม

มวลอะตอมทเพมขน”

รปท 3.4 การจดตารางธาตของ Dmitri Ivanovich Mendeleev




ชองวางทเวนไวคอตาแหนงของธาตทยงไมพบในสมยนน เนองจากตาแหนงของธาตในตารางธาตสมพนธ

กบสมบตของธาต ทาใหเมนเดเลเอฟสามารถทานายสมบตของธาตไวลวงหนาไดดวย โดยการศกษาสมบตเกยวกบจดหลอมเหลว จดเดอด ความถวงจาเพาะ และความรอนจาเพาะ รวมทงสมบตเกยวกบสารประกอบคลอไรด และออกไซด ตวอยาง เชน ธาตทอยในชองวางใต Si เมนเดเลเอฟเรยกชอวาธาตเอคาซลคอน อก 15 ปตอมาคอในป พ.ศ. 2429 (ค.ศ. 1886) เคลเมนส วงคเลอร (Clemens Winkler) นกวทยาศาสตรชาวเยอรมนจงไดพบธาตนและเรยกชอวา ธาตเจอรเมเนยม (Ge) นนเอง ตาราง 3.2 เปรยบเทยบสมบตของเอคาซลคอนกบเจอรเมเนยม

สมบต เอคาซลคอนทานายเมอ พ.ศ. 2414 (ค.ศ. 1871)

เจอรเมเนยมพบเมอ พ.ศ. 2429 (ค.ศ.1886)

มวลอะตอม สของธาต ความหนาแนน (g/cm3) จดหลอมเหลว (0C ) สตรของออกไซด ความหนาแนนของออกไซด (g/cm3) เมอผสมกบกรดไฮโดรคลอรก

72 เปนโลหะสเทา

5.5 สง

GeO2

4.7 ละลายไดเลกนอย

72.6 เปนโลหะสเทา

5.36 958

GeO2

4.70 ไมละลายท 25 0C

นอกจากธาตเอคาซลคอนแลว ยงมธาตอนทเมนเดเลเอฟ ไดเรยกชอไวลวงหนา เชน ธาตทอยใต B เรยกวา

เอคาโบรอน ธาตทอยใต Al เรยกวา เอคาอะลมเนยม ซงปจจบนกคอธาต Se และ Ga ตามลาดบ การจดตารางธาตของเมนเดเลเอฟนน ถายดหลกการเรยงตามมวลอะตอมจากนอยไปหามากอยางเครงครด

จะทาใหธาตบางธาตซงมสมบตแตกตางกนอยในหมเดยวกน ทาใหตองยกเวนไมเรยงตามมวลอะตอมบางแตเมนเดเลเอฟกไมสามารถใหเหตผลไดวาเปนเพราะเหตใดจงตองเรยงลาดบธาตเชนนน เนองจากในขณะนนยงไมมความเขาใจเกยวกบโครงสรางของอะตอมมากพอ ตอมานกวทยาศาสตรจงสรางแนวคดใหมวา ตาแหนงของธาตในตารางธาตไมควรขนอยกบมวลอะตอม แตควรจะขนอยกบสมบตอน ๆ ทสมพนธกบมวลอะตอม

- ค.ศ. 1913 Henry Moseley ไดจดเรยงธาตตามเลขอะตอมจากนอยไปหามาก ดงนนในปจจบน Periodic Law มความหมายวา “สมบตตาง ๆ ของธาตจะขนอยกบเลขอะตอมของธาตนน และขนอยกบการจดอเลกตรอน

ของธาตเหลานน”


3.2 ตารางธาตในปจจบน

รปท 3.5 ตารางธาตปจจบน

ปจจบนการจดธาตตามเลขอะตอมจากนอยไปหามาก โดยแบงธาตออกเปนหม (แนวตง) ทงหมด 18 หม

และคาบ (แนวนอน) ทงหมด 7 คาบ ธาตทพบทงหมดในตารางธาตม 105 (มรายงานการคนพบธาตท 110 และ 111 แลว แตกาลงอยระหวางการทดสอบเพอยนยนและตงชอตอไป)

ธาตในแนวตง แบงเปน 2 กลมใหญ ๆ คอกลม A และ B กลม A ม 8 หม คอหม IA ถง VIIIA สวนกลม B ซงอยระหวางหม IIA และ IIIA ม 8 หมเชนเดยวกน คอ หม IB ถง VIIIB (แตม 10 แนวตง) เรยกธาตกลม B วา ธาตทรานซชน

• ธาตหม I มสมบตเปนโลหะซงมคณสมบตวองไวในการผสมธาตมาก ธาตหม I เรยกวา alkalai metal และมอเลกตรอนวงนอกสดอย 1 ตว

• ธาตหม II เปนธาตโลหะ มอเลกตรอนวงนอกสด 2 ตว ธาตทวองไวทสดในหมน คอเรเดยม (Ra)




• ธาตหม III จะเรมประกอบดวยโลหะและอโลหะ มอเลกตรอนวงนอกสด 3 ตว

• ธาตหม IV มอเลกตรอนวงนอกสด 4 ตว

• ธาตหม V ในตอนตน ๆ จะเปนอโลหะ ธาตถดมา เชน สารหน (As) และอนตโนม (Sb) จะแสดงคณสมบตระหวางโลหะและอโหะกากงกน ลกษณะเชนนเรยกวามสมบตเปน metalloid

• ธาตหม VI ตอนตนหมจะมธาตทมสมบตเปนอโลหะ แลวคอย ๆ เปนโลหะ

• ธาตหม VII มชอเรยกวา Halogen group ธาตหมนเปนอโลหะ ทวองไวในการผสมธาตมาก

• ธาตหม VIII จดเปนธาต Inert gas จงไมคอยทาปฏกรยากบธาตอน เพราะมอเลกตรอนวงนอกสดเทากบ 8

หมธาตทรานซชน (Transition elements) ไดแก

• Lanthanide series ประกอบดวยธาตทม Atomic number 57 - 70 เปนธาตทหายากมาก

• Actinide series ประกอบดวยธาตทม Atomic number 89 - 102 ธาตในหมนมคณสมบตเปนสารกมมนตรงส

3.2.1 การตงชอธาตทคนพบใหม

จากตารางธาตจะพบวามธาตอย 105 ธาต ซงยงมการคนพบธาตใหม ๆ เพมขนอกหลายธาต แตยงไมไดกาหนดสญลกษณทแนนอนไวในตารางธาต ธาตบางธาตถกคนพบโดยนกวทยาศาสตรหลายคณะ ทาใหมชอเรยกและสญลกษณตางกน เชน ธาตท 104 คนพบโดยคณะนกวทยาศาสตร 2 คณะ คอ คณะของนกวทยาศาสตรสหรฐอเมรกา ซงเรยกชอวา รทเทอรฟอรเดยม (Ratherfordium) และใชสญลกษณ Rf ในขณะทคณะนกวทยาศาสตรสหภาพโซเวยตเรยกชอวาเคอรซาโตเวยม (Kurchatovium) และใชสญลกษณ Ku ธาตท 105 คนพบโดยคณะนกวทยาศาสตร 2 คณะเชนเดยวกน คอคณะนกวทยาศาสตรสหรฐอเมรกาเรยกชอวา ฮาหเนยม (Hahnium) และใชสญลกษณ Ha ในขณะทนกวทยาศาสตรสหภาพโซเวยตใชชอวา นลสบอหเรยม (Neilbohrium) และใชสญลกษณเปน Ns การทคณะนกวทยาศาสตรตางคณะตงชอแตกตางกน ทาใหเกดความสบสน International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) จงไดกาหนดระบบการตงชอขนใหม โดยใชกบชอธาตทมเลขอะตอมเกน 100 ขนไป ทงนใหตงชอธาตโดยระบเลขอะตอมเปนภาษาละตน แลวลงทายดวย ium ระบบการนบเลขในภาษาละตนเปนดงน 0 = nil (นล) 1 = un (อน) 2 = bi (ไบ) 3 = tri (ไตร) 4 = quad (ควอด) 5 = pent (เพนท)



6 = hex (เฮกซ) 7 = sept (เซปท) 8 = oct (ออกต) 9 = enn (เอนน) เชน ธาตท 104 ตามระบบ IUPAC อานวา อนนลควอเดยม (Unnilquadium) สญลกษณ Unq

ธาตท 105 ตามระบบ IUPAC อานวา อนนลเพนเทยม (Unnilpentium) สญลกษณ Unp

5. ธาตท 374 =____________________________________________สญลกษณ___________

ตาง ๆ คลาย ๆ กน และธาตทอยในคาบยวกน จะมแนวโนมของการเปลยนแปลงสมบตตาง ๆ ตอเนองกนไป

กษณะเฉพาะทแบงไดตามคาบและามหมน

สาหรบกาซมสกล ทกธาตมอเลกตรอนเตมใน s- และ p-ออรบทล เชน He (1s2) Ne (2s2 2p6) Ar (3s2 p6)

ตวอยางท 1 จงอานชอตามระบบ IUPAC พรอมทงเขยนสญลกษณของธาตตอไปน 1. ธาตท 106 =____________________________________________สญลกษณ___________ 2. ธาตท 208 =____________________________________________สญลกษณ___________ 3. ธาตท 119 =____________________________________________สญลกษณ___________ 4. ธาตท 135 =____________________________________________สญลกษณ___________ การจดตารางธาตเปนหมเปนคาบ ทาใหศกษาสมบตตาง ๆ ของธาตไดงายขน สามารถทานายสมบตบางประการของธาตบางธาตได กลาวคอธาตทอยในหมเดยวกนจะมสมบตเด

3.2.2 การจดอเลกตรอนของธาตในตารางธาต การแบงธาตตามหมและตามคาบมความสมพนธกบโครงแบบอเลกตรอนของธาต คอ ธาตในหมเดยวกนมจานวนอเลกตรอนนอกสดหรอเวเลนซอเลกตรอนเทากนเสมอ เชน ธาตหม IA ทกธาตมเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 1 หม IIA มเวเลนซอเลกตรอนเทากบ 2 และธาตเรพรเซนเททฟทกหมมจานวนเวเลนซอเลกตรอนเทากบเลขชอหมนนดวย สาหรบธาตทอยในคาบเดยวกนจะมเวเลนซอเลกตรอนทระดบพลงงานหลก (n) นอกสดระดบเดยวกนเสมอ โดยมอเลกตรอนเพมขนจากซายไปขวาของคาบ เชน 19K 20Ca 21Sc เปนธาตในคาบท 4 มเวเลนซอเลกตรอน ดงน K (4s1) Ca (4s2) และ Sc (4s2 3d1) การทธาตตาง ๆ มการจดอเลกตรอนเปนลต จงเรยกวาโครงแบบอเลกตรอน มลกษณะเปนพรออดกอยางหนงดวย 3


รปท 3.6 การจดเรยงอเลกตรอนในตารางธาต

วอยาง อควม

50 _________________ _____ _____ __________

ต ท 2 จงเตมข ามตอไปนใหสมบรณ เลขอะตอ โครงแบบอเลกตรอน คาบท หมท สญลกษณธาต 8 _________________ _____ _____ __________ 36 _________________ _____ _____ __________ 42 _________________ _____ _____ __________



3.3 สมบตของธาตตามหมและตามคาบ 3.3.1 แรงดงดดของนวเคลยส (Zeff) บงบอกถงอเลกตรอนทอยในชนนอกสดวาสามารถถกดด โดยประจทนวเคลยสไดมากนอยเพยงใด ทาใหพบวาถาจานวนอเลกตรอนมากขนแรงดงดดของนวเคลยสจะมากขนดวย ทาให Zeff มากขน

รปท 3.7 แรงดงด ภายในนวเคลยส

eff 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6+

ปท 3.8 กราฟแสดงความสมพนธระหวางขนาดอะตอมกบแรงดงดดของนวเคลยส

ด

Element Al Si P S Cl Ar Atomic# 13 14 15 16 17 18 Z

ร



3.3.2 ขนาดอะตอม การพจารณาแนวโนมของขนาดอะตอม หรอเปรยบเทยบขนาดขงอะตอมสวนใหญใชคารศมอะตอม ซงอาจ

ใชหนวย

ะโคเวเลนต เมอวดระยะระหวางนวเคลยสทงสองแลวหารดวย 2 จะได

= 99 pm

งนนรศมอะตอมของ C = (176-99) = 77 pm

ยสของ ะตอมทงสองของแตละโมเลกลหารดวย 2 จะไดรศมอะตอมซงเรยกวา รศมแวนเดอรวาลส

๐ ) pm ) หรอแองสตรอม ( Aเปนพโกเมตร ( ในการวดรศมของอะตอม สามารถทาไดหลายวธดงน 1. ถาอะตอมรวมตวกนดวยพนธ

