อาหาร 5 หมู่

 

บทที่3 อาหาร

 สารประกอบอินทรีย์มีธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ ซึ่งส่วนใหญ่สร้างพันธะโคเวนเลนต์กับธาตุไฮโดรเจน หรือกับธาตุคาร์บอนด้วยกันเอง และยังอาจมีธาตุชนิดอื่นเป็นองค์ประกอบร่วมด้วย

- สารประกอบไฮโดรคาร์บอนเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจนเท่านั้น

- สารประกอบไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวมีโครงสร้างที่ประกอบด้วยพันธะเดี่ยวทั้งหมด ส่วนสารประกอบไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวมีพันธะเดี่ยวทั้งหมดส่วนสารประกอบไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวมีพันธะคู่หรือพันธะสามอย่างน้อย 1 พันธะ

- พอลิเมอร์เป็นสารที่มีโครงสร้างขนาดใหญ่ประกอบด้วยมอนอเมอร์จำนวนมากเชื่อมต่อกัน

- สารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) แสดงสมบัติความเป็นกรดสารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่แอนิโน (-NH2),-NH-,-N-) แสดงสมบัติความเป็นเบส

- หลักการ like dissolves like ใช้อธิบายการละลายของสาร โดยที่เป็นตัวละลายจะละลายได้ในตัวละลายที่มีขั้วใกล้เคียงกัน เนื่องจากมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลประเภทเดียวกัน

- พอลิเมอร์เทอร์มอพลาสติกเป็นพอลิเมอร์ที่เมื่อได้รับความร้อนจะเกิดการหลอมเหลวและเเข็งตัวเมื่อเย็นลง ส่วนพอลิเมอร์เทอร์มอเซตเป็นพอลิเมอร์ที่ไม่หลอมเหลว เเต่จะเกิดการสลายตัวหรือไหม้เมื่อได้รับความร้อนสูง

บทที่2 น้ำ

 - พันธะโคเวเลนต์เป็นการยึดเหนี่ยวกันระหว่างคู่อะตอมโดยใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน ส่วนใหญ่เกิดขี้นระหว่างคู่อะตอมของธาตุอโลหะ

- พันธะโคเวเลนต์มี 3 ชนิด คือ พันธะเดี่ยว พันธะคู่ และพันธะสาม

- จุดหลอมเหลวเเละจุดเดือดของสารโคเวเลนต์มีความสัมพันธ์กับเเรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลซึ่งเป็นผลมาจากสภาพขั้วของสาร สารที่มีมวลและรูปร่างโมเลกุลใกล้เคียงกันสารมีขั้วจะมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกว่าสารไม่มีขั่ว

- พันธะไฮโดรเจนเป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่เกิดกับสารมีขั้วที่มีพันธะ O-H ,N-H ,หรือF-H ในโมเลกุล ทำให้สารมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกว่ามีขั้วที่มีโมเลกุล

- สารประกอบไอออนิกประกอบด้วยไอออนบวกที่ยึดเหนี่ยวกับไอออนลบด้วยพันธะไอออนิก โดยไอออนบวกและไอออนลบจัดเรียงตัวสลับกันต่อเนื่องไปใน 3 มิติ ในอัตราส่วนที่ทำให้สารประกอบไอออนิกเป็นกลางทางไฟฟ้า

- สูตรของสารประกอบไอออนิกเขียนเเสดงด้วยสูตรเอมพิริคัล ซึ่งแสดงอัตราส่วนอย่างต่ำของไอออนที่เป็นองค์ประกอบ

- จุดหลอมเลวของสารประกอบไอออนิกสูงกว่าสารโคเวเลนต์มาก เนื่องจากต้องใช้พลังงานในการทำลายพันธะไอออนิกซึ่งมีความเเข็งแรงมากกว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของสารโคเวเลนต์

- การละลายน้ำมี2แบบ คือ การละลายแบบเเตกตัว และการละลายแบบไม่แตกตัว

- การละลายแบบแตกตัวเกิดขึ้นกับสารประกอบไอออนิกที่สามารถละลายน้ำได้ หรือ สารโคเวเลนต์ที่ละลายน้ำแล้วแตกตัวทำให้สารละลายมีสมบัติเป็นกรดเหรือเบส และสารละลายที่ได้เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์

