2. 4. 1
วิวัฒนาการของการสร้างตารางธาตุเมื่อมีการค้นพบธาตุและศึกษาสมบัติของธาตุต่าง ๆ
เหล่านี้แล้วนักวิทยาศาสตร์ได้หาความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติต่าง ๆ ของธาตุและนำมาใช้จัดธาตุเป็นกลุ่มใต้หลายแบบในปีพ.
ศ. 2360 โยฮันน์โวล์ฟกังเดอเบอไรเนอร์ (Johann Wolfgang Dobereiner) เป็นนักเคมีคนแรกที่พยายามจัดธาตุเป็นกลุ่ม
ๆ ละ 3 ธาตุตามสมบัติที่คล้ายคลึงกันเรียกว่าชุดสาม (triads) โดยพบว่าธาตุกลางจะมีมวลอะตอมเป็นค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมของอีกสองธาตุที่เหลือ
Na มีมวลอะตอม 23. 0 และเป็นธาตุกลางระหว่าง Li
กับ K ซึ่งมีมวลอะตอม 6. 9 และ 39. 1
ตามลำดับตัวอย่างการจัดธาตุแบบชุดสามแสดงได้ดังตาราง 2. 8
แต่เมื่อนำหลักของชุดสามไปใช้กับธาตุกลุ่มอื่นที่มีสมบัติคล้ายกันพบว่าค่ามวลอะตอมของธาตุกลางไม่เท่ากับค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมของสองธาตุที่เหลือหลักชุดสามของเดอเบอไรเนอร์จึงไม่เป็นที่ยอมรับในเวลาต่อมา
ในปี 2412 ยูลิอุสโลทาร์ไมเออร์ (Julius
Lothar Meyer) นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันและดิมิทรีเมนเดเลเอพ
(Dinitr Mendeley) นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียได้ศึกษารายละเอียดของธาตุต่าง
ๆ
มากขึ้นทําให้มีข้อสังเกตว่าถ้าเรียงธาตุตามมวลอะตอมจากน้อยไปมากจะพบว่าธาตุมีสมบัติคล้ายกันเป็นช่วง
ๆ การที่ราดต่างบนขวง ๆ การที่ธาตุต่าง ๆ
มีสมบัติคล้ายกันเป็นช่วงเขนนี้เมนเตเลเอฟตั้งเป็นกฎเรียกว่ากฎพรีออติก (periodic
law) การจัดราตุเป็นหมวดหมู่ของเมนเดเลเอฟไม่ได้ขีดการเรียงลำดับตามมวลอะตอมจากน้อยไปมากเพียงอย่างเดียวแต่ได้นำสมบัติที่คล้ายคลึงกันของธาตุที่ปรากฏซ้ำกันเป็นช่วง
ๆ
มาพิจารณาด้วยนอกจากนี้ยังได้เว้นช่องวางไว้โดยคิดว่าน่าจะเป็นตำแหน่งของธาตุที่ยังไม่ได้มีการค้นพบโดยที่ตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุมีความสัมพันธ์กับสมบัติของธาตุเมนเตเลเอฟจึงได้ทำนายสมบัติของธาตุที่ยังไม่มีการค้นพบ
3
ธาตุให้ชื่อว่าเอคา-โบรอนเอคาอะลูมิเนียมและเอคา-ซิลิคอนในเวลาต่อมาก็ได้ค้นพบธาตุสแกนเดียมแกลเลียมและเจอร์เมเนียมตามลำดับซึ่งมีสมบัติใกล้เคียงกับที่ได้ทำนายไว้ตัวอย่างธาตุเอคา-ซิลิคอนซึ่งมีสมบัติใกล้เคียงกับธาตุเจอร์เมเนียม
ตารางธาตุ ปัจจุบัน
2.4.2
กลุ่มของธาตุในตารางธาตุ
การที่นักวิทยาศาสตร์จัดรายในขนตารางธาตุเป็นหมู่และคาบเพื่อให้ง่ายต่อการศึกษาสมบัติของธาตุต่าง
ๆ ตาแบงกลุ่มธาตุตามสมบัติความเป็นโลหะจะแบ่งได้เป็น 3 กลุ่มคือธาตุโลหะ (metal)
เป็นธาตุที่น้าไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดีราตถึงโลหะ (metaloid) เป็นธาตุที่น้ำไฟฟ้าได้ไม่ดีที่อุณหภูมิแต่จะนำได้ดีขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นและธาตุอโลหะ