รศมอะตอมเรยกวา รศมโคเวเลนต


ความยาวพนธะ Cl-Cl = 198/2 ถาความยาวพนธะ C-Cl = 176 pm รศมอะตอมของ Cl = 99 pm ด 2. ถาโมเลกลสองโมเลกลยดเหนยวกนดวยแรงแวนเดอรวาลส ระยะระหวางนวเคล

อ

รศมโคเวเลนต คอระยะทางครงหนงของความยาวพนธะโคเวเลนต ระหวางอะตอมชน เดยวกน ด

รศมแวนเดอรวาลส คอระยะทางครงหนงของระยะระหวางนวเคลยสของอะตอมทอยใกลทสด

Kr

H2

Kr

รศมแวนเดอรวาลสของ H = 120 pm รศมแวนเดอรวาลสของ Kr = 200 pm


โลหะแลวหารดวย 2 จะไดรศมอะตอม

เรยกวา Metallic radius เพราะอะตอมย

รศมอะตอมทหาไดในแตละวธจะมคาไมเทากนถงแมวาจะเปนอะตอมของธาตเดยวกนกตาม

วามสมาพจารณาธาตทก ๆ หมและทก ๆ คาบในตารางธาต อาจแสดงแนวโนมของขนาดอะตอมไดดงแผนภาพ

ตอไปน

3. ถาวดระยะระหวางนวเคลยสของอะตอมภายในผลกของดเหนยวกนดวยพนธะโลหะ


ค พนธระหวางขนาดอะตอมกบตารางธาต ถ

รปท 3.9 ขนาดอะตอมตามตาราง

โนมดงกลาว จงสามารถสรปขนาดของอะตอมหรอรศมอะตอมของธาตในหมเดยวกน และในคาบยวกน

กตรอนมนอย จงทาใหขนาดใหญขน กลาวไดวากรณนการเพมระดบพลงงานมผลมากกวาการเพมจานวนโปรตอน

ะตอมเพม จานวนโปรตอนจะเพมขนดวย แรงดงดดระหวางนวเคลยสกบเวเลนซอเลกตรอนเพมข ขนาดจงลดลง

จากแนว

เด ไดดงน ก. ธาตในหมเดยวกน เมอเลขอะตอมเพมขน ขนาดอะตอมจะใหญขน เพราะธาตในหมเดยวกนเมอ เมอเลขอะตอมเพมขน จะมจานวนระดบพลงงานเพมขน แมวาจานวนโปรตอนจะเพมขนดวยกตาม แตแรงดงดดตอเวเลนซอเล

ข. ธาตในคาบเดยวกน เมอเลขอะตอมเพมขน ขนาดอะตอมจะเลกลง เนองจากธาตในคาบเดยวกนมจานวน

ระดบพลงงานเทากน แตเมอเลขอน


1A 7A

3Li 2, 1 9F 2, 7

11Na 2, 8, 1 17Cl 2, 8, 7

19K 2, 8, 8, 1

35Br 2, 8, 18, 7

3.3.3 ขนาดไอออน

รปท 3.10 รศมไอออนของ Mg2+ และ O2-

ระหวางนวเคลยสของไอออนคหนงๆ ทมแรงยดเหนยวซงกนและกนในโครงผลก

หะ


รศมไอออน คอระยะก. ไอออนของโลหะ

โล e-

2, 8

ม

→ ข อมเดม เพราะ

จา

e- จงเขาใกลนวเคลยสไดมาก → ขนาดจงเลกลง

2, 8, 1

อะตอ ⇒ เสย e- → p > e- ⇒ ไอออนบวก

การเกดไอออนบวกนน นาดของไอออนเลกกวาอะต 1) ระดบพลงงานลดลง

2) นวนโปรตอน > จานวนอเลกตรอน

สงผลให แรงดงดด Nucleus - e- มคาสง


.3 ข ไออ เดย

พจารณาขนาดของไอออนของโลหะในหมและในคาบเดยวกน ดงตอไปน

ตาราง 3 เปรยบเทยบ นาดของ อนของโลหะในหม วกน (หม IIA)


ธ าตหมIIA

เลขอะตอม ไอออน รศมไอออน (pm) รศมอะตอม (pm)

Be Mg Ca Sr Ba 56 Ba2+ 135 217

4 12 20 38

Be2+

Mg2+

Ca2+

Sr2+

31 65 99 113

111 160 197 215

3.4 เปรยบเทยบขนาดไอ ) ตาราง ออนของโลหะในคาบเดยวกน (คาบท 3

ธาต Na Mg Al เลขอะตอม 11 12 13 ไอออน Na+ Mg2+ Al3+

รศมไอออน (pm) 95 65 50 รศมอะตอม (pm) 186 160 143

จะเหนไดวา “ไอออนของโลหะในหมเดยวกนจะมขนาดใหญขนเมอเลขอะตอมเพมขน” และ“ไอออนของโลหะในยว

ข. ไอออ อโลหะ

กนจะมขนาดเลกลงเมอเลขอะตอมเพมขน” คาบเด

นของอโลหะ

-

2, 8, 8

ม

→ e- เพม อยไกลจากนวเคลยสมากขน

ขนาดไอออนจงใหญขน

e

2, 8, 7

อะตอ ⇒ รบ e- → e- > p ⇒ ไอออนลบ

การเกดไอออนลบนน ขนาดของไอออนใหญกวาอะตอมเดม เพราะ ทรบ เขามาจะผลกกบ e- เดม ทาให e-



พจารณาขนาดขอ

ต นา ออ ยงไอออนของอโลหะในหมและในคาบเดยวกน ดงตอไปน าราง 3.5 เปรยบเทยบข ดของไอ นของโลหะในหมเด วกน (หม VIIA)

ธาตหม VIIA

เลขอะตอม ไอออน รศมไอออน (pm) รศมอะตอม (pm)

F Cl Br I 53

BI- 216 133

9 17 35

F-

Cl-

r-

136 181 195

71 99 114

3.6 เปรยบเทยบขน (คาบท 3) ตาราง าดไอออนของโลหะในคาบเดยวกน

ธาต P S Cl เลขอะตอม 15 16 17 ไอออน P P

3- S2- Cl-

รศมไอออน (pm) 212 184 181รศมอะตอม (pm) 110 102 99

จะเหนไดวา “ไอออนของอโลหะในหมเดยวกน จะมขนาดใหญขนเมอเลขอะตอมเพมขน” และ “ไอออนของโลหะในคาบ

ยวกน

นมเปนอยางเดยวกนคอมขนาดะตอมเพมขน แตเมอมาพจารณารวมกนแนวโนมของขนาดจะไมเปน

งทกลาวแลว

ง 3.7 เปรยบเทยบ ดของ นของธ ในคาบท

เด จะมขนาดเลกลง เมอเลขอะตอมเพมขน” จะเหนไดวา ทงไอออนของโลหะและอโลหะในหมเดยวกน จะมขนาดใหญขน เมอเลขอะตอมเพมขน สาหรบไอออนในคาบเดยวกน ถาพจารณาแยกกนระหวางโลหะกบอโลหะ จะมแนวโเลกลง เมอเลขอด

ตารา ขนา ไอออ าต 3

ธาต Li Be B C N O F เลขอะตอม 3 4 5 6 7 8 9 ไอออน Li+ Be2+ B3+ C4- N3- O2- F-

รศมไอออน (pm) 68 31 20 260 171 140 136 รศมอะตอม (pm) 152 111 79 77 74 73 71


เมอเขยนแผนภาพแสดงขนาด จะไดแนวโนมของการเปลยนแปลงดงน

รปท 3.11 แนวโนมขนาดของไอออนในคาบเดยวกนเปรยบเทยบกบขนาดอะตอม

อนบวกและไอออนลบ ดงตอไปน แสดงขนาดของไอออนตางๆ ท 10 อเล รอนเทาก

ม

ค. ไอออนทมจานวนอเลกตรอนเทากน พจารณาขนาดของไอออนตางๆ ทมจานวนอเลกตรอนเทากนทงไออตาราง 3.8 ม กต น

เลขอะตอ 6 7 8 9 11 12 13 ไอออน C4- N3- O2- F- Na+ Mg2+ Al3+

จานวนอเลกตรอน 10 10 10 10 10 10 10 รศมไอออน (pm) 260 171 140 136 98 65 45

กตรอนเทากน เรยงลาดบจากใหญไปหาเลกไดดงน

ออนทมประจลบมากทสดจะม นาดใหญทสด ขณะทไอออนทมประจบวกมากทสด จะมขนาดเลกทสด”

.3.4 พลงงานไอออไนเซชน

พลง าก

+ อะตอมในสถานะกาซ

น)

อะตอมใดมขนาดใหญ จะทาใหดง e- ออกงาย ⇒ IE ตา

จากตาราง จะเหนไดวา ขนาดของไอออนทม 10 อเล

C4- > N3- > O2- > F- > Na+ > Mg2+ > Al3+

ทาใหสรปไดดงน “สาหรบไอออนทมจานวนอเลกตรอนเทากนไอข

3

งานทใชดง e- หลดออกจ

Na(g) Na+ + e- (ดดความรอ

⇒ อะตอมใดมขนาดเลก จะทาใหดง e- ออกยาก ⇒ IE สง

⇒



ก. ธาตในหมเดยวกน คา IE1 จะลดลงเมอเลขอะตอมเพมขน ทงนเพาะธาตใ ห เดยวกน เมอเลขอะตอม

เพมขนขนาดของอะตอมจะใหญขน การดงอเลกตรอนออกจากอะตอมขนาดใหญ (ซงมแรงดงดดระหวางอเลกตรอนระดบนอกกบนวเคลยสนอย)

น ม

ยอมงายกวาการดงอเลกตรอนจากอะตอมเลก (ทมแรงดงดดระหวางเลกตร

ระดบนอกกบนวเคลยสเพมขน การดงอเลกตรอนออกจากอะตอมทาไดยากขน คาพลงงานไอออนเซชน

ดลงอยางไรกตามเมอพจารณาโดยรวม กจะพบวาในคา IE1 มแนวโนมเพมขน

อ อนระดบนอกกบนวเคลยสมาก) ข. ธาตในคาบเดยวกน คา IE1 จะเพมขนเมอเลขอะตอมเพมขน ทงนเพราะขนาดอะตอมเลกลงการดงดดระหวางอเลกตรอนไ จงสงขน จะเหนไดวาธาตในหมเดยวกนเมอเลขอะตอมเพมขน คา IE1 ลดลงตามลาดบ แตธาตในคาบเดยวกน เมอเลขอะตอมเพมขน คา IE1 สวนใหญเพมขน แตมบางธาตคา IE1 ลคาบเดยวกนเมอเลขอะตอมเพมขนแนวโนมของคา IE ในตารางธาต พจารณา


IE เพม

Mg → Mg2++ e- IE2

ลด IE1 > IE2

Mg → Mg++ e- IE1

IE

ตามหม ⇒ ระดบพลงงานมากขน ⇒ e- อยไกล Nu มาก ⇒ e- หลดงาย ; IE ตา

ตามคาบ ⇒ จานวนประจบวกเพมมากขน ⇒ e- ถกดงดดมาอยใกล Nu ไดมาก ⇒ e- หลดยาก ; IE สง

คา IE พจารณาความเปนโลหะได ⇒ โดยโลหะทดจะเสย e- ไดงาย ⇒ IE ตา ขอยกเวน

N IE Be O B IE Mg P

l S Aเลขอะตอม


จากกราฟ ⇒ คา คา IE ไมไดเพมขนเสมอไป

งนขนกบการจดเรยง e- ในอะตอม เตม field)

หากเสย e- ไป 1 ตว จะทาใหอยในรปแบบทเสถยรเตม field ดงนน B จงชอบเสย e- ตา

เสถยร (half field)

สวน O หากเสยe- ไป 1 ตว จะทาใหอยในรปแบบทเสถยรขนเปน half field ดงนน O จงชอบเสยe- (IE ตา)

รปท 3.12 แนวโนมพลงงานไอออไนเซชนตามตารางธาต

ทคายออกมาเมออะตอมทเปนกลางในภาวะกาซบอเลกตรอน 1 ตว กลายเปนไอออนลบในสภาวะกาซ ดงสมการ

X (g) + e- → X- (g) + พลงงาน

แสดง IE ของธาตในคาบ 2 และ 3 ซงพบวา ท

4Be เสถยร ( 5B 2s 2p

Be ม e- บรรจอยเตม field จงเสถยร (ไมชอบเสย e- ; IE สง) สาหรบ B

(IE ) 7N 6O 2s 2p

N ม e- บรรจแบบ half field จงเสถยร (IE สง)