บทที่1 อากาศ

 สารประกอบด้วยธาตุเพียงชนิดเดียวจัดเป็นธาตุ ส่วนสารที่ประกอบด้วยธาตุมากกว่าหนึ่งชนิดจัดเป็นสารประกอบ

- ธาตุมีทั้งที่อยู่ในรูปของอะตอม และโมเลกุล

- อะตอมประกอบด้วย โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน โดยมีจำนวนโปรตอนเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน และเป็นกลางไฟฟ้า

- ไอออนมีประจุไฟฟ้า และมีจำนวนโปรตอนและนิวตรอนไม่เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน

- แบบจำลองอะตอมของโบว์แสดงโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียส และอิเล็กตรอนเคลื่อนที่เป็นเป็นวงรอบนิวเคลียส

- สัญลักษณ์นิวเคลียสแสดงชนิดของธาตุ เลขอะตอม และ เลขมวล

- เลขอะตอมเท่ากับจำนวนโปรตอน ส่วนเลขมวลเท่ากับผลรวมของจำนวนโปรตอนและนิวตรอน

- ไอโซโทปเป็นธาตุชนิดเดียวกันที่มีเลขมวลต่างกัน

- ตารางธาตุจัดเรียงธาตุตามเลขอะตอม โดยให้ธาตุที่มีคุรสมบัติคล้ายคลึงกันอยู่ในหมู่เดียวกัน

- ธาตุในตารางธาตุจัดกลุ่มเป็นกลุ่มธาตุเรพรีเซนเททีฟและกลุ่มธาตุแทรนซิซัน หรือแบ่งเป็นธาตุโลหะ กึ่งโลหะ และอโลหะ

- ธาตุแต่ละชนิดมีสมบัติเฉพาะ จึงนำไปใช้ประโยชน์ได้แตกต่างกัน

สรุปความรู้ เรื่อง อากาศ (atmosphere)

 

สรุปความรู้ เรื่อง อากาศ (atmosphere)

 สรุปความรู้ เรื่อง อากาศ (atmosphere)

อากาศ (atmosphere) คือ ส่วนผสมของก๊าซต่าง ๆ และไอน้ำซึ่งส่วนใหญ่ได้แก่ ก๊าซไนโตรเจน และก๊าซออกซิเจน นอกนั้นเป็นก๊าซอื่น ๆ ซึ่งมีอยู่เป็นจำนวนน้อย อากาศมีอยู่รอบ ๆ ตัวเราทุกหนทุกแห่ง ทั้บนยอดสูงสุดของภูเขาและในที่จอดรถใต้ดิน อากาศมีอยู่ในบ้าน มีอยู่ในโรงเรียนและในรถยนต์ อากาศไม่มีสี ไม่มีรสชาติ และไม่มีกลิ่น อากาศที่ไม่มีไอน้ำเรียกว่า อากาศแห้ง ส่วนอากาศที่มีไอน้ำปนอยู่ด้วย เรียกว่า อากาศชื้น ไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศมีอยู่ระหว่างร้อยละ 0-4 ของอากาศทั้งหมด ไอน้ำเป็นส่วนผสมที่สำคัญของอากาศ และไอน้ำก็เป็นสาเหตุของการเกิดปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น ลม พายุ ฟ้าแลบฟ้าร้อง รุ้งกินน้ำ เป็นต้น

สมบัติของอากาศ (Properties)

1.อากาศมีตัวตนและสัมผัสได้

2.อากาศมีน้ำหนัก

3.อากาศต้องการที่อยู่

4.อากาศเคลื่อนที่ได้ และ เมื่ออากาศได้รับความร้อนจะขยายตัว ลอยตัวสูงขึ้น ทำให้ความหนา

แน่นของอากาศบริเวณนี้ลดลง อากาศบริเวณใกล้เคียงที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าความหนาแน่น

มากกว่าจะเข้ามาแทนที่ ซึ่งเรียกว่า การเคลื่อนที่ของอากาศหรือลม

        - อากาศ จะเกิดการเคลื่อนที่อยู่เสมอ บางเวลาเคลื่อนที่น้อย แต่บางเวลาเคลื่อนที่มาก ทำให้

เกิดการเปลี่ยนแปลงอากาศขึ้น ซึ่งเราสามารถสังเกตได้ง่ายๆ เช่น มีลมพัด มีเมฆ มีฝนตก

