สมบตธาตตามตารางธาต

1

2

หวขอการเรยนร

1.ววฒนาการของตารางธาต

2.สมบตของธาตตามหมและคาบ

4.สมบตของสารประกอบของธาตตามหมและคาบ

5.ต าแหนงของไฮโดรเจนในตารางธาต

3. เลขออกซเดชน (oxidation number)

3

1.ววฒนาการของตารางธาต

4

5

6

ตารางธาตในปจจบน

7

8

9

10

11

2.สมบตของธาตตามหมและคาบ

2.1ขนาดอะตอม

การหกเหของรงสเอกซ (X-ray diffraction)

12

ขนาดอะตอมตามคาบ

13

ขนาดอะตอมตามหม

14

แนวโนมขนาดอะตอมตามคาบและหม

แนวโนมขนาดไอออนแตกตางจากขนาดอะตอมหรอไมอยางไร

15

จงอธบายเหตผลของขนาดไอออนตามรปตอไปน

16

การเปรยบเทยบขนาดอะตอมกบไอออน

ไอออนบวก จะมขนาดเลกลงเมอเทยบกบอะตอมเดม เนองจากเมอเสยอเลกตรอนไประดบพลงงานลดลง ขนาดจงเลกลง

ไอออนลบ จะมขนาดใหญขนเมอเทยบกบอะตอมเดม เนองจากรบอเลกตรอนกลายเปนไอออนลบ ท าใหแรงดงดดระหวางอเลกตรอนกบนวเคลยสลดลง ขนาดจงใหญขน

ไอออนบวก < อะตอมทเปนกลาง < ไอออนลบ

ขนาดอนภาคของธาตเดยวกน

17

พลงงานไอออไนเซชน (ionization energy) คอ พลงงานทใชในการดงอเลกตรอน 1 อนภาค ออกจากอะตอมในสถานะแกส กลายเปนไอออนบวก

2.2พลงงานไอออไนเซชน (Ionization energy, IE)

18

19

20

21

2.3สมพรรคภาพอเลกตรอน (Electron affinity, EA)

22

23

24

25

2.4 อเลกโทรเนกาตวต (Electronegativity, EN)

26

ปจจยทมผลตอคา EN คอ -ขนาดอะตอม:อะตอมขนาดเลก EN สงเนองจากอะตอมเลกสามารถดงอเลกตรอนครวมพนธะเขาใกลนวเคลยสมากกวา -ประจในนวเคลยส:ถาประจในนวเคลยสมากคา EN สงเพราะสามารถดงอเลกตรอนครวมพนธะเขาใกลนวเคลยสมากกวา

27

2.5 จดเดอดและจดหลอมเหลวของธาต

แสดงแรงยดเหนยวระหวางอนภาคของสารถามแรงยดเหนยวระหวางอนภาคสงคาจดเดอดและจดหลอมเหลวมคาสง

28

29

สรปแนวโนมสมบตตาง ๆ ตามตารางธาต

30

“เลขออกซเดชนคอ จ านวนประจสทธบนอะตอมนน ๆ” หลกการบอกคาเลขออกซเดชน

1. อะตอมขของธาตในสภาวะอสระ มเลขออกซเดขนเทากบศนยเชน Zn, Ag, H2, Cl2

2. อะตอมเดยวทเปนไอออน มคาเลขออกซเดชนเทากบจ านวนประจของไอออนเชน Al3+ มเลขออกซเดชน +3, Cl- มเลขออกซเดชน -1

3. เลขออกซเดชนในสารประกอบของโลหะอลคาไล (Li, Na, K) มคา +1 และโลหะอลคาไลนเอรท (Be, Mg, Ca) มคา +2

4. O ในสารประกอบเชน KClO3, H2O มเลขออกซเดชน -2 *สารประกอบเปอรออกไซด เชน Na2O2, H2O2, BaO2 มเลขออกซเดชน -1

ยกเวน

*สารประกอบ OF2 มเลขออกซเดชน +2

5. H ในสารประกอบมเลขออกซเดชน +1

ยกเวน *LiAlH4 และ NaBH4 มเลขออกซเดชน -1

6. ผลรวมของเลขออกซเดชนของอะตอมทงหมดในสตรเคม มคาเทากบประจของสตรนน ๆ เชน MnO4

- มคาผลรวมเลขออกซเดชนเทากบ -1

3. เลขออกซเดชน (oxidation number)