3.3.5 อเลกตรอนอฟฟนต

อเลกตรอนอฟฟนต (Electron affinity) หมายถง พลงงานร



พลงงานนคอ พลงงานอเลกตรอนอฟฟนตนนเอง

ออกมาหลงจากรบ e- Cl(g) + e- Cl-

แนวโนมของคา EA ในตารางธา

พลงงานทอะตอมคาย

ต

ง

EA สง EA ตา

⇒ หมจะไดรบแรงดงดดจาก Nucleus

าดเลก จะรบ e- ไดด เพราะ e- ทเขามาใหมจะถกดงดดดวย Nucleus ไดมาก

อมสนกวาอะตอมทมขนาดใหญทอยขางลางของหม ธาตขางบนรบอเลกตรอนไดดกวาธาต

วามนาดเลกกวาธาตทางซายมอ จะรบ e- ไดดกวา e- ทเขามาใหมจะถกดงดดดวย Nucleus ไดมาก EA จะ สง

รบ e-


าย ยาก

อะตอมทมขนาดใหญ จะรบ e- ไดไมด เพราะ e- ทรบเขามาใ

ไดนอย จงพรอมทจะหลดออกไปอกไดงาย ∴ EA จะตา

⇒ แตถาอะตอมขน

∴ EA จะ สง ก. ธาตในหมเดยวกน คาสมพรรคภาพอเลกตรอนลดลงจากบนลงลาง เพราะธาตขางบนมขนาดเลกกวาธาต

ขางลาง จงมแรงดงดดระหวางประจบวกทนวเคลยสกบอเลกตรอนทเพมเขาในอะตอมไดมากกวา ระยะทางจากนวเคลยสถงขอบเขตของอะต

ขางลาง EA จงมากกวา ข. ธาตในคาบเดยวกน คาสมพรรคภาพอเลกตรอนเพมขนจากซายไปขวาของตารางธาต เพราะธาตทางขข


รปท 3.13 คาสมพรรคภาพอเลกตรอนในตารางธาต

ฟนตจะเหมอนกบพลงงานไอออไนเซชนคอ kJ/mol หรอ หนวยทใหญวา MJ

ลบ กลาวคอ ธาตทมอเลกตร นลบไดงายกวาธาตทมอเลกตรอนอฟฟนตตา

จจยทมผลตอพลงงานไอออไนเซชนและอเลกโทรเนกาตวต คอขนอยกบขนาดของอะตอมและระจใน

จในนวเคลยส อะตอมทมประจในนวเคลยสมาก จะมอเลกตรอนอฟฟนตมากกวาอะตอมทมประจในวเคลย

ยเกยวกบขนาดของอะตอมจะมผลตออเลกตรอนอฟฟนตมากกวาประจในนวเคลยส ขอย

หนวยของพลงงานอเลกตรอนอฟ

ก /mol และหนวยทเลกกวาคอ eV ธาตทมอเลกตรอนอฟฟนตสง จะคายพลงงานออกมามากเมอรบอเลกตรอนเขาไป ทาใหเกดไอออนลบทมความเสถยรมาก ดงนนอเลกตรอนอฟฟนตจงใชทานายความสามารถในการเปนไอออน

อนอฟฟนตสง จะสามารถเกดเปนไอออปจจยทมผลตอคาอเลกตรอนอฟฟนต

เหมอนกบปป นวเคลยส ก. ขนาดของอะตอม อะตอมทมขนาดเลก จะมอเลกตรอนอฟฟนตมากกวา อะตอมทมขนาดใหญ ข. ประน สนอย ปจจ

กเวน า

A จะตา เพราะอะตอมไมชอบทจะรบ e-

half field

2p

1) ธาตในคาบท 2 จะมคา EA นอยกวาคาบท 3 เพราะขนาดของอะตอมในคาบท 2 จะเลกมาก ทาใหe- ทรบเขไปใหมเกดแรงผลกกบ e- เดมไดงาย ทาใหอะตอมไมเสถยร ดงนน E

2) ธาตในหม 4A ม EA มากกวาหม 5A เพราะการจดเรยง e- เชน

6C


7N 2s


N มการจดเรยง e- ทเสถยร (half field) จงไมชอบรบ e- ∴ EA ตา

สวน C ชอบรบ e- เพราะเมอรบ e- เขามา 1 ตว จะทาใหเสถยรขน ∴ EA สง

( Electronegativity ) เปนคาสมมตทแสดงความสามารถในการดงดดอเลกตรอนครวมนธะ (V e-) จาก

าลบมากทสด คอ เทากบ 4.0 และซเซยม ( Cs ) มสภาพไฟฟาลบนอยทสด คอากบ

งพอลงไมไดกาหนดคาาหรบแ

เพราะขนาดอะตอมใหญขนทาใหนวเคลยสมโอกาส

ดงด อเ เพราะขนาดอะตอมเลกลงทาใหไดรบแรงดงดด

จากนวเคลยสมากกวาอะตอมทมขนาดใหญ EN จงสงขน

3.3.6 อเลกโตรเนกาตวต (EN) อเลกโตรเนกาตวต

พ Nucleus

H2 ⇒ F2 ⇒ e- ครวมพนธะ EN ตา EN สง

e- ครวมพนธะของอะตอมทมขนาดเลก จะไดรบแรงดงดดจาก Nucleus มาก ∴ EN สง

สวน e- ครวมพนธะของอะตอมทมขนาดใหญ จะไดรบแรงดงดดจาก Nucleus นอย ∴ EN ตา อะตอมทมสภาพไฟฟาลบมาก จะดงอเลกตรอนทใชรวมกนในการเกดพนธะโคเวเลนตเขาหาตวเองไดมากกวา ไดมผหาคาสภาพไฟฟาลบไวหลายแบบ แตทนยมใชอางองมากทสด คอ ของพอลง ( linus Pauling ) โดยกาหนดใหฟลออรนมคาสภาพไฟฟเท 0.7 คาอเลกโตรเนกะตวตตามตารางของพอลงคานวณจากการใชพลงงานพนธะ ซส กสเฉอยหรอแกสมตระกล ทงนเนองจากแกสเหลานโดยปกตไมเกดสารประกอบ

พจารณาคาอเลกโตรเนกาตวตของธาตในตาราง จะเหนแนวโนมอยางเดนชดซงพอสรปไดวา ก. ธาตหมเดยวกน คา EN จะลดลงจากบนลงลาง

ด ลกตรอนไดนอยกวาอะตอมทมขนาดเลก EN จงตาลง ข. ธาตในคาบเดยวกน คา EN จะเพมขนจากซายไปขวา



รปท 3.14 คาอเลกโตรเนกาตวตของธาตในตารางธาต

วาลสซงออน ธาตกลมนจงมจดหลอมเหลวและจดเดอดคอนขางตา แตะสงขน

บ จงตองใชพลงงานมากกวา โลหะทรานซชนเปนกลมทมจดเดอดสงมาก รองลงมากไดแกกลมโครงรางตาขาย

โนมของการเปลยนแปลงจดหลอมเหลวและจดเดอดของธาตตาง ๆ ในตารางธาตตามหมและคาบซงพอสรปไดด

ลวและจดเดอดมแนวโนมลดลง เมอเลขอะตอมเพมขน”

เนองจาก

องจากแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลคอแรงวนเดอรวาลสเพมขน เพราะมวลโมเลกลและ

ลเพมขน

เดอดมแนวโนมของการเปลยนแปลงไมชดเจน องจากมโครงสรางและแรงยดเหนยวระหวางอะตอมทแตกตางกน

3.3.7 การหลอมเหลวและกลายเปนไอ การหลอมเหลวและกลายเปนไอเปนการใชพลงงานความรอนแยกโมเลกลทจดตวเปนระเบยบใผลกใหหางจากกน เคลอนทไปมาไดบางจนถงแยกจากกนโดยเดดขาดในสภาวะกาซ ในกรณทธาตมโครงสรางเปนโมเลกลเดยว พลงงานความรอนจะไปทาลายแรงแวนเดอรจ เมอโมเลกลมขนาดใหญขน แตถาเปนโลหะหรอพวกโครงรางตาขาย ความรอนทใชตองไปทาลายพนธะโลหะหรอพนธะโคเวเลนตตามลาด

แนวงน - ธาตในหมเดยวกน

ก. โลหะในหมเดยวกน คอ หม IA , IIA, และ IIIA “จดหลอมเห

ความแขงแรงของพนธะโลหะลดลง เพราะมขนาดอะตอมใหญขน

ข. อโลหะในหมเดยวกน คอ หม VIA , VIIA, และ VIIIA “จดหลอมเหลวและจดเดอดมแนวโนมเพมขน

เมอเลขอะตอมเพมขน” เน

ขนาดโมเลกหมายเหต สาหรบธาตหม IVA และ VA จดหลอมเหลวและจดเน



- ธาตในคาบเดยวกน ก. โลหะในคาบเดยวกน คอ โลหะในหม IA , IIA, และ IIIA ในคาบตางๆ “จดหลอมเหลวและจดเดอดม

แนวโนมสงขน เมอเลขอะตอมเพมขน” เนองจากมพนธะโลหะทแขงแรงมากขน ทงนเพราะอะตอมมขนาดเลกลง

ละมจา

กลเลกลง โดยเฉพาะกาซเฉอยเปนกาซประเภทโมเลกลเดยว และมขนาดเลก มจดหลอมเหลวละจดเด

วและจดเดอดของธาตตางๆ ตามหมและตามคาบ (ยกเวนธาตแทรนซ

แ นวนเวเลนตอเลกตรอนเพมขน ข. อโลหะในคาบเดยวกน คอ อโลหะ หม VA, VIA , VIIA, และ VIIIA “จดหลอมเหลวและจดเดอดม

แนวโนมลดตาลงเมอเลขอะตอมเพมขน” เนองจากแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลคอ แรงวนเดอรวาลสมคาลดลง

เพราะขนาดของโมเลแ อดตามาก อาจแสดงแนวโนมของการเปลยนแปลงจดหลอมเหล

ชนและธาตบางธาต) ไดดงแผนภาพตอไปน

รปท 3.15 การเปรยบเทยบจดหลอมเหลวและจดเดอดของธาตเรพรเซนเตตฟตามคาบและตามหม

นาไฟฟาและความรอนไดถามอเลกตรอนอสระ สมบตขอนใชแบงธาตออกเปนโลหะ อโล

• มความสามารถในการนาไฟฟาสงกวา 1 x 10-4 ohm-1 cm-1 และการนาไฟฟาจะลดลง

• งโลหะ นาไฟฟาไดเลกนอย แตจะนาไฟฟาไดดขนเมออณหภมสงขน

3.3.8 การนาไฟฟาและความรอน ธาตบรสทธสามารถ

หะ และกงโลหะ โดย

โลหะ เปนตวนาทดเมออณหภมสงขน

• อโลหะ เปนฉนวนมความตานทานสงมาก

ก




3.3.9 เลขออกซเดชน

เลขออกซเดชน ( Oxidation Number ) เปนตวเลขเพอแสดงคาประจไฟฟาหรอประจไฟฟาสมมตของไอออนหรออะต

A มเลขออกซเดชนเปน +1 และ +2 ตามลาดบ แตธาตในกลมอน ๆ สวนใหญจะมเลขออกซเดชน

ากกวา

ซเดชนคาตาจะเสถยรมากขน เชน ในหม IIIA Al มเพยง +3 In มทง +1 และ +3 Tl สวนใหญ

ากนก แนว งมากกวาคาตา

2- , O2- แตถาเกดเปนสารประกอบโคเวเลน

อสระ ไมวาจะอยในรปทเปนอะตอมเดยว หรอโมเลกล จะมเลข

2. ไอออ คาเทากบประจของไอออนนน เชน

2

อลคาไล ( หม IA ) และโลหะอลคาไลนเอรท ( หม IIA ) ในสารประกอบตาง ๆ

วนมาก ม

อกซเดชน -1

ร ออกซเดชน -1/2

สารประกอบ OF2 ⇒ ออกซเจนมเลขออกซเดชน +2

อมของธาต ซงสวนใหญเปนเลขจานวนเตมรวมทงศนยและอาจมเครองหมายเปนบวกหรอลบกได ธาตหมตาง ๆ เมอเกดสารประกอบมกจะแสดงเลขออกซเดชนทมคาเทากบเลขหมนน โดยเฉพาะธาตกลม s

หม IA และ IIม 1 คา โลหะในกลม p เชน หม IIIA, ธาตหนกในหม IVA จะมเลขออกซเดชนสองคาหางกน 2 หนวย ซงสอดคลองกบการจดเวเลนซอเลกตรอนแบบ ns2 npx เชนโลหะหม IIIA (ns2 np1) อาจมเลขออกซเดชนเปน +1, +3 ธาตทหนกขน เลขออก