เป็นต้น

         - ถ้าอุณหภูมิสองบริเวณมีความแตกต่างกันมาก จะทำให้ความหนาแน่นของอากาศสอง

บริเวณนั้น ทำให้เกิดลมที่มีกระแสลมพัดมีความเร็วสูง เรียกว่า พายุ ชื่อภาพยุนั้นจะเรียกแตก

ต่างไปตามแหล่งทวีปโลก และตามความรุนแรงของพายุที่เกิดขึ้น ถ้ารุนแรงมากอาจทำให้เกิด

ความเสียหายมากขึ้น เช่น เกิดน้ำท่วมอย่างรุนแรง บ้านเรือนพังทลาย ประชากรเสียชีวิตเป็น

จำนวนมาก

อุณหภูมิ (temperature) คือ ระดับความร้อนหนาวของอากาศ ถ้าอากาศหนาวอุณหภูมิจะลด

ต่ำลง ถ้าอากาศร้อนอุณหภูมิจะสูงขึ้น เครื่องมือที่ใช้วัดอุณหภูมิหรือระดับความร้อนหนาวของ

สิ่งต่างๆ คือ เทอร์โมมิเตอร์ หน่วยของอุณหภูมิใช้หน่วยเป็นองศาเซลเซียส และองศฟาเรนไฮต์

เทอร์โมมิเตอร์ (thermometer) มีลักษณะคล้ายหลอดแก้ว หัวท้ายปิดมีกระเปาะเล็กๆ อยู่ปลาย

ด้านหนึ่งภายในกระเปาะบรรจุของเหลว เมื่ออากาศร้อนของเหลวจะขยายตัว ทำให้ระดับ

ของเหลวสูงขึ้น เราเรียกว่า อุณหภูมิสูง แต่ถ้าอากาศหนาวของเหลวจะหดตัว ระดับของเหลวจะ

ลดลง เรียกว่า อุณหภูมิต่ำ

อากาศเป็นสิ่งที่จำเป็นต่อการหายใจของสิ่งมีชีวิต ถ้าขาดอากาศ สิ่งมีชีวิตจะไม่สามารถ

ดำรงชีวิตอยู่ได้

• อากาศช่วยปรับอุณหภูมิของโลกให้พอเหมาะ โดยทำหน้าที่คล้ายเครื่องปรับอุณหภูมิไม่ให้

ร้อนหรือเย็นเกินไป นอกจากนั้นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกยังทำหน้าที่กรองและดูดรังสีอุลตราไว

โอเลตหรือแสงเหนือม่วงไว้ ไม่ให้ผ่านเข้าสู่โลกชั้นในมากจนเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต

• ช่วยป้องกันอันตรายจากสิ่งที่มาจากภายนอกโลก เช่น อุกกาบาต ขยะอวกาศ

ทำให้เกิดเมฆฝน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการทำเกษตรกรรมในประเทศ

อะตอม

โครงสร้างอะตอม

อะตอมคือ

อนุภาคที่เล็กมาก  เล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้   อนุภาคเล็กๆ เหล่านี้จะรวมพวกเข้าด้วยกันโดยวิธิการต่างๆ สำหรับอนุภาคเองนั้นไม่มีการเปลี่ยนแปลงและไม่สามารถจะแตกแยกออกเป็นชิ้นส่วนที่เล็กลงไปอีกได้  ดีโมครี- ตัสตั้งชื่ออนุภาคนี้ว่า อะตอม (Atom)   จากภาษากรีกที่ว่า  atoms  ซึ่งมีความหมายว่า  ไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก   ตามความคิดเห็นของเขา  อะตอมเป็นชิ้นส่วนที่เล็กที่สุดของสสารที่สามารถจะคงอยู่ได้

แบบจำลองอะตอมของจอห์นดอลตัน

จอห์น    ดอลตัน    นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้เสนอทฤษฎีอะตอมโดยอาศัยข้อมูลจากการทดลองที่พอจะศึกษาได้และนับว่าเป็นทฤษฎีแรกที่เกี่ยวกับอะตอมที่พอจะเชื่อถือได้   ซึ่งมีใจความดังนี้

• สารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่สุดเรียกว่า “ อะตอม”
• อะตอมจะไม่สามารถแบ่งแยกได้    และไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้
• อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีสมบัติเหมือนกันทุกประการ
• อะตอมของธาตุต่างกันจะมีสมบัติต่างกัน
• ธาตุตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปสามารถรวมตัวกันเกิดเป็นสารประกอบ    โดยมีอัตราส่วนการรวมตัวเป็นตัวเลขอย่างง่าย    เช่น     CO   CO 2