31

จงหาเลขออกซเดชนของธาตแตละชนดจากสมการตอไปน 1) K2Cr2O7 + KBr + H2SO4

→ Br2 + K2SO4+ Cr2(SO4)3+H2O

2) CrO42- + S2- → Cr(OH)3

+ S

3) NO3- + Cu2O + H+ → Cu2+ + NO + H2O

4) Bi(OH)3 + MnO4- + OH- → BiO3

-+ MnO2

5) SO32- + MnO4

- + H+→ SO42- + Mn2+ +H2O

6) CrO42- + S2- + OH-→ Cr(OH)3 + S +H2O

7) Fe3+ + MnO4- + H+→ Mn2+ + Fe2+ +H2O

8) HCO3- + OH - → H2O

+ CO32-

9) V(OH)4+ + Cr2+ → VO2+ + Cr3+

10) ClO-+ CrO2- → CrO4

2- + Cl-

11) VO2+ + MnO4- + H2O → VO2

+ + Mn2+ + H+

12) SO32- + MnO4

- + H+ → SO42- + Mn2+ + H2O

13) MnO2++ Fe2+ + H+→ Fe3+ + Mn2+ +H2O

14) Cl2 + SO2 + H2O→ SO42- + Cl- + H+

15) HCO3- + OH- → CO3

2-+H2O

32

33

ตารางแสดงเลขออกซเดชนตามหมตาง ๆ

34

ไอออนทเปนกลมอะตอม ชอ ไอออนทเปนกลมอะตอม ชอ NH4

+ แอมโมเนยมไอออน MnO4- เปอรแมงกาเนตไอออน CN- ไซยาไนดไอออน Cr2O7

2- ไดโครเมตไอออน NO2

- ไนไตรตไอออน CrO42- โครเมตไอออน

NO3- ไนเตรตไอออน [Fe(CN)6]

3- เฮกสะไซยาโนเฟอรเรต(III)ไอออน HSO4

- ไฮโดรเจนซลเฟตไอออน AsO43- อารซเนตไอออน

SO42- ซลเฟตไอออน BO3

3- โบเรต SO3

2- ซลไฟตไอออน B2O54− ไดโบเรต

S2O32- ไทโอซลเฟตไอออน ClO- ไฮโปคลอไรตไอออน

H2PO4- ไดไฮโดรเจนฟอสเฟตไอออน ClO2

- คลอไรตไอออน HPO4

2- ไฮโดรเจนฟอสเฟตไอออน ClO3- คลอเรตไอออน

PO43- ฟอสเฟตไอออน ClO4

- เปอรคลอเรตไอออน HCO3- ไฮโดรเจนคารบอเนตไอออน OH- ไฮดรอกไซดดไอออน CO3

2- คารบอเนตไอออน

ไอออนทควรรจก

35

ความรเพมเตม

คา IE ของอเลกตรอนทอยตางระดบพลงงานกนจะมคาแตกตางกนอยางเหนไดชด และคา IE ของอเลกตรอนวงนอกสดกจะมคานอยกวาอเลกตรอนทอยวงในทใกลนวเคลยส

36

แบบฝกหดเสรม

1. A, B, C, D, E และ F เปนธาตทอยในหมเดยวกนเรยงล าดบจากบนลงลาง จงท านายสมบตของธาตดงตอไปน ก. ธาตใดควรมขนาดอะตอมเลกทสด เพราะวาอะไร ข. ธาตใดควรมคา En สงทสด เพราะวาอะไร ค. ธาต E ควรมพลงงานไอออไนเซชนล าดบดบท 1 สงหรอต ากวาธาต F เพราะวาอะไร

3. จงอธบายวาเหตใด Mg จงมคา IE1 มากกวา IE1 ของ Al ซงโดยปรกตคา IE จะเพมจากซายไปขวา

4. ในสารประกอบหรอไอออนตอไปนธาตใดมเลขออกซเดชนสงทสด ClO4

- NH4OH HNO3 H3PO4 S4O62-

2. ธาต x, y, z เปนธาตทอยในหม IA, IIA, VIIA ตามล าดบและอยในคาบเดยวกน จงท านายสมบตของธาตดงตอไปน และใหเหตผลประกอบดวย ก. IE ข. EN ค. EA

37

โจทยเสรม

ตวอยางท 1 ก าหนดคาพลงงานไอออไนเซชนทงหมด (MJ/mol) ของธาต M ดงน 1.687, 3.381, 6.057, 8.414, 11.029, 15.171, 17.874, 92.047, 106.443

จงตอบค าถามตอไปน ก. ธาต M มจ านวนอเลกตรอนทงหมดเทาไร ข. เลขอะตอมของธาต M มเทาไร ค. ธาต M มการจดเรยงอเลกตรอนอยางไร

38

ตวอยางท 2 ก าหนดกราฟของคาพลงงานไอออไนเซชนกบล าดบทของพลงงานไอออไนเซชนของธาต A ดงน

จงตอบค าถามตอไปน ก. ธาต A มกระดบพลงงานและมเวเลนซอเลกตรอนเทาไร ข. ธาต A คอธาตใดในตารางธาต