จะเปน +1 โลหะในกลม d และ f สวนมากจะมเลขออกซเดชนหลายคา หางกน 1 หนวย หรอมาก

กวา ทงนเนองจากธาตเหลานมหลายเวเลนซอเลกตรอน และพลงงานไอออไนเซชนลาดบตาง ๆ มคาไมตางกนมโนมทตางกบโลหะกลม p อกประการหนงคอ ธาตทหนกขนมกแสดงเลขออกซเดชนคาสสาหรบอโลหะ ถาปรากฏเปนไอออนลบในสารประกอบมกแสดงเลขออกซเดชนคาเดยว

คอ เทากบจานวนอเลกตรอนทรบเขามาเพอใหเปนไปตามกฎออกเตต เชน Cl- , Sซกอาจมเลขออกซเดชนคาบวกหรอลบไดแลวแตวาสรางพนธะกบธาตใด ในการกาหนดตวเลขออกซเดชนจะตองมการตกลงกนกอนวาจะตองมกฎเกณฑอยางเดยวกน กฎดงกลาวคอ

1. อะตอมของธาตตาง ๆ ในสภาวะออกซเดชนเทากบศนย เชน Na Be He O2 S8

นทมอะตอมเดยวเลขออกซเดชนจะมNa+ มเลขออกซเดชน เทากบ +1 Be2+ มเลขออกซเดชน เทากบ +O2- มเลขออกซเดชน เทากบ -2

3. เลขออกซเดชนของโลหะมคาเทากบ +1 และ +2 ตามลาดบ 4. เลขออกซเดชนของออกวเจนในสารประกอบส คาเทากบ -2 ยกเวนในกรณ

• สารประกอบเปอรออกไซด เชน H2O2 และ Na2O2 ⇒ ออกซเจนมเลขอ

• สารประกอบซปเปอ ออกไซด เชน KO2 ⇒ ออกซเจนมเลข

•


รประกอบ

พวกไฮไ

ตรนน ๆ เชน ผลรวมของเลขออกซเดชนของ KMnO4 เทากบ 0 ผลรวมของเลข-1

วอยางเลขออกซเดชนของ N

รปท 3.16 คาเลขออกซเดช แตกตางกนของไนโตรเจน

ตวอยาง

5. เลขออกซเดชนของไฮโดรเจนในสารประกอบสวนมากมคาเทากบ +1 ยกเวนในสาดรดไอออนก ซงไฮโดรเจนมคาเลขออกซเดชนเทากบ -1 เชน LiAlH4 และ NaBH4

6. ผลรวมทางพชคณตของเลขออกซเดชนของอะตอมทงหมดในสตรเคมใด ๆ จะมคาเทากบประจสาหรบ กลมของอะตอมทเขยนแสดงในสออกซเดชนของ NO3

- เทากบ ต

นท

ท1 จงหาเลขออกซเดชนธาตทขดเสนใตตอไปน 1) Na2S 6) CO3

2- 2) HClO4 7) OF2 3) NaBrO3 8) H2O2 4) NO3

- 9) CH3OH 5) (NH4)2S


O4 10) S8



3.4 สมบตของธาตและสารประกอบตามคาบ 3.4.1 สารประกอบคลอไรดและออกไซดของโลหะและอโลหะ สารประกอบคลอไรด จากการจดธาตเปน 2 ประเภท คอ โลหะและอโลหะ ทาใหสามารถแบง

ะดงน

สมบตของสารประกอบคลอไรด เชน สถานะ จด

- เบสของสารละลาย จะแบงกลมยอยไดดงน

แก LiCl , NaCl , MgCl2 , KCl ,และ CaCl2

ส -

l , BCl3 , Cl2O , ClF ,PCl5 , SiCl4 และ SCl2

อใชสถานะและจดหลอมเหลวจะแบงกลมยอยได

ตา ลอไ

คลอไรด ละมจดหล

คลอ จดอมเ

คลอ าซมจด

สารประกอบคลอไรดออกเปน 2 กลมใหญ ๆ คอ คลอไรดของโลหะและคลอไรดของอโลห ก. คลอไรดของโลหะ ไดแก LiCl , BeCl2 , NaCl , MgCl2 , AlCl3 , KCl ,และ CaCl2 ข. คลอไรดของอโลหะ ไดแ ก HCl , BCl3 , CCl4 , NCl3 , Cl2O , ClF , PCl5 , SiCl4 และ SCl2

นอกจากจะแบงสารประกอบคลอไรดเปน 2 กลมใหญ ๆ ดงกลาวแลว ยงสามารถแบงเปนกลมยอยไดอก เพอใหการจดหมวดหมมความสมบรณมากทสด โดยใชหลอมเหลว ความเปนกรดเบสของสารละลายเปนตน เมอใชความเปนกรด ก. คลอไรดของโลหะ

สารละลายเปนกรด ไดแก AlCl3 , BeCl2

สารละลายเปนกลาง ได สารละลายเปนเบข.คลอไรดของอโลหะ

สารละลายเปนกรด ไดแก HC สารละลายเปนกลาง ไดแก -

สารละลายเปนเบส ไดแก - เม ราง 3.9 การแบงสารประกอบค

ทเปนของแขงแ

รดเปนกลมโดยใชจดหลอมเหลว

ไรดทเปนของแขงและมอมเหลวสง หล หลวคอนขางสง

ไรดทเปนของเหลวหรอกและ หลอมเหลวตา

สตร จดหลอมเหลว (0C) จดหลอมเหลว (0C) จดหลอมเหลว (0C) สตร สตร LiCl NaCl KCl

BeCl2

MgCl2 712

PCl5 148

BCl3 -107

610 801 770 405

AlCl3 198 SCl2

CCl4

ClF Cl2O

-80 -23 -154 -20



จากตารางเมอพจารณาคลอไรดของ 20 ธาตแรก จะพบวา ก. คลอไรดทเปนของแขงและมจดหลอมเหลวสงคอ คลอไรดของโลหะ ข. คลอไรดทเปนของเหลวและกาซซงมจดหลอมเหลวตา คอคลอไรดของอโลหะ

เมอนาคลอไรดมาจดรวมกนเปนหมวดหม โดยจดคลอไรดทมสตรชนดเดยวกนและสมบตเชน ความเปนน

ต กลมสา กอบคลอ สม นเกณฑ

กรดเบส และจดหลอมเหลวคลายกนอยในชองแนวดงเดยวกนจะไดดง

าราง 3.10 การจด รประ ไรดโดยใช บตเป

HCl He LiCl BeCl2 BCl3 Cl4 Cl3 Cl2 Cl e C N O F NNaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 PCl5 SCl2 Cl-Cl Ar KCl CaCl2

จะเหนไดวาเมอจดกลมธาตโดยใชสตรและสมบตของสารประกอบคลอไรดเปนเกณฑ จะจดกลมธาตได 8 กลม ตามแนวดง ซงสวนใหญจะสอดคลองกบการจดกลมธาตโดยใชความเปนโลหะ ความแขงและความไวเปนเกณฑ แตกมบางธาตทเปลยนไปอยในกลมใหม เชน K Al B Si O บางธาตทจดกลมไมได เมอพจารณาสมบตคลอไรดกสามารถจดอย

ในกลมเดยวกนได เชน P กบ N และ S กบ C ถาเรยงตามมวลอะตอม จะตองแยก Ar มวลอะตอมเปนเกณฑในการจดกลมยงมปญหาอกบางสวน ทาใหตองหา

วธการอประ ช อบคลอไรด

เปนนาประสานดบก

• งตนในการผลต NaHCO3 (โซดาทาขนม)

Na2CO3 (โซดาแอช) NaOH (โซดาไฟ) และ HCl นอกจากนยงใชละลายนาแขงในหมะ • CCl4 และ CHCl3 ใชเปนตวทาละลายในการสกดสารอนทรย

ออกจาก He และ Ne ซงกแสดงวาการใชน ๆ อกตอไป

โย นของสารประก• CaCl2 ใชในเครองทาความเยนในอตสาหกรรมหองเยน ใชทาฝนเทยม • KCl ใชทาปย • NH4Cl ใชเปนอเลกโทรไลตของเซลลถานไฟฉาย ใช• ปนคลอรน ใชเปนสารฟอกสหรอฟอกขาวเยอกระดาษ ใชฆาแบคทเรยในนาประปาและในสระวายนา

DDT และดลดรน ใชเปนยาฆาแมลง กาจดศตรพช • เกลอแกง ใชปรงแตงอาหาร ถนอมอาหาร และใชเปนสารต



ะแบงธาตออกเปนกลมใหญ ๆ คอ ออกไซดของโลหะและอโลหะกอน แลวจงใชสมบตอน

อใชคO

บตความเปนกรดเบสของสารละลายหรอจดหลอมเหลว เชน

i2O , Na2O , MgO , K2O และ CaO

ไดแก BeO , Al2O3 B2O3 , SiO2

O2 , N2O5 , F2O , P2O5 , SO2 และ Cl2O

H2O

ต ออ วเป

ออกไซด ละมจดหล

ออก จดอมเห ละม

สารประกอบออกไซด เชนเดยวกบสารประกอบคลอไรดทผานมาแลว สามารถใชสมบตบางประการ เชน การละลายนา ความเปนกรดหรอเบสของสารละลาย สตรของสารประกอบ ฯลฯ มาเปนเกณฑในการจดหมวดหมของธาต โดยในขนแรกจๆ แบงออกเปนกลมยอย เม วามเปนโลหะและอโลหะเปนเกณฑ จะแบงสารออกไดเปน 2 กลมดงน ก. ออกไซดของโลหะ เชน Li2O , BeO , Na2O , MgO , Al2O3 , K2O , Ca ข. ออกไซดของอโลหะ เชน H2O , CO2 , N2O5 , F2O , P2O5 , SO2 , Cl2O

ในการแบงกลมยอยอาจจะใชสม ก. ออกไซดของโลหะ สารละลายเปนกรด - สารละลายเปนเบส ไดแก L สารละลายเปนกลาง ไดแก - พวกไมละลายนา ข. ออกไซดของอโลหะ สารละลายเปนกรด ไดแก C สารละลายเปนเบส ไดแก - สารละลายเปนกลาง ไดแก

พวกไมละลายนา ไดแก - เมอใชจดหลอมเหลวเปนเกณฑจะไดกลมยอยดงน าราง 3.11 การแบงสารประกอบ

ทเปนของแขงแ

กไซดเปนกลมโดยใชจดหลอมเหล

ไซดทเปนของแขงและม

นเกณฑ

ออกไซดทเปนของเหลวหรออมเหลวสง หล ลวคอนขางสง กาซแ จดหลอมเหลวตา

สตร จดหลอ ว (0C) จดหลอมเหลว (0C) จดหลอมเหลว (0C) มเหล สตร สตร Li2O Na2O BeO MgO CaO Al2O3 2045

1700 1275 2530 2800 2580

K2O BB

P2O5 580

Cl2O(g) -20

2O3

350 460

H2O(l) CO2(g) N2O5(g) F2O(g) P2O5(g) SO2(g)

0 -57 -102 -218 -224 -73



กออกไซดของโลหะและออกไซดทเปน

ละกาซและมจดหลอมเหลวตา จะเปนออกไซดของพวกอโลหะ โดยสรป

มเหลวคอนขางสง พวกทละลายนาไดสารละลายจะ

แขง ของเหลวและกาซ สวนมากมจดหลอมเหลวคอนขางา พวก

สตรโมเลกลอยางเดยวกน ความเปนกรด - เบสของสารละลายและจดหลอมเหลวทมแนวโนมเหมอนกน ะไดดงน

ตาราง 3.12 ดกลมสารประกอบออกไซดใชสมบ เปนเกณฑ

จะเหนไดวาออกไซดทเปนของแขงมจดหลอมเหลวสง จะเปนพว

ของเหลวแ ขอแตกตางระหวางออกไซดของโลหะและอโลหะ

ก. ออกไซดของโลหะ มสถานะเปนของแขงทมจดหลอแสดงสมบตเปนเบส เปลยนสกระดาษลตมสจากแดงเปนนาเงน ข. ออกไซดของอโลหะ มสถานะเปนไดทงของต ทละลายนาไดสารละลายจะแสดงสมบตเปนกรด เมอนาสารประกอบออกไซดมาจดเรยงเปนหมวดหม โดยจดพวกทมสมบตคลายกนอยในแนวดงเดยวกน เชนพวกทมจ

การจ ต

H2O He Li2O BeO B2O3 CO2 N2O5 O2 F2O Ne Na2O l2O3 iO2 4O10 O2 l2O Ar MgO A S P S CK2O CaO

จะเหนไดวาการจดกลมของสารประกอบออกไซด คลายคลงกบสารประกอบคลอไรด ยกเวน H เมอเปน

H2O จะมสมบตแตกตางจาก F2O และ Cl2O แมวาจะมสตรโมเลกลเหมอนกน แสดงวา H กบ F และ Cl ไมควรจดอ ลมใดนน นกเรยนจะไดศกษาตอไป