nonmetal) ซึ่งใน * 9105Mะ nonmetal)
ซึ่งไม่น่าไฟฟ้ายกเว้นคาร์บอนแกรไฟต์)
และฟอสฟอรัสเมื่อพิจารณาตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุตามรูป 2. 19
พบว่าธาตุโลหะอยู่ทางด้านซ้ายมือของตารางธาตุ (สีเขียว)
ธาตุกึ่งโลหะจะอยู่บริเวณที่เป็นขั้นบันไดสีชมพู)
และธาตุอโลหะจะอยู่ขวามือของตารางธาตุ (สีฟ้า) ยกเว้นไฮโดรเจนอยู่ทางด้านซ้ายมือของตารางธาตุถ้าแบ่งกลุ่มธาตุในตารางธาตุโดยพิจารณาการจัดเรียงอิเล็กตรอนในออร์บิทัล
s p d และ f ที่มีพลังงานสูงสุดและมีอิเล็กตรอนบรรจุอยู่จะแบ่งธาตุได้เป็น
4 กลุ่มใหญ่คือธาตุกลุ่ม s ได้แก่ธาตุ 1 และ 2 ธาตุกลุ่ม p
ได้แก่ ธาตุในหมู่ 13 ถึง 18 (ยกเว้น Fie) ธาตุกลุ่ม
A ได้แก่ ธาตุในหมู่ 12 ส่วนธาตุในกลุ่ม f
ได้แก่ กลุ่มธาตุที่อยู่ด้านล่างของตารางธาตุที่แยกมาจากหมู่ 3 คาบทุ6และ7ดังรูป
2 43 ขนาดอะตอมตามแบบจาลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนที่อยู่รอบนิวเคลียสจะ ที่ตลอดเวลาด้วยความเร็วสูงและไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนรวมทั้งไม่สามารถกำหนดขอบเขตที่แน่นอนของอิเล็กตรอนได้นอกจากนี้อะตอมโดยทั่วไปไม่อยู่เป็นอะตอมเดียวแต่จะมีแรงยึดเหนียวระหว่างอะตอมไว้ด้วยกันจึงเป็นเรื่องยากที่จะวัดขนาดอะตอม (atomic radius) ที่อยู่ในภาวะอิสระ
2. 4. 4 ขนาดไอออนอะตอมซึ่งมีจำนวนโปรตอนเทากับอิเล็กตรอนเมื่อรับอิเล็กตรอนเพิ่มเข้ามา 28 / แuอะตอมจะกลายเป็นไอออนการบอกขนาดของไอออนทำได้เช่นเดียวกับการบอกขนาดอะตอมAdาวคอจะบอกเป็นค่ารัศมีไอออน (Ionic radius) ซึ่งพิจารณาจากระยะระหว่างนิวเคลียสของไอออนคู่หนึ่ง ๆ ที่ยึดเหนี่ยวซึ่งกันและกันในโครงผลึกตัวอย่างรัศมีไอออนของ ME และ 0 ในสารประกอบ MgO
2.4.5พลังงานไอออไนเซชั้นLพลังงานปริมาณน้อยที่สุดที่ทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากอะตอมในสถานะ (Anninition energy. IF โดยคา IE แสดงถึงความยางานในการท้าให้อะตอมในสถานะแก็สกลายเป็นไอออนบวกโดยเEน้อยแสดงราทำให้เป็นใอออนบวกได้รายเด้า 1 มกแสดงว่าทำให้เป็นไอออนบวกได้ยากการทำาให้ไฮโดรเจนอะตอมในสถานะแก็สกลายเป็นไฮโดรเจนไอออนในสถานะแก็สเขียนgE) • I "(H) + (การท้าให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอมของไฮโดรเจนจะต้องใช้พลังงานอย่างน้อยที่สุดกิโลจูลต่อโมลนั้นคือพลังงานไอออไนเซชันของไฮโดรเจนอะตอมเท่ากับ 1315 กิโลจูลตอไมลอิเล็กตรอนจึงมีค่าพลังงานไอออไนเซชันเพียงคาเดียวถ้าเป็นธาตุที่มีหลายอิเล็กตรอนก็จะมีพลังงานไอออไนเซชันหลายค่าพลังงานน้อยที่สุดที่ทำให้อิเล็กตรอนตัวแรกหลุดออกสัญลักษณ์ของพลังงานได้สมในเซชั่น IPM ให้เป็น 2
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น