จากทฤษฎีอะตอมของดาลตัน แบบจำลองอะตอมมีลักษณะดังรูป

แบบจำลองอะตอมของทอมสัน

• ทอมสัน    ค้นพบ อิเล็กตรอน
• การทดลองของรอเบิร์ด   แอนดรูส์  มิลลิแกน   ได้ผลการทดลองว่า อิเล็กตรอนมีประจุไฟฟ้าเท่ากับ   1.60 x 10 -19 คูลอมบ์ และอิเล็กตรอนมีมวลเท่ากับ 9.11  x  10 -28 กรัม
• โกลด์สไตน์    ค้นพบ โปรตอน

จากผลการทดลองของทอมสัน    โกลด์สไตน์   ทำให้ทอมสันได้ข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้นเขาจึงเสนอแบบจำลองอะตอมว่า

• อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลม
• อะตอมไม่ใช่สิ่งที่เล็กที่สุด    แต่อะตอมจะประกอบด้วยอิเล็กตรอน  และอนุภาคอื่นๆอีก
• อะตอมประกอบด้วยอนุภาคอิเล็กตรอนที่มีประจุเป็นลบ    อนุภาคโปรตอนมีประจุเป็นบวก
• อะตอมจะมีโปรตอนและอิเล็กตรอนกระจายอยู่ทั่วไปอย่างสม่ำเสมอ
• อะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้า   เพราะ มีจำนวนประจุบวกเท่ากับประจุลบ

จากทฤษฎีอะตอมของทอมสัน แบบจำลองอะตอมมีลักษณะดังรูป

แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด

อะตอมจะประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีโปรตอนและนิวตรอนรวมตัวกันอยู่อย่างหนาแน่นอยู่ตรงกลางนิวเคลียสมีขนาดเล็กมากมีมวลมาก และมีประจุบวกส่วนอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุเป็นลบและมีมวลน้อยมาก   จะวิ่งรอบนิวเคลียสเป็นวงกว้าง การค้นพบนิวตรอน   เนื่องจากมวลของอะตอมส่วนใหญ่อยู่ที่นิวเคลียสซึ่งเป็นมวลของโปรตอนแต่โปรตอนมีมวลประมาณครึ่งหนึ่งของนิวเคลียสเท่านั้น   แสดงว่าต้องมีอนุภาคซึ่งไม่มีประจุไฟฟ้าแต่มีมวลใกล้เคียงกับโปรตอนอยู่ในอะตอมด้วย  เจมส์   แชวิก   นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ  จึงศึกษาทดลองเพิ่มเติมจนพบนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า   อะตอมของธาตุทุกชนิดในโลกจะมีนิวตรอนเสมอ    ยกเว้นอะตอมของไฮโดรเจนในรูปของไอโซโทป

สรุปแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีโปรตอนรวมกันอยู่ตรงกลาง นิวเคลียสมีขนาดเล็ก แต่มีมวลมากและมีประจุเป็นบวก ส่วนอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุเป็นลบ และมีมวลน้อยมาก จะวิ่งอยู่รอบนิวเคลียสเป็นบริเวณกว้าง

จากทฤษฎีอะตอมของ รัทเทอร์ฟอร์ด แบบจำลองอะตอมมีลักษณะดังรูป

แบบจำลองอะตอมของนีลส์โบร์

นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามศึกษาลักษณะของการจัดอิเล็กตรอนรอบๆ อะตอม โดยแบ่งการศึกษาออกเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกเป็นการศึกษษเกี่ยวกับสเปกตรัมของอะตอม ซึ่งทำให้ทราบว่าภายในอะตอมมีการจัดระดับพลังงานเป็นชั้นๆ ในแต่ละชั้นจะมีอิเล็กตรอนบรรจุอยู่ ส่วนที่สองเป็นการศึกษาเกี่ยวกับพลังงานไอโอไนเซชัน เพื่อดูว่าในแต่ละระดับพลังงานจะมีอิเล็กตรอนบรรจุอยู่ได้กี่ตัว