• งสงมชวต การเพมขนของ CO2 ทาใหอณหภม

ของพช

• O2, NO และ NO2 จดเปนกาซพษ เปนอนตรายตอระบบหายใจ ทาใหเกดหมอกควนพษ เกดฝน

• CO(g) + H2(g) เรยกวา water gas

ยในกลมเดยวกน แตจะจดอยในกสารประกอบออกไซดทควรรจก

CO2 เกดจากการเผาไหมของเชเพลงและการเผาผลาญอาหารขอของบรรยาการสงขนทาใหเกดปรากฎการเรอนกระจก

• CO2 ใชเปนสารตงตนในกระบวนการสงเคราะหดวยแสง• ใชผลตปยยเรย ใชผลตนาอดลม นาโซดา ใชดบเพลง • ใชในยงเกบเมลดธญพชเพอปองกนการงอก ทานาแขงแหงเพอใชเกบอาหาร

CO, Sกรด



ะ

O2)

• าเครองประดบ สารขดโลหะกระดาษทราย สารชวยกรองในเครองกรองนา ทาแกว

กระจก และเลนส

ดงน

แตจดวาเปนประเภทโลหะออน สามารถตดดวยมดไดงาย ทาให

เพราะมพนธะโลหะ

เกดปฏกรยารนแรง คายความรอนมาก และตดไฟไดไดสารละลายทแสดงสมบตเปนเบส งเรยกว

ยนสม ากบนาไดดงน

2M + 2H2O → 2MOH + H2

น

2

เกดปฏกรยากบนาไดงาย และยงสามารถทาปฏกรยากบ O2 ไดดวย ดงนนจงตองเกบโลหะแอล

sitive element แลวกลายเปนไอออนทประจ +1

กโทรเนกาตวตนอย เมอเทยบกบธาตอนๆ ในคาบเดยวกน และคาอเลกโทรเนกาตวตจะลดลงเมอขอะตอมเพมขน

• CO(g) + N2(g) เรยกวา producer gas • CO(g) ใชเปนตวรดวซในการถลงโลห• SO2(g) ใชในการฟอกสและฆาเชอรา• แรดบกคอ แรแคสซเทอไรต (Sn• แรเหลกคอ แรฮมาไทต (Fe2O3)

SiO2 หรอซลกา เกดในธรรมชาตเปนผลกรปตาง ๆ บางชนดสวยงาม บางชนดแขง มจดเดอดจดหลอมเหลวสง ใชท

3.5 สมบตของธาตและสารประกอบตามหม 3.5.1 สมบตทวๆ ไปของธาตหม IA ได

1. เปนธาตทม 1 เวเลนตอเลกตรอน 2. เปนของแขง ยกเวน Cs เปนของเหลวเปนชน แผน หรอดงเปนเสนลวดไดงาย 3. เปนโลหะทนาไฟฟาและนาความรอนไดดมาก 4. ความเปนโลหะเพมขน เมอเลขอะตอมเพมขน 5. ทาปฏกรยากบนา จ า โลหะแอลคาไลน เข การทวๆ ไป สาหรบแสดงปฏกรย

เช

2Na + 2H2O → 2NaOH + H

2Li + 2H2O → 2LiOH + H2

เนองจากคาไลนในนามน

6. เปนธาตทชอบใหอเลกตรอนแกธาตอนๆ เรยกวา electropo7. รศมอะตอมและรศมไอออนเพมขน เมอเลขอะตอมเพมขน

8. มคา IE1 นอยทสด ในคาบเดยวกน และคา IE1 จะลดลงเมอเลขอะตอมเพมขน เพราะขนาดอะตอมใหญขน 9. มคาอเลเล



10. เปนโลหะทมจดหลอมเหลวตากวาโลหะอนๆ ในคาบเดยวกน นอกจากนจดหลอมเหลวและจดเดอดจะ

ปามหนาแนนนอยกวาโลหะอนๆ ทอยในคาบเดยวกน แตความหนาแนนมแนวโนมเพมขน เมอเลข

บไอออนก สารประกอบคลอ

จะไดเปลวไฟทมสตางๆ กน เชน Li มสแดงสด หรอแดงเลอดนก Na ใหสเหล

มขน

ม IA ดงนนจงมความแขงแรงมากกวาโลหะหม IA และความหนาแนนม

วโนมลดลงเมอเลขอะตอมเพมขน

าลดลงตามลาดบเมอเลขอะตอมเพมขน แสดงวาความสามารถในการเปนตวรด

บตเปนเบส แตปฏกรยาไมรนแรงเหมอนกบธาตหม เมอเล รยากบนาจะเกดไดเรวขน

ยนสม

M + 2H2O → M(OH)2 + H2

น

2

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

ลดลงเมอเลขอะตอมเพมขน เพราะความแรงของพนธะโลหะลดลง 11. เ นตวรดวซทดมาก โดยเฉพาะ Li เปนตวรดวซทดทสด 12. คว

อะตอมเพมขน 13. ทาปฏกรยากบธาตตางๆ เกดเปนสารประกอบไดงาย และเปนสารประกอไรด คารบอเนต ซลเฟต ไนเตรต ฟอสเฟต โดยมจดหลอมเหลวสงมาก (ดงตาราง 7.34) 14. สารประกอบของธาตหม IA ละลายนาไดดมาก ดงแสดงในตารางท 7.35 15. เมอเผาสารประกอบของหม IA

อง K ใหสมวงนาเงน เปนตน 3.5.2 สมบตทวๆ ไปของธาตหม IIA ไดดงน

1. เปนธาตทม 2 เวเลนตอเลกตรอน เมอเปนไอออนจงมประจเปน +2 2. เปนธาตทจดอยในกลมของโลหะ ความเปนโลหะเพมมากขนเมอเลขอะตอมเพ 3. เปนโลหะทนาความรอนและนาไฟฟาไดด เพราะมพนธะโลหะ 4. มความหนาแนนมากกวาโลหะหแนวโนมเพมมากขน เมอเลขอะตอมเพมขน 5. รศมอะตอมเลกกวาหม IA และคอยๆ เพมขนเมอเลขอะตอมเพมขน 6. จดหลอมเหลวและจดเดอดมคาคอนขางสง แตมแนวโนมทลดลงเมอมวลอะตอมเพมขน 7. IE1 มคาคอนขางนอย (แตมากกวาหม IA ในคาบเดยวกน) และมแน

8. อเลกโทรเนกาตวตมคานอย และมคาลดลงเมอเลขอะตอมเพมขน 9. เปนตวรดวซทด คา E0 มค

วซจะเพมขน เมอเลขอะตอมเพมขน 10. ทาปฏกรยากบนาไดกาซ H2 และสารละลายแสดงสมIA ขอะตอมเพมขน การทาปฏก เข การทวๆ ไปไดดงน

เช

Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H



11. เกดเปนสารประกอบตางๆ ไดเชน คลอไรด ออกไซด ซลไฟด ซลเฟต เปนตน โดยมสตรและสมบตตางๆ

อคลอไรด ละลายนาได แตเก ะลายนาไดนอยมาก

3. เมอเผาสารประกอบของธาตหม IIA จะใหเปลวไฟสตางๆ กน

วสนาตาลแดง และ I2 เปนของแขงสมวง ซงสของธาตแฮ-โลเจนจะเขมขน เมอเลขอะตอม

ลกลอะตอมค (diatomic molecule) ทกสถานะทงของแขง ของเหลว

ยในนาไดเลกนอยและใหสตางๆ กน เนองจากเปนโมเลกลไมมขวจงละลายไดดในตว

มขว เชน H2O, C2H5OH , CH3COCH3 , ทง Br2 และ I2 จะมสนาตาลแดง เนองจากเกดสารประ

เพมขน นอกจากนการระเหยของธาตหม VIIA จะคอยๆ ลดลงเมอเลขอะตอมเพมขน ราะแรงวนเดอรวาลสเพมขน

คลายๆ กน 12. สารประกอบของหม IIA สวนมากเปนสารประกอบไอออนก (ยกเวนสารประกอบของธาต Be เชน BeCl2 , BeSO4 เปนสารประกอบโคเวเลนต ) ดงนนสวนมากจงละลายนาได เชนเกลอไนเตรต เกล

ลอคารบอนเนต เกลอซลเฟต (ยกเวน MgSO4) และเกลอฟอสเฟต ล1 3.5.3 สมบตทวๆ ไปของธาตหม VIIA ไดดงน

1. เปนพวกอโลหะ มเวเลนตอเลกตรอนเทากบ 7 สภาวะปกต F2 และ Cl2 เปนกาซสเหลองออนและเขยวออนตามลาดบ Br2 เปนของเหลเพมขน ทกตวเปนสารพษ 2. ความเปนอโลหะจะลดลงเมอเลขอะตอมเพมขน หรอความเปนโลหะจะเพมขนเมอเลขอะตอมเพมขน 3. ธาตแฮโลเจนทกตวอยในสภาพโมเและกาซ โดยยดเหนยวกนดวยพนธะโคเวเลนต

4. ไมนาความรอนและไฟฟาเพราะเปนอโลหะ 5. อะตอมมขนาดเลกเมอเปรยบเทยบกบธาตในคาบเดยวกน แตมขนาดใหญขนเมอเลขอะตอมเพมขน

6. ธาตหม VIIA ละลาทาละลายอนทรย เชน ใน CCl4

Cl2 ใน CCl4 ไมมส Br2 ใน CCl4 สสม I2 ใน CCl4 สมวง ซงในตวทาละลายดงกลาวนธาตหม VIIA ทกชนดจะอยในรปของโมเลกลอสระเหมอนกบในสภาวะเปนกาซ ในตวทาละลายท

กอบเชงซอนขน 7. ความหนาแนนนอย แตความหนาแนนจะเพมขนเมอเลขอะตอมเพมขน

8. มจดหลอมเหลว จดเดอดและความรอนแฝงของการเกดไอตา เนองจากมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกล (คอแรงวนเดอรวาลส) นอย แตจดหลอมเหลว จดเดอดและความรอนแฝงของการเกดไอเพมขน เมอเลขอะตอมเพมขน เพราะมแรงวนเดอรวาลสเพ



9. มคาอเลกโทรเนกาตวตสงทสด ในคาบเดยวกน และคาอเลกโทรเนกาตวตจะคอยๆ ลดลงเมอเลขอะตอม

โทรเนกาตวตตางๆ กนได ทาใหมเลขออกซเดชนหลายคา

2 HF KI และยงเกดสารประกอบทมธาตองคประกอบนดเดย ห ายคา

lO4

ของธาตทอยตอนบน จงสรปไดวา “ความสามารถในการทาปฏกรยา

Cl2 ไมทาปฏกรยากบ NaF

ไมเกดปฏกรยา

O + 5Cl2

2NaBr + MnO2 + 3H2SO4 (conc) → 2NaHSO4 + MnSO4 + 2H2O + Br2

เพมขน 10. ม IE1 คอนขางสง และคา IE1 จะคอยๆ ลดลงเมอเลขอะตอมเพมขน เนองจากขนาดใหญขน 11. มเลขออกซเดชนไดหลายคา เนองจากม 7 เวเลนตอเลกตรอน ซงสามารถจะใหหรอรบอเลกตรอนจากธาตอน หรอใชอเลกตรอนรวมกบธาตอนๆ ซงมคาอเลกเชน ตวอยางของธาต Cl มเลขออกซเดชนตวแต -1 ถง +7 12. เกดสารประกอบไดหลายชนด เชน NaCl CaFช วกนได ลายชนด เพราะมเลขออกซเดชนหล เชน NaClO NaClO2 NaClO3 NaC

Cl2O ClO2 ClO3 และ Cl2O7 เปนตน 13. ธาตทอยตอนบนของหม สามารถทาปฏกรยากบสารประกอบแฮไลดของธาตทอยตอนลางได แตธาตอย