39

ตวอยางท 3 จงหาเลขออกซเดชนของธาตทรานซชนในสารประกอบตอไปน

V2( SO4)3.3H2O Na4Fe(CN)6 [Cr(H2O)4]ClO4

[V(H2O)3]Cl3 [Co(NH3)4SO4]NO3 [Co(NH3)4Cl2]+

K3[CrF6]

ตวอยางท 4 จงหาเลขออกซเดชนของคารบอนในสารประกอบตอไปน

CH3CH2COOCH3 CaCO3 C2H5COOH

40

4.สมบตของสารประกอบของธาตตามหมและคาบ

ธาตหม IA (โลหะแอลคาไล)

41

สมบตทส าคญของธาตหม IA

2. เปนโลหะทวองไวในการเกดปฏกรยามาก 3. เมอรวมตวกบอโลหะไดสารประกอบไอออนก ซงธาตหม IA มเลขออกซเดชนเทากบ +1 4. ท าปฏกรยารนแรงกบน าหรอไอน าในอากาศ ให H2 และความรอนจ านวนมาก จงตองเกบไวในน ามน

1. เปนของแขงทออน ใชมดตดได น าความรอนและไฟฟาไดด

42

สารประกอบของธาตหม IA

สารประกอบคารบอเนต (CO32- ) เชน Na2CO3 K2CO3

สารประกอบซลเฟต (SO42-) เชน K2SO4 Na2SO4

สารประกอบคลอไรด (Cl-) เชน LiCl NaCl

ละลายน าไดด

สามารถน าไฟฟาไดเมอละลายน า

จดหลอมเหลวและจดเดอดสง

*ยกเวนสารประกอบคารบอเนต และฟอสเฟต ของ Li จะละลายน าไดนอย -------> Li2CO3, Li3PO4

ในธรรมชาตทพบมากทสด

43

ประโยชนของธาตหม IA

1. Cs (ซเซยม) ใชท าโฟโตเซลลทเปลยนสญญาณแสงไปเปนสญญาณไฟฟา เพราะ Cs สามารถเสยอเลกตรอนไดงายกวาโลหะหม IA ตวอนๆ เชน ทใชในเครองวดความเขมแสงในกลองถายรป

2. ใช Na บรรจในทอโพลเอทลน ส าหรบใชแทนสายเคเบลอะลมเนยมหรอทองแดง เพราะเบากวา ถกกวา และมประสทธภาพดกวา

3. Na ใชการเตรยมโซเดยมเปอรออกไซดซงใชท าสารฟอกส

44

ธาตหม IIA (โลหะแอลคาไลนเอรท)

45

สมบตทส าคญของธาตหม IIA

1. เปนของแขง มความหนาแนนมากกวาธาตหม IA จงมความแขงมากกวา

2. เสยอเลกตรอนไดงาย (ตวรดวซทด) แตไมดเทากบธาตหม IA ในคาบเดยวกน

3. เมอรวมตวกบอโลหะจะไดสารประกอบไอออนก ซงธาตหม IIA มเลขออกซเดชนเทากบ +2

4. ธาตหมนสามารถท าปฏกรยากบน าและสารอนไดหลายชนด เนองจากเปนธาตทวองไว และความวองไวเพมขนเมอเลขอะตอมเพมขน

46

สารประกอบของธาตหม IIA

หม IIA เปนธาตทวองไวในการท าปฏกรยา สามารถรวมตวกบอโลหะเกดสารประกอบไดหลายชนดในธรรมชาต จงไมพบในรปของธาตอสระ CaCO3, MgSO4, MgCl2,

BaCl2 , CaHPO4 , Ba(NO3)2

ละลายน าไดด

สามารถน าไฟฟาไดเมอละลายน า

จดหลอมเหลวและจดเดอดสง

สารประกอบของธาตหม IIA จะเปนสารประกอบไอออนก

47

ประโยชนของธาตหม IIA

1. Mg + Al ใชท าสวนประกอบของเครองบน เพราะมน าหนกเบา

2. Mg(OH)2 ใชเปนสวนผสมในยาสฟน และใชเปนยาลดกรดในกระเพาะอาหาร

3. Sr(NO3)2ใชท าพล, ดอกไมเพลงสแดง Ba(NO3)2ใชท าพล, ดอกไมเพลงสเขยว

48

ธาตหม IIIA

49

50

สรปสมบตบางประการของโลหะหม IA , IIA และ IIIA

51

ธาตหม IVA

52

คารบอน

53

54

ธาตหม VA

55

56

ธาตหม VIA

57

58

ธาตหม VIIA

59

สมบตส าคญทของธาตหม VIIA

1. ธาตในหมนมทง 3 สถานะ

กาซ ของเหลว ของแขง

60

2. ธาตแฮโลเจนทกชนดเปนพษ

F2 เปนแกสพษอยางแรง Cl2 เปนแกสพษมกลนฉนจด

3. ธาตทกตวเปนอโลหะ ไมน าไฟฟาทกสถานะ

4. โมเลกลของธาตแฮโลเจนประกอบดวย 2 อะตอม (diatomic molecule) F2 Cl2 Br2 I2

5. มจดเดอด จดหลอมเหลวต า เพราะแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลของธาตแฮโลเจนเปนแรงแวนเดอวาลส