สเปกตรัม หมายถึง อนุกรมของแถบสีหรือเส้นที่ได้จากการผ่านพลังงานรังสีเข้าไปในสเปกโตรสโคป ซึ่งทำให้พลังงานรังสีแยกออกเป็นแถบหรือเป็นเส้น ที่มีความยาวคลื่นต่างๆเรียงลำดับกันไป

นีลส์โบร์   ได้เสนอแบบจำลองอะตอมขึ้นมา สรุปได้ดังนี้
1 . อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสเป็นชั้นๆ ตามระดับพลังงาน  และแต่ละชั้นจะมีพลังงานเป็นค่าเฉพาะตัว
2. อิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุดจะเรียกว่าระดับพลังงานต่ำสุดยิ่งอยู่ห่างจากนิวเคลียสมากขึ้น   ระดับพลังงานจะยิ่งสูงขึ้น
3. อิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุดจะเรียกระดับพลังงาน  n =  1   ระดับพลังงานถัดไปเรียกระดับพลังงาน  n =2, n = 3,… ตามลำดับ   หรือเรียกเป็นชั้น   K , L , M , N  ,O ,  P , Q ….

จากทฤษฎีอะตอมของ นีลส์โบร์ แบบจำลองอะตอมมีลักษณะดังรูป

แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก

เป็นแบบจำลองที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่าเป็นไปได้มากที่สุดทั้งนี้ได้จากการประมวลผลการทดลองและข้อมูลต่างๆ   อะตอมภายหลังจากที่นีลส์โบร์  ได้เสนอแบบจำลองอะตอมขึ้นมา อาจสรุปได้ดังนี้
1. อิเล็กตรอนไม่สามารถวิ่งรอบนิวเคลียสด้วยรัศมีที่แน่นอน  บางครั้งเข้าใกล้บางครั้งออกห่าง จึงไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนได้   แต่ถ้าบอกได้แต่เพียงที่พบอิเล็กตรอนตำแหน่งต่างๆภายในอะตอมและอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่เร็วมากจนเหมือนกับอิเล็กตรอนอยู่ทั่วไป ในอะตอมลักษณะนี้เรียกว่า ” กลุ่มหมอก”
2. กลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนในระดับพลังงานต่างๆจะมีรูปทรงต่างกันขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กตรอน และระดับพลังงานอิเล็กตรอน
3. กลุ่มหมอกที่มีอิเล็กตรอนระดับพลังงานต่ำจะอยู่ใกล้นิวเคลียสส่วนอิเล็กตรอนที่มีระดับพลังงานสูงจะอยู่ไกลนิวเคลียส
4. อิเล็กตรอนแต่ละตัวไม่ได้อยู่ในระดับพลังงานใดพลังงานหนึ่งคงที่
5. อะตอมมีอิเล็กตรอนหลายๆระดับพลังงาน

จากทฤษฎีอะตอมของแบบกลุ่มหมอกแบบจำลองอะตอมมีลักษณะดังรูป

ธาตุ

ตารางธาตุ (Periodic table of elements)

         ตารางธาตุ (Periodic table of elements) คือ ตารางที่นักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมธาตุต่างๆ ไว้เป็นหมวดหมู่ตามลักษณะ และคุณสมบัติที่เหมือนกัน เพื่อเป็นประโยชน์ในการศึกษาในแต่ละส่วนของตารางธาตุ โดยคาบ ( Period ) เป็นการจัดแถวของธาตุแนวราบ   ส่วนหมู่ ( Group ) เป็นการจัดแถวของธาตุในแนวดิ่ง ซึ่งมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

 

ภาพตารางธาตุปัจจุบัน

 

1. ธาตุหมู่หลัก มีทั้งหมด 8 หมู่ 7 คาบ โดยธาตุที่อยู่ด้านซ้ายของเส้นขั้นบันได จะเป็นโลหะ (Metal) ส่วนทางด้านขวาเป็นอโลหะ (Non metal) ส่วนธาตุที่อยู่ติดกับเส้นขั้นบันไดนั้น จะเป็นกึ่งโลหะ (Metalloid)
2. ธาตุทรานซิชัน มีทั้งหมด 8 หมู่ แต่หมู่ 8 มีทั้งหมด 3 หมู่ย่อย จึงมีธาตุต่างๆ รวม 10 หมู่ และมีทั้งหมด 4 คาบ
   ธาตุอินเนอร์ทรานซิชัน มี 2คาบโดยมีชื่อเฉพาะเรียกคาบแรกว่าคาบแลนทาไนด์
3. (Lanthanide series) และเรียกคาบที่สองว่า คาบแอกทิไนด์ (Actinide series) เพราะเป็นคาบที่อยู่ต่อมาจาก 57La (Lanthanum) และ 89Ac (Actinium) ตามลำดับ คาบละ 14 ตัวรวมเป็น 28 ตัว