ตอนลางจะไมทาปฏกรยากบสารประกอบแฮไลด

ของธาตหม VIIA จะลดลงจากบนลงลาง” เชน

F2 ทาปฏกรยากบ NaCl ได แต

F2 + 2NaCl → 2NaF + Cl2

Cl2 + NaF → ธาตอนๆ กเชนเดยวกน

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2

Br2 + NaCl → ไมเกดปฏกรยา 14. การเตรยมธาตแฮโลเจนบางธาตทาไดดงน

2KMnO4 + 16HCl (conc) → KCl + 2MnCl2 + 8H2

MnO2 + 4HCl (conc) → MnCl2 + 2H2O + Cl2



3 หนงของไฮโดรเจนในตารางธาต โดยทว ๆ ไปการจดธาตใหอยในหมเดยวกนจะใชเวเลนตอเลกตรอ

.6 ตาแนและสมบตของธาตเปนเกณฑ ถามเว

นตอเลก

น He เมอพจารณาสมบตบางประการของธาตไฮโดรเจนเทยบกบสมบตของธาตหม IA และหม IIA จะไ

ตาราง มบตบางประการของไฮโดรเจนเทยบกบ VI

ไฮโดรเจน ธาต IA ธาตห IIA

เล ตรอนเทากน และมสมบตตางๆ คลายกนจะจดวาอยในหมเดยวกน สาหรบไฮโดรเจนมเลขอะตอมเทากบหนง เมอพจารณาการจดเรยงอเลกตรอน จะพบวามเวเลนตอเลกตรอนเทากบ 1 และอยในระดบพลงงานแรก ซงถาใชเวเลนตอเลกตรอนเปนเกณฑควรจะจดใหไฮโดรเจนอยในหม IA คาบ 1 ได แตอยางไรกตาม อาจจะพจารณาวาอยในหม VIIA ไดเหมอนกน เพราะยงขาดอเลกตรอน เพยง 1 ตวจะมการจดอเลกตรอนเหมอV ดดงน

3.14 ส ธาตหม IA และหม IA

สมบต หม ม V

เวเลนตอเลกตรอน จานวนอะตอมในโมเลกล

เลขออกซเดชนในสารประกอบ การนาไฟ ของแขง

เนกาตวต

ไม า 1318 2.1

ไมแ อน

1.0 - 0.7

-1,+1, +3, +5, +7

1015-1687 4.2 - 2.2

ฟาในสถานะIE1 (kJ/mol)

อเลกโทร

1 2

-1, +1 นาไฟฟ

1 นน+1

นาไฟฟา 382-526

7 2

ไมนาไฟฟา

จากตารางจะเหนไดวา ไฮโดรเจนมสมบตบางประการเหมอนธาตหม VIIA เชน มเลขออกซเดชนมากกวา 1 คา ไมนาไฟฟา มคา IE1 และอเลกโทรเนกาตวตสง ในขณะเดยวกนมสมบตบางประการเหมอนธาตหม IA เชน มเวเลนตอเลกตรอนเทากบ 1 การทไฮโดรเจนมสมบตบางประการคลายทงหม IA และ VIIA จงไดแยกไฮโดรเจนออกากหมทงสอง ดงปรากฏอยในตารางธาต จ


3.7 ธาต

รเกดพนธะ ยกเวนธาตหม IIB มธาต Zn Cd และ Hg ท

รปท 3.17 ตารางแสดงธาตแทรนซชน

หม คอหมท IB ถง VIIIB สาหรบหม VIIIB ม 3 แถวในแนวดง ทาใหาตแทรน

ies) คอ ธาตแทรนซชนแถวแรกตงแต Sc ถง Cu (เลขอะตอม

คอ ธาตแทรนซชนแถวท 2 ตงแตธาต Y ถง Ag (เลข

อ ธาตแทรนซชนในแถวท 3 ตงแต La ถง Au (เลข

แทรนซชนตงแตธาต Ce ถง Lu (เลขอะตอมตงแต อเลกตรอนใน 4f - orbital ไมครบ

แทรนซชน ธาตแทรนซชน หมายถง ธาตทมสมบตอยระหวางกลางของธาตทางซายสด และขวาสดของตาราง หรอ

หมายถง ธาตทใชอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย d หรอ f ในกาใชอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย s ในการเกดพนธะ

ธาตแทรนซชนจดเปนหม และคาบแบบเดยวกบโลหะและอโลหะทวๆ ไป ธาตแทรนซชนทมสมบตคลายกนจะอยในหมเดยวกน โดยแบงเปน 8ธ ซชนมทงหมด 10 แถวในแนวดง ธาตแทรนซชนแบงออกเปนคาบ โดยทแตละคาบมชอเรยกตางๆ กนดงน 1. อนกรมแทรนซชนท 1 (first transition ser21 - 29 ) ธาตเหลานอเลกตรอนใน 3d - orbital ไมครบ 2. อนกรมแทรนซชนท 2 (second transition series) อะตอม 39 - 47 ) ธาตเหลานอเลกตรอนใน 4d - orbital ไมครบ 3. อนกรมแทรนซชนท 3 (third transition series) คอะตอม 57 - 79 ) ธาตเหลานอเลกตรอนใน 5d - orbital ไมครบ 4. อนกรมแลนทาไนด (lanthanide series) คอธาตอนเนอร58 - 71) ธาตเหลานม




5. อนกรมแอคตไนด (actinide series) คอ ธาตอนเนอรแทรนซชนตงแต Th ถง Lr (เลขอะตอม 90 - 103) าตเหลาน

กรมแลนทาไนดและแอคตไนด จดอยในสวนลางของตารางธาต แยกออกจากกลมธาตหลก

งหมด บางธาตไมมอยในธรรมชาตแตนษยสงเ

ามรอนและไฟฟาดทสด) เปนของแขงทมจดหลอมเหลวสง (W เปนธาตทมจด

บตแตกตางจากโลหะทวๆ ไป ทาใหตองแยกออกเปนกลม ๆ ตางหาก ลกษณะท

1. มเลขออกซเดชนมากกวา 1 คา ยกเวนหม IIIB เชน Sc เปน +3 คาเดยว และหม IIB (Zn, Cd) เปน +2 คา

ไวในสนามแมเหลกนาน ๆ นอกจากนยงมสารประกอบของธาตแทรนซชนอกหลายชนด

ออนเชงซอนของธาตแทรนซชน

(ยกเวน Cr, และ Cu มเวเลนตอเลกตรอนเทากบ 1) และอเลกตรอนถดจาก

ากซายไปขวาของคาบ (หรอเมอเลขอะตอมเพมขน รศมอะตอมจะเลกลง)

คา IE1 , IE2 , และ IE3 มแนวโนมเพมขนเมอเลขอะตอมเพมขน แตคาตางกนไมมากนก เพราะขนาด

11. เปนโลหะทนาความรอนและนาไฟฟาไดดเหมอนกบโลหะทว ๆ ไป ทงนเพราะมพนธะโลหะ

ธ มอเลกตรอนใน 5f - orbital ไมครบ สาหรบอนของแทรนซชน ธาตแทรนซชนทงหมดรวมกนมจานวนมากกวาครงหนงของธาตทม คราะหขน (man made element) เชน ธาตเลขอะตอมตงแต 93 - 103 บางธาตเปนกมมนตรงส เชน Es, Am, Pu ธาตแทรนซชนทงหมดจดวาเปนโลหะ เปนตวนาไฟฟาและนาความรอนทด (Ag มการนาควหลอมเหลวสงสดถง 3400 0C ) 3.7.1 สมบตของธาตแทรนซชน การทธาตแทรนซชนมสมสาคญของธาตแทรนซชนเปนดงน เดยว 2. ธาตแทรนซชนเปนโลหะ จงดงดดกบแมเหลก และมบางธาต เชน Fe, Co, และ Ni สามารถแสดงสมบตเปนแมเหลกไดเมอนาไปวางทสามารถดดกบแมเหลกได 3. สารประกอบสวนใหญ มส (ยกเวนหม IIIB) ซงเปนสของไอ 4. ธาตแทรนซชนมแนวโนมทจะเกดสารประกอบเชงซอนได 5. มเวเลนตอเลกตรอนเทากบ 2 วงนอกสดไมครบ 18 (ยกเวน Cu และ Zn) 6. รศมอะตอมมแนวโนมลดลงจซงเหมอนกบธาตในคาบเดยวกนทวๆ ไป) 7. มจดหลอมเหลวและจดเดอดคอนขางสง เพราะมพนธะโลหะ 8. ความหนาแนนเพมขน เมอเลขอะตอมเพมขน เนองจากมวลเพมขนในขณะทขนาดเลกลง 9. ใกลเคยงกน 10. อเลกโทรเนกาตวตมแนวโนมเพมขน เมอเลขอะตอมเพมขน



3.7.2 สารประกอบของธาตแทรนซชน เนองจากธาตแทรนซชนสวนใหญเสยอเลกตรอนไดงายจงมความวองไวในการเกดปฏกรยากบอโลหะ เกดสารประกอบไดมากมายหลายชนด สารประกอบและไอออนของธาตแทรนซชนสวนใหญจะมสตาง ๆ กน ซงขนอยกบชนดของธาตแทรนซชนเอง เลขออกซเชน ชนดและจานวนของสารทรวมตวกบธาตแทรนซชน คอ ถาธาตแทรนซชนตางชนดกน หรอชนดเดยวกนแตมเลขออกซเดชนตางกน หรอมจานวนและชนดของสารทรวมตวกบธาตแทรนซชนตางกน มกจะทาใหสารประกอบหรอไอออนของธาตแทรนซชนมสตางกนดวย สวนสาเหตททาใหสารประกอบหรอไอออนของธาตแทรนซชนมส เนองจากอเลกตรอนใน d ออรบทอล สามารถดดกลนแสงในชวงทามองเหน แสงทไมถกดดกลนกคอสของสารประกอบหรอของไอออนนน

างๆ กน ซงทาใหมเลขออกซเดชนไดหลายคา (ยกเวน Sc ละ Zn ม

สามญของธาตคอ +2 และ +3 โดยท +3 เปนเลขออกซเดชนสามญของธาตซายของคาบ

มอเลกตรอนวงนอกเปน 3d5 4s2 ม 7 เลกตรอ ในข ม เชน

ใน 3d-orbital ทาใหเลขออกซเดชนสวนใหญเกยวของกบ 4s-

เปนเลขออกซเดชนทมคาสง และเลขออกซเดชนเสถยรของธาตทางขวาของคาบ มกจะเปนเลขออกซเดชนทมคาตา

ต 3.7.2.1 เลขออกซเดชนของธาตแทรนซชนในสารประกอบ ลกษณะทเดนชดประการหนงของธาตแทรนซชน คอ มเลขออกซเดชนหลายคาทงน เนองจากโครงสรางของอเลกตรอนของธาตแทรนซชน มทงทอยใน 3d และ 4s- orbital ซงพลงงานใกลเคยงกน เมอเกดปฏกรยาจะสามารถเสยอเลกตรอนไดทงใน 3d และ 4s-orbital จานวนตแ เลขออกซเดชนคาเดยวคอ +3 และ +2 ตามลาดบ) สรป เกยวกบเลขออกซเดชนของธาตแทรนซชนคาบท 4 ดงน 1. เลขออกซเดชนและ +2 เปนของธาตทางขวา 2. เลขออกซเดชนสงสดคอ +7 ซงเปนของ Mn เนองจาก Mnอ น ณะทหมอนๆ เลขออกซเดชนสงสดคอเลขประจาห Sc อยหม IIIB เลขออกซเดชนสงสดคอ +3 Ti อยหม IVB เลขออกซเดชนสงสดคอ +4 V อยหม VB เลขออกซเดชนสงสดคอ +5 Cr อยหม VIB เลขออกซเดชนสงสดคอ +6 Mn อยหม VIIB เลขออกซเดชนสงสดคอ +7 แตหลงจากหม VIIB ไปแลวคอหม VIIIB IB และ IIB จะไมเปนไปตามหลกเกณฑน เนองจากเมอประจในนวเคลยสเพมมากขนจะสงผลกระทยถงอเลกตรอนorbital ซงม 2e- ดงนนจงมกจะพบเลขออกซเดชน +2 3. เลขออกซเดชนทเสถยรของธาตทางซายของคาบ มกจะท



4. เลขออกซเดชนสงสดของธาตแทรนซชน มกจะพบในสารประกอบของออกซเจน และฟลออรน เชน เลข

กระดบกลนเขาไป

ง 3. สาร าตแทรน นคาบท 4 บ

ธ ไอออน เลขออกซเ ของโลหะ ต

ออกซเดชนสงสดของ Mn คอ +7 ใน MnO4-

สาหรบสารประกอบหรอไอออนของธาตแทรนซชนคาบท 4 มกจะมสตางๆ กนซงขนอยกบชนดของธาต เลขออกซเดชน ชนดของไอออนลบทมาเกดพนธะดวย และโครงสรางของสารทเกดขน การทมสเนองจากอเลกตรอนใน 3d-orbital ซงอยในสถานะพน (ground state) ไดรบพลงงานแสงในชวงแสงขาว (visible light) ทาใหเปลยนจาพลงงานตาขนไปสระดบพลงงานสงกวา (exited state) และใหสตางๆ ตามความถของแสงทถกดด