แรงแวนเดอวาลส เปนแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลทไมมขวกบไมมขว แรงนมคานอย แตจะมากขนเมอสารมมวลโมเลกลเพมขน

6. ในหมเดยวกนความวองไวในการท าปฏกรยาลดลงจากบนลงลาง

7. มเลขออกซเดชนหลายคา แตในสารประกอบสวนใหญธาตแฮโลเจนมเลขออกซเดชนเทากบ -1

61

สารประกอบของธาตหม VIIA

1. สามารถเกดไดทงสารประกอบไอออนกและสารประกอบโคเวเลนต

สารประกอบไอออนก สารประกอบโคเวเลนต

2. ธาตหม VIIA เกดสารประกอบทมเลขออกซเดชนไดหลายคา

3. สารประกอบออกไซดและสารประกอบซลไฟดของธาตหม VIIA เมอละลายน ามสมบตเปนกรด เชน Cl2O Br2O

62

ประโยชนของธาตหม VIIA

1. ฟลออรนใชเตรยมสารประกอบฟลออโรคารบอน เชน ฟรออน ใชในเครองท าความเยน, เทฟลอน (CF2=CF2) เคลอบภาชนะหงตม

2. คลอรนใชในการเตรยมสารตางๆ เชน

ใชฆาเชอจลนทรยในสระวายน า และในน าประปา

NaOCl ใชในการฟอกสกระดาษใหขาว

NaClO3 ใชเปนยาก าจดวชพช

63

3. โบรมนใชเตรยมสารประกอบเอทลนไดโบรไมด เตมในน ามนเพอหยดการสะสมตะกวในเครองยนต

4. ไอโอดนปองกนโรคคอพอก

ทงเจอรไอโอดน (ไอโอดนละลายในเอทานอล) ใชเปนยาฆาเชอโรค

64

ธาตหม VIIIA กาซเฉอยหรอกาซมตระกล

65

กาซเฉอย (Inert gas) เปนธาตทมสถานะเปนกาซ ในธรรมชาตจะไมท าปฏกรยากบธาตอน 1 โมเลกลม 1 อะตอม (เปนแกสอะตอมเดยว)

ประโยชนของกาซเฉอย

1. กาซฮเลยม (He) เปนกาซทมมวลโมเลกลนอย ไมตดไฟจงใชบรรจบอลลนแทนกาซไฮโดรเจนและ ใชผสมกบกาซออกซเจนในอตราสวน 4 ตอ 1 โดยปรมาตร เพอใชในการหายใจส าหรบผทลงไปท างานในทะเลลก

66

2. กาซนออน (Ne) ใชบรรจในหลอดไฟโฆษณาใหหลอดไฟสแดงเขม

3. กาซอารกอน (Ar) ใชเปนกาซบรรจในหลอดไฟฟาเพอใหไสหลอดมอายการใชงานนานมากขน ใชบรรจในหลอดไฟโฆษณาเพอใหแสงสมวงสน าเงน

4. กาซครปทอน (Kr) ใชในหลอดไฟแฟลชส าหรบการถายรปดวยความเรวสง

5. ซนอน (Xe) เปนกาซทชวยใหสลบ แตมราคาแพงมาก

6. เรดอน (Rn) ใชรกษาโรคมะเรง

67

สมบตของสารประกอบคลอไรดของธาต

สารประกอบคลอไรดของธาตหม IA IIA มสมบตเปนกลาง ยกเวน BeCl2 มสมบตเปนกรด สวนสารประกอบคลอไรดของธาตหม IIIA ถง VIIA มสมบตเปนกรด

68

สมบตของสารประกอบออกไซดของธาต

สารประกอบออกไซดของธาตหม IA IIA ละลายน าไดสารละลายทมฤทธเปนเบส ยกเวน BeO ไมละลายน า สารประกอบออกไซดของธาตหม IIIA ถง VIIA ละลายน าไดสารละลายทมฤทธ เปนกรด ยกเวน Al2O3 และ SiO2 ไมละลายน า

69

การละลายน าของสารประกอบธาตหม IA และ IIA

70

5.ต าแหนงของไฮโดรเจนในตารางธาต

ธาต H อาจมลกษณะคลายกบธาตในหม IA และหม VIIA ไดดวย ดงขอเปรยบเทยบดงนคอ

ดงนน จงจด H ไวตางหาก คาบเกยวระหวาง หม IA และหม VIIA