 

การจัดเรียงธาตุลงในตารางธาตุ

เมื่อทราบการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุต่างๆ แล้ว จะเห็นว่าสามารถจัดกลุ่มธาตุได้ง่ายขึ้น โดยธาตุที่มีระดับพลังงานเท่ากัน ก็จะถูกจัดอยู่ในคาบเดียวกัน ส่วนธาตุที่มีจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุดเท่ากัน ก็จะถูกจัดอยู่ในหมู่เดียวกัน ดังภาพ

ภาพการจัดเรียงธาตุลงในตารางธาตุ

ประเภทของธาตุในตารางธาตุ

ธาตุโลหะ (metal) โลหะทรานซิชันเป็นต้นฉบับของโลหะ ธาตุโลหะเป็นธาตุที่มีสถานะเป็นของแข็ง ( ยกเว้นปรอท ที่เป็นของเหลว) มีผิวที่มันวาว  นำความร้อน และไฟฟ้าได้ดี  มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง ( ช่วงอุณหภูมิระหว่างจุดหลอมเหลวกับจุดเดือดจะต่างกันมาก)   ได้แก่  โซเดียม (Na)    เหล็ก (Fe) แคลเซียม (Ca) ปรอท (Hg) อะลูมิเนียม (Al) แมกนีเซียม (Mg)   สังกะสี (Zn) ดีบุก (Sn)  เป็นต้น

ธาตุอโลหะ ( Non metal ) มีได้ทั้งสามสถานะ  สมบัติส่วนใหญ่จะตรงข้ามกับอโลหะ  เช่น ผิวไม่มันวาว ไม่นำไฟฟ้า ไม่นำความร้อน จุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำ  เป็นต้น   ได้แก่  คาร์บอน( C ) ฟอสฟอรัส (P) กำมะถัน (S) โบรมีน (Br)   ออกซิเจน (O 2)   คลอรีน (Cl 2) ฟลูออรีน (F 2) เป็นต้น

ธาตุกึ่งโลหะ (metalloid)  เป็นธาตุกึ่งตัวนำ  คือ  มันจะสามารถนำไฟฟ้าได้เฉพาะในภาวะหนึ่งเท่านั้น  ธาตุกึ่งโลหะเหล่านี้จะอยู่บริเวณเส้นขั้นบันได ได้แก่  โบรอน (B) ซิลิคอน ( Si) เป็นต้น

ธาตุกัมมันตรังสี เป็นธาตุที่มีส่วนประกอบของ นิวตรอน กับโปรตอน ไม่เหมาะสม (>1.5) ธาตุที่ 83ขึ้นไปเป็นธาตุกัมมันตภาพรังสีทุกไอโซโทปมีครึ่งชีวิต

สมบัติของธาตุในแต่ละหมู่

ธาตุหมู่ I A หรือโลหะอัลคาไล (alkaline metal)

   - โลหะอัลคาไล ได้แก่ ลิเทียม โซเดียม โพแทสเซียม รูบิเดียม ซีเซียม และแฟรนเซียม
   - เป็นโลหะอ่อน  ใช้มีดตัดได้
   - เป็นหมู่โลหะมีความว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยามากที่สุด สามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศ จึงต้องเก็บไว้ในน้ำมัน
   -ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลละลายน้ำได้สารละลายเบสแก่
   - เมื่อเป็นไอออน  จะมีประจุบวก
   - มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำ  มีความหนาแน่นต่ำเมื่อเทียบกับโลหะอื่นๆ
   - มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน = 1

ธาตุหมู่ II A หรือโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ (alkaline earth)

   - โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ ได้แก่ เบริลเลียม แมกนีเซียม แคลเซียม สตรอนเชียม แบเรียม เรเดียม
   - มีความว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยามาก แต่น้อยกว่าโลหะอัลคาไล
   - ทำปฏิกิริยากับน้ำได้สารละลายเบส สารประกอบโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธพบมากในธรรมชาติ
   - โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธมีความว่องไวแต่ยังน้อยกว่าโลหะอัลคาไล
   - โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน = 2