ตารา 15 สของ ประกอบและไอออนของธ ซช างธาต

าต ดชน ส วอยาง

Sc Ti

V

Cr

Mn

Fe

2

C 7

M -

Zn2+ +2

ม

เห

ช น

เห

ไมมส

Mn(OH)3

K

ZnCl2

Co Ni Cu Zn

Sc3+

Ti2+

Ti3+

V2+

V3+

VO2+

VO +

Cr2+

Cr3+

CrO42-

r2O2-

Mn2+

Mn3+

MnO2

MnO3-

MnO42-

nO4

Fe2+

Fe3+

Co2+

Ni2+

Cu2+

+3 +2 +3 +2 +3 +4 +5 +2 +3 +6 +6 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +2 +3 +2 +2 +2

ไมมส นาตาล วงออนมวง เขยว นาเงน เหลอง นาเงน เขยว ลองสม

มพออนาตาลดา

นาเงน เขยว

มวงแดง เขยวออน

ลอง*ชมพ เขยว นาเงน

ScCl2

TiCl2

TiCl3

VCl2

VCl3

VOCl2

VO2ClCrCl2

CrCl3

Na2CrO4

K2Cr2O7

Mn(OH)2

MnO2

KMnO3

K2MnO4

MnO4

FeCl2

FeCl3

CoCl2

NiCl2

CuCl2


สารละลายของ Fe3+ ปกตในนาจะเปน [Fe(H2O)6]

3+ ซงเปนสมวงออน* แตเสถยรเฉพาะในสารละลายทนกรดมาก การทเหนเปนสเหลองเพราะถกไฮโดรไลสกลายเปน [Fe(H2O)5OH]2

อกลมของอะตอมทเรยกวาลแกนด (Ligands) ลอมรอบโลหะ แทรนซชนโดยใชพนธะโคออดตโคเวเลนต เชน

ไอออนเช

C 3 3Cl-

ไอออนกลาง ลแกนด เลขโคออรดเนชน

สารประกอบเชงซอน

[Cu(NH3)4 ] 2+, [FeCl4] - ไอออนเชงซอนม 2 นดคอ

งซอน คอ สารประกอบทมไอออนเชงซอนเปนองคประกอบอยดวย สวนมากเกดกบธาตแทนซชน

เปนสารทมอะตอมองธาต

าง (Central atom ion) คอ อะตอมของธาตทอยแกนกลางของสารเชงซอน วนมาก

ชนเปนเทาใดนนขนอยบชนดของธาตแทรนซชน เลขออกซเดชนของโลหะแทรนซชน และชนดของลแกนดดวย

เป

3.7.3 สารประกอบเชงซอนของธาตแทรนซชน โลหะแทรนซชนเกดเปนสารประกอบเชงซอน (Complex compounds) หรอ coordination compounds ได

งาย โดยมอะตอมหรเน งซอน แอนไอออน

o (NH )6

3+

ไอออนเชงซอน คอ สารทเกดจากไอออนลบ (anions) หรอโมเลกลทเปนกลางไมมประจจานวนหนง หรอมากกวานนมาสรางพนธะเคมกบไอออนกลางของโลหะ เชนช ไอออนเชงซอนทเปนไอออนบวก และไอออนลบ สารประกอบเชร ลแกนด คอ ไอออนหรอโมเลกลทลอมรอบอะตอมกลางหรอไอออนกลาง สารพวกนข ทมอเลกตรอนคอสระอย เชน F-, Br-, OH-, SCN-, S2-, CO, NH3, H2O เปนตน อะตอมกลางหรอไอออนกลส ไดแก โลหะแทรนซชน พนธะระหวางลแกนด และโลหะแทรนซชนทอยกลางในสารเชงซอนเปนพนธะโคเวเลนต และจานวนลแกนดทลอมรอบโลหะแทรนซชนทอยกลาง เรยกวา เลขโคออรดเนชน และเลขโคออรดเนก




ตารา ชงซอ ะไอออนอง

สารประกอบเชงซอน ไอออนบวก

ง 3.16 สารประกอบเ นบางชนดแล คประกอบ

ไอออนลบKMnO4

K2MnO4

PbCrO4

K3Fe(CN)6

K4Fe(CN)6

Cu(NH3)4SO4

K+

K+

Pb2+

K+

K+

[ Cu(NH3)4]2+

[F 4-

[SO4 ]2-

[ MnO4] -

[MnO4]2-

[ CrO4 ] 2-

[Fe(CN)6] 3-

e(CN)6 ]

สารประกอบเชงซอน เปนสารประกอบทมไอออนเชงซอน สารหลายชนดของธาต แทรน-ซชนทรจกกนดเชน KMnO4 K2Cr2O7 และ K4Fe(CN)6 กเปนสารประกอบเชงซอน โดยทว ๆ ไปสารประกอบชนดหนง ๆ จะประกอบดวยไอออน 2 ชนดคอ ไอออนบวกและลบ ไอออนทประกอบดวยธาตตงแต 2 ธาตขนไปเรยกวา ไอออนเชงซอน ซงอาจจะเปนไอออนบวกหรอลบกได เชน [Fe(CN)6

3- และ [Cu(NH3)4]2+ ไอออนเชงซอนเหลานจะมธาตแท

รนซชนเปนอะตอมกลางและมไอออน อะตอมหรอโมเลกลอนๆ มาลอมรอบ หรอ ลแกนด สวนมากลแกนดมกจะยดนยวกบ

น MnO

กนแลว สารประกอบชนดเดยวกนทมสตรเหมอนกนแตสตรโครงสรางตางกน จะมสตา

ระบบ IUPAC (International Union of Pure and Applied

1. เรยกชอไอออนบวกกอนไอออนลบ ซงเปนหลกเกณฑเดยวกบการเรยกชอสารประกอบไอออนกทวไป

)6]3+ กอน แลวจงตามดวยชอของ Cl, K3[Co(C2O4)3] ใหเรยกชอ

ตามดวยชอของ [Co(C2O4)33-

เห ธาตแทรนซชนดวยพนธะโคเวเลนต หรอพนธะโคออรดเนตโคเวเลนต จานวนอะตอมทมาใชพนธะรวมกบธาตแทรนซชนในไอออนเชงซอนเรยกวา coordination number ซงอาจจะมเลขโคออรดเนชนตงแต 2 ถง 8 (ถาม 6 อะตอม มาสรางพนธะกบธาตแทรนซชน ธาตแทรนซชนนนจะมเลขโคออรดเนชน = 6 ถาม 4 อะตอม มาสรางพนธะกบธาตแทรนซชน ธาต แทรนซชนนนจะมเลขโคออรดเนชน = 4) เช 4

- ม Mn เปนอะตอมกลาง และมธาต O 4 อะตอมมาสรางพนธะกบ Mn ดงนน Mn มเลขโคออรดเนชน = 4 โดยทว ๆ ไป เลขโคออรดเนชนของธาตกคอ จานวนลแกนดมาสรางพนธะกบอะตอมของธาตนนนนเอง เชน Cu2+ มเลขโคออรดเนชน = 4 ในไอออนเชงซอน [Cu(H2O)4]

2+ [Cu(NH3)4] 2+ และ [CuCl4]

2+ , Fe2+ มเลขโคออรดเนชน = 6 ใน [FeF6]

3- [Fe(CN)6] 3- และ [Fe(H2O)6]

3+ เปนตน สารประกอบของธาตแทรนซชน นอกจากจะมสแตกตางกนเพราะเกดจากธาตตางชนดก งกนดวย การเรยกชอสารประกอบและไอออนเชงซอน ตามขอตกลงระหวางนกเคมนานาชาตใหใชChemistry) ในการเรยกชอสารประกอบเชงซอนดงน เชน [Co(NH3)6] Cl3 ใหเรยกชอสวน [Co(NH3

สวน K+ กอนแลวจง



2. ในการเรยกชอไอออนเชงซอน ใหเรยกชอลแกนดกอนแลวตามดวยชอของไอออนของธาตแทรนซชน

ก. ไอ ทายดวย -id ารประกอบเ ก -ide เปน -o ตวอยางเชน

ไอออนลบ ชอเม กนด

เชน [Ni(NH3)4]

2+ ใหเรยกชอ NH3 กอน แลวจงเรยกชอของ Ni2+

[Fe(CN)63- ใหเรยกชอ CN- กอน แลวจงเรยกชอของ Fe3+

3. การเรยกชอไอออนลบทเปนลแกนด จะลงทายดวย “O” โดยมหลกเกณฑดงน

ออนลบทลง e เมอเปนส ชงซอนใหเปลยนจา

ชอทวไป อเปนลแCl-

Br-

I-

CN-

O2-

bromide

cyanide oxide

bromo

cyano oxo

chloride

iodide

chloro

iodo

ข. ไอ ทายดวย -ite ใหเปลยนเปน -i บ ตวอยางเชน

ไอออนลบ ชอเ ด

ออนลบทลง หรอ -ate to หรอ -ato ตามลาด

ชอทวไป มอเปนลแกน

CO32-

S2O32-

SCN-

42-

thiocyanate oxalate

isothiocyana นธะท N oxalato

C2O

carbonate thiosulfate thiocyanate

Carbonato Thiosulfato

thiocyanato เมอเกดพนธะท S to เมอเกดพ

4.สาหรบลแกนดทไมมประจหรอเปนกลาง (neutral ligand) ใหเรยกชอเหมอนกบโมเลกลทเปนกลาง เชน NH2CH2CH2NH2 เมอเปนโมเลกลเรยกวา ethylenediamine เมอเปนลแกนดกยงคงเรยกวา ethylenediamine

ว เชน

CO เรยก carbonyl

ยกเวนลแกนดทเปนกลางบางชนดใหเรยกชอเฉพาะต H2O เรยก aquo NH3 เรยก ammine



5. ถาสารประกอบเชงซอนนนมลแกนดชนดเดยวกนมากกวาหนงใหบอกจานวนทซากนไวหนาชอของลแกนด โดยระบจาน

จานวนลแกนดทซากน เ

วนดวยภาษากรกดงน

รยก2 3 4 5 6

Di Tri

Tetra Penta Hexa

เชน (CN)6 เรยก hexacyano (C2O4)3 เรยก trioxalato ในกรณทเปนพวก polydentate ligand (ลแกนดทสามารถเกดพนธะกบไอออนไดตงแต 2 ตาแหนงขนไปใน 1 ลแกนด) ใหใชดง

จานวนลแกนดทซากน

น

เรยก

2 3 4 Tetrakis

Bis Tris

สาหรบ ethylenediamine ถาม 2 โมเลกล เนองจากมคาวา di อยแลวจงใช bis แทน di โดยเขยน bis ไว

อมกนเปลยนคาลงทายองโลหะใหเปน -ate และใสเลขออกซเดชนไวในวงเลบตอจากชอของโลหะดวยเลขโรมน

โลหะ ชอโลหะในไออ ทมประจลบ

ขางหนาและ ethylenediamine อยในวงเลบดงน bis(ethylenediamine) 6.ถาไอออนเชงซอนมประจเปนลบ ใหเรยกชอลแกนดกอนแลวตามดวยชอโลหะ พรข

ชอโลหะ อนเชงซอน

Al Cr Mn Ni Co Zn Mo W

manganese

cobalt

molybdenum tungsten Tungatate

Aluminium chromium

nickel

zinc

Alminate Chromate Manganate Nickelate Cobaltate Zinccate

Molybdate



โลหะบางตวมชอเรยกเปนภาษาละตน ใหใชภาษาละตนและลงทายดวย -ate ดงตวอยาง

ธาต โลห ชอโล อน ชอ ะ หะในไอออนเชงซ

ภาษ ฤษ ภ ทมป ลบ าองก าษาละตน ระจเปน

Fe Cu Pb Ag Au Sn

copper

gold tin

Argentum

Stannum

Argentate

Stannate

iron

lead silver

Ferrum Cuprum

Plumbum

Aurum

Ferrate Cuprate

Plumbate

Aurate

เชน [Fe(CN)6]

3- เรยกวา hexa cyano ferrate (III) ion [Co(C2O4)3]

3-

ระจบวกและสารประกอบเชงซอนทเปนกลาง ใหอานชอของโลหะตามชอยน

n

ดหลายชนด ใหเรยกชอลแกนดทมประจลบกอน ตามดวยลเปนกลาง และลแกนดทมประจบวกไวทายสด

ส อ

ชงซอน

เรยกวา tris oxalato cobalttate (II) ion [Cr(NO2)6]

3- เรยกวา hexa nitro chromate(III) ion สาหรบไอออนเชงซอนทมปโลหะเดม โดยไมตองเปล คาลงทายเชน [Cu(NH3)4]

2+ เรยกวา tetra amminne copper (II) io [Co(H2O)6

3+ เรยกวา hexa aquo cobalt (III) ion [Cr(H2O)6]

3+ เรยกวา hexa aquo chromium (III) ion 7.ในกรณทสารประกอบเชงซอนนนมลแกนแกนดท

ตวอยางท 4 การเรยกชอ ารประกอบเชงซ นสารประกอบเ ไอออนบวก ไอออนลบ เลขโคออรดเนชน อานชอK3[Fe(CN)6] [Cu(NH3)4]SO4

[Cr(H2O)4Cl2]ClO4

i(NH3)6]Br2 ……………… ……………… …………………. …………………………………

Na3[Cr(NO2)6] Fe2[Fe(CN)6] [N

………………

………………

………………

………………

………………

………………

………………

………………

………………

………………

…………………

…………………

…………………

…………………

…………………

…………………………………

…………………………………

…………………………………

…………………………………

…………………………………


3.

นๆ กไดผลเชนเดยวกน จงสรปวานาจะมรงสแผออกมาจากธาตยเรเนยม

ธาตแผรงสไดเองอยางตอเนองเรยกวา กมมนตภาพรงส (Radioactivity)

ปท 3.18 ปแอร และมาร กร

.8.1 การเกดกมมนตภาพรงส

รปท 3.19 การ นตภาพรงส

8 ธาตกมมนตรงส

ในป ค.ศ. 1896 อองตวน อองร เบกเคอเรล นกวทยาศาสตรชาวฝรงเศสพบวา เมอเกบแผนฟลมทหมดวยกระดาษสดาไวกบสารประกอบของยเรเนยม ฟลมจะมลกษณะเหมอนถกแสง และเมอทาการทดลองกบสารประกอบของยเรเนยมชนดอ

ตอมาปแอร และมาร กร พบวาธาตพอโลเนยม เรเดยม และทอเรยม สามารถแผรงสไดเชนเดยวกน ปรากฏการณท


ร

3

กมม


กมมนตรงส (Radioactivity) คอกระบวนการเปลยนแปลงทเกดขนภายในนวเคลยสของอะตอม

เพอใหเกดเปนนวเคลยสใหมทเสถยรกวา ดวยการเปลงรงสออกมา กระบวนการนเกดขนอยางอสระไมขนกบสภาวะใด ๆ

นธาตทนวเคลยสสามารถเปลงรงสกมมนตภาพ ไดแก รงสธาตกมมนตรงส ( Radio element ) เป α , β และ


γ ออกม

ลงงานสวนเกนนออกไปเพอทจะไดอยในสภาพทเสถยรตอไป ซงการแผห

- ภาคแอลฟา ( Alpha rays ) เปนอนภาคทมมวลมาก 4.00260 amu มประจไฟฟา +2 โดย

าไดตลอดเวลา แลวไดธาตใหมขนมา 3.8.2 การสลายตวของธาตกมมนตรงส รงสกมมนตภาพ ( Radiation ) เปนรงสทธาตกมมนตรงสแผหรอสลายตวออกมา เนองจากภายในธาต

กมมนตรงสมพลงงานสวนเกนอยจงตองถายเทพรอการแตกสลายรงสจะม 3 ประเภท คอ

การแผรงสของอนใชสญลกษณเปน α หรอ He4

2 การแผรงสของอน าคบตา- ( Beta Rays ) เปนอนภาคทมมวลนอย 0.000549 amu มประจไฟฟา –1 โดยภ

ใชสญลกษณเปน β หรอ e01−

การแผรงสแกมมา ( Gamma Rays ) เปนพลงงานทอยในรปคลนแมเหลกไฟฟา ซงมชวงคลนสนมาก มความเรวเทากบคว

- ามเรวแสง เปนรงสทไมมมวลและไมมประจไฟฟา จงไมเบยงเบนในสนามแมเหลก ม

สญลกษณเปน γ

รงส หมายถง ระยะเวลาทสารกมมนตรงสสลายตวไปจนเหลอเพยง

รงหนงของปรมาณเดม ใชสญลกษณเปน t1/2

รปท 3.20 ครงชวตของเรเดยม

ะตอมของธาตทสลายไปในระยะเวลานงเปนป หมด

อยทงหมด และ λ เปนคาคงของการสลาย หนวยตอเวลา

3.8.3 ครงชวตของธาตกมมนตรงส

ครงชวต (half life) ของสารกมมนตค

Radioactive decays law หมายถง อตราการสลายหรอจานวนอห ฏภาคโดยตรงกบจานวนอะตอมของธาตกมมนตรงสทมอยทง ให N เปนจานวนอะตอมของธาตกมมนตรงสทม


อตราการสลาย ∝ N

อตราการสลาย = ∝ N จาก หลกเกณฑทางคณตศาสตร จะไดคาครงชวต จากความสมพนธดงน

0NNln = - λ t1/2

N0 = จานวนอะตอมของธาตกมมนตรงสทเวลาเรมตน ( t = 0 ) กมมนตรงสทเวลาผานมา t

งการสลาย

t1/2 =

ธาตกมมนตรงสนน ปรมาณการสลายตวจะบอกเปนครงชวต โดยครงชวตเปนสมบตเฉพาะตวของแตละไอโซโทป

ท 1 จงหาปรมาณของ Tc-99 ทเหลอเมอวาง Tc-99 จานวน 18 กรมไวนาน 24 ชวโมง และ Tc-99 มครงชวต 6 ชวโมง

งสชนดหนง 20 กรม ไวนาน 28 วน ปรากฏวามไอโซโทปนนเหลออย 1.25 กรม ครงชวตของไอโซโทปนมคาเทาใด

= จานวนอะตอมของธาตN λ = คาคงทขอ

ครงชวต นวเคลยสของธาตกมมนตรงสทไมเสถยร จะสลายตวและแผรงสไดเองตลอดเวลาโดยไมขนอยกบ

อณหภมหรอความดน อตราการสลายตว จะเปนสดสวนโดยตรงกบจานวนอนภาคใน

ตวอยาง

ตวอยางท 2 ถาทงไอโซโทปกมมนตร



ตวอยางท 3 จงหาปรมาณ I-131 เรมตน เมอนา I-131 จานวนหนงมาวางไวเปนเวลา 40.5 วน ปรากฎวา มมวลเหลอ 0.125 กร ครงชวตของ I-131 เทากบ 8.1 วน

มการทเขยนขนเพอแสดงปฏกรยานวเคลยร โดยผลบวกของเลขอะตอม องเท บทางขวา เช

Ra88 *22286 Rn + He4

2 Rn22286 +

ม

3.8.3 สมการนวเคลยร สมการนวเคลยร ( Nuclear equation ) คอสและเลขมวล ท ายต าก น างซ

U23892 + Th234

90 He42

Pb21082 Bi210

83 + e01−

226 γ

3.8.4 ปฏกรยานวเคลยร ปฏกรยานวเคลยร ( Nuclear reaction ) จะเปนปฏกรยาทเกดในนวเคลยสของอะตอมของธาตทจะใหธาต

ใหมเปลงรงส α ( แอลฟา ), β ( บตา ), และ γ ( แกมมา )เกดขนดวยโดยปฏกรยาจะไมยอนกลบ และไมขนอยกบ

n reaction) คอ กระบวนการทนวเคลยสของธาตหนกบางชนด แตกตวออกเปน

นจานวนหนงดวย ซงนวตรอนทเกดขนใหม

นจะชน

อ Ba-139, กบ Kr-97 หรอ Ba-142 กบ Kr-91 การใชนวตรอนยงไปทนวเคลยสจดวาเปนปฏกรยาฟชนทสาคญ

อณหภม ความดนหรอตวคะตะไลส นอกจากนยงปลอยพลงงานมหาศาล ปฏกรยาฟชชน (Fissioไอโซโทปของธาตทเบากวา การยงนวตรอนเขาไปทนวเคลยสของธาตหนก จะทาใหแตกตวเปนนวเคลยสของธาตใหมหลายชนดทเบาขน และคายความรอนออกมาเปนจานวนมาก ยงไดนวตรอ

กบนวเคลยสอนๆ เกดฟชชนแบบตอเนองเปนปฏกรยาลกโซ ในป พ.ศ. 2482 นกวทยาศาสตรพบวาเมอใชนวตรอนยงไปทนวเคลยสของ U-235 จะทาใหเกดการแตกตวไดธาตใหมคช



รปท 3.21 ปฏกรยาฟชชน

ของธาตหนกเชน U-233 , U-235, U-238, และ Pu-239 พจารณาตวอยางของปฏกรยาฟสชนตอไปน

U23592 + n1

0 → Kr9036 + Ba144

56 + 2( n10 )

ร คอ Zr-90 และ Nd-144 ดงน

Kr36 ⎯→⎯

ปฏกรยาฟชชน สามารถเกดไดกบนวเคลยส

นวตรอ ด าให ย น ยสท ย

90

นทเก ขนจะท เกดปฏกร าลกโซจนกระทงได วเคล เสถβ


Rb9037 ⎯→⎯β Sr90

38 ⎯→⎯β Y9039 ⎯→⎯β Zr90

40

Ba14456 ⎯→⎯

β La144

57 ⎯→⎯β Ce14458 ⎯→⎯β Pr144

59 ⎯→⎯β Nd14460

เหมาะสม จะทาใหเกดพลงงานอยางมหาศาล ซงใชหลกการของฟชนมาทา รงท 2

อใชในทางการแพทย การเกษตร และอตสาหกรรม นขณะทพลงงานทไดกสามารถนาไปใชผลตกระแสไฟฟาได

ปฏกรยาฟชชนทเกดขนภายใตสภาวะทช ระเบดปรมาณ ในสงครามโลกค ประโยชนของปฏกรยาฟชชน ปจจบนนกวทยาศาสตรสามารถควบคมปฏกรยาลกโซในฟสชนได และนามาใชประโยชนทางสนต เชน ใชสรางเตาปฏกรณปรมาณ เพอผลตไอโซโทปกมมนตรงส เพใ


มมวลมากขนกวาเดม และใหพลงงานจานวนมหาศาล และโดยทวๆ ไปจะใหพลงงานมากกวาปฏกรยาฟชชน

รปท 3.22 ปฏกรยาฟวชน

พ

Li63 + H2

1 → Li73 + H1

1 + พลงงาน

มาณ 2 x 108 0C ความรอนดงกลาวนอาจไดจากปฏกรยาฟสชน ซงเปรยบเสมอนนชนวน

ายนอยกวา ซงจดเปนขอไดเปรยบในแงของสงแวดลอม (เกดเปนแหลงพล

งกมมนตรงส

นเวยนโลหต Na-24 ใช I-131 ดความ

องจากภายนอกไมเหน

. ใชควบคมความหนาของแผนโลหะทรดออกมาจากเครองรดโลหะใหบางเทากนตลอดแผน

ปฏกรยาฟวชน (Fusion reaction) คอ ปฏกรยาทเกดการรวมตวของไอโซโทปทมมวลอะตอมตา ทาใหเกดไอโซโทปใหมท

ตวอยางปฏกรยาไ ก ดแ

+ 31 → 4

2 + n10 + พลงงาน H2

1 H He

He + → + H11 + พลงงาน3

2 H21 He4

2

Li6 + → + ลงงาน 3 H21 He4

2

ปฏกรยาฟวชนจะเกดขนไดทอณหภมสงมากเทานน เพอเอาชนะแรงผลกระหวางนวเคลยสทจะมารวมกน ประมาณวาตองมอณหภมสงประเป ใหเกดปฏกรยาฟวชน ประโยชนของปฏกรยาฟวชน พลงงานในปฏกรยาฟวชนถาควบคมใหปลอยออกมาชา ๆ จะเปนประโยชนตอมนษยอยางมากมาย และมขอไดเปรยบกวาปฏกรยาฟสชน เพราะสารตงตนคอไอโซโทปของไฮโดรเจนนนหาไดงาย นอกจากนผลตภณฑทเกดจากฟวชนยงเปนธาตกมมนตรงสทมอายและอนตร

งงานมหาศาลทเปนประโยชนตอมนษย) 3.8.5 ประโยชนและโทษขอประโยชนของกมมนตรงส 1. ใชในดานการเกษตร เชน การวจยเกยวกบปยหรอการเปลยนแปลงพชพนธบางชนด 2. ใชในการแพทย เชน รกษาโรคมะเรง Co-60, Ra-226 หรอตรวจระบบการหมผดปกตของตอมไทรอยด ใช I-123 ดภาพสมอง ใช Tc-99 ดภาพอวยวะภายใน 3. ในทางอตสาหกรรม ใชตรวจสอบรอยแตกราวในเสาหนปน หรอภายในโลหะซงม4. ในทางธรณวทยา ใชหาอายวตถโบราณโดยเทยบจาก 14C ซงอยในของโบราณนน 5




โทษของกมมนตรงส

1. ทาใหเกดการเปลยนแปลงภายในสารในรางกายสาหรบสงมชวต ากอาจตายในทนท 2. ถาสงมชวต ไดรบรงสปรมาณม

านาเอาความรไปใชในทางท3. ถ4.

ผดกจะเปนอนตรายตอมวลมนษยชาต เกดผลกระทบตอสงแวดลอม

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์...

Documents