ธาตุหมู่ III
  - ธาตุหมู่ III ได้แก่ B Al Ga In Tl
  - มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน = 3

ธาตุหมู่ IV
  - ธาตุหมู่ IV ได้แก่ C Si Ge Sn Pb
  - มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน = 4

ธาตุหมู่ V
  - ธาตุหมู่ V ได้แก่ N P As Sb Bi
  - มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน = 5

ธาตุหมู่ VI
  - ธาตุหมู่ VI ได้แก่ O S Se Te Po
  - มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน = 6

ธาตุหมู่ VII หรือหมู่แฮโลเจน (Halogen group)

   - หมู่ธาตุแฮโลเจน ได้แก่ ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน และแอสทาทีน
   - เป็นหมู่อโลหะที่ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยามากที่สุด (F ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยามากที่สุด)
   - เป็นธาตุที่มีพิษทุกธาตุและมีกลิ่นแรง
   - โมเลกุลของธาตุแฮโลเจนประกอบด้วย 2 อะตอม (Cl 2 Br 2 I 2)
   - แฮโลเจนไอออนมีประจุบลบหนึ่ง (F - C - Br - I - At -)

ธาตุหมู่ VIII หรือก๊าซเฉื่อย หรือก๊าซมีตระกูล (Inert gas )

   - ก๊าซมีตระกูล ได้แก่ ฮีเลียม นีออน อาร์กอน คริปทอน ซีนอน และเรดอน
   - มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเต็ม 8 อิเล็กตรอน จึงทำให้เป็นก๊าซที่ไม่ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยา
   - ก๊าซมีตระกูลอยู่เป็นอะตอมเดี่ยว แต่ยกเว้น Kr กับ Xe ที่สามารถสร้างพันธะได้

 

ขนาดอะตอมของธาตุ

หน่วยพิโกเมตร

ขนาดอะตอมของธาตุต่างๆ

ขนาดของอะตอมนั้นถ้าจะพิจารณาถึงปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลกระทบต่อขนาดของอะตอมนั้น อาจแบ่งแยกออกได้เป็นข้อ เรียงตามลำดับความสำคัญได้ดังนี้

1. จำนวนระดับพลังงาน
2. จำนวนโปรตอน
3. จำนวนอิเล็กตรอน

 

ขนาดไอออนของธาตุ

............................ 
หน่วยพิโกเมตร

 

สมบัติอื่นๆ ของธาตุ

พลังงานไอโอไนเซชัน (Ionization Energy : IE) หมายถึง พลังงานปริมาณน้อยที่สุด ที่ทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากอะตอม ในสถานะก๊าซ เช่น

ธาตุที่มีอิเล็กตรอนมากกว่า 1 ตัว เช่น ธาตุลิเทียม(Li)
                                        Li(g)  Li +(g) + e -                IE 1 = 520 kJ/mol
                                        Li +(g)  Li 2+(g) + e -             IE 2 = 7,394 kJ/mol
                                        Li 2+(g)  Li 3+(g) + e -            IE 3 = 11,815 kJ/mol

จากการสังเกตจากค่าพลังงานไอออไนเซชันจะพบว่า IE 1 คือพลังงานที่ให้แก่อะตอมเพื่อดึงอิเล็กตรอนที่อยู่วงนอกสุดมีค่าน้อยที่สุด เพราะอิเล็กตรอนที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสหลุดออกได้ง่าย

อิเล็กโทรเนกาติวิตี (Electronegativity : EN) หมายถึง ความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนในพันธะเข้ามาหาตัวเอง

Na + -------> Cl -

จากภาพจะเห็นว่า อะตอมของ Cl มีความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนเข้าหาตัวเองได้ดีกว่า Na แสดงว่า Cl มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงกว่า Na

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน ( Electron Affinity : EA ) คือ พลังงานที่อะตอมในสถานะก๊าซคายออกมาเมื่อได้รับอิเล็กตรอน สมการเป็นดังนี้

F(g) + e -    Li -(g) + พลังงาน EA = -333 kJ/mol

 

  

  

การแบ่งกลุ่มย่อยตามสมบัติของ 20 ธาตุแรก

แผนภาพสรุปแนวโน้มสมบัติของธาตุในตารางธาตุ