วันอังคารที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2560

บทที่ 3สมบัติของธาตุและสารประกอบ

สมบัติของสารประกอบของธาตุตามคาบ

สมบัติของสารประกอบคลอไรด์ของธาตุในคาบ 2 และ 3 
              สารประกอบดลอไรด์
คุณสมบัติ
สารประกอบคลอไรด์ของโลหะ
สารประกอบคลอไรด์ของอโลหะ
จุดเดือด
สูง
ต่ำ
จุดหลอมเหลว
สูง
ต่ำ
ความเป็นกรด-เบสของสารละลาย
กลาง
ยกเว้น
BeClและ NaClซึ่งป็นกรด
กรด
สารที่ไม่ละลายน้ำ
 CCl4  NCl5
-

สมบัติของสารประกอบออกไซด์ของธาตุในคาบ 2 และ 3
               สารประกอบออกไซด์
คุณสมบัติ
สารประกอบออกไซด์ของโลหะ
สารประกอบออกไซด์ของอโลหะ
จุดเดือด
สูง
ต่ำ
จุดหลอมเหลว
สูง
ต่ำ
ความเป็นกรด-เบสของสารละลาย
เบส
กรด
สารที่ไม่ละลายน้ำ
 BeO  Al3O3
SiO2

สมบัติของธาตุแต่ละหมู่

ธาตุหมู่ โลหะอัลคาไลน์ 1. มีเวเลนส์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1 2. มีเลขออกซิเดชัน +1


3. ทำปฏิกิริยาได้ดีมาก จึงไม่พบโลหะหมู่ ในธรรมชาติ แต่จะพบในสารประกอบ สารประกอบทุกตัวเป็นพันธะไอออนิก 4. สารประกอบของโลหะหมู่ ละลายน้ำได้ทุกตัว5. ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำ  ได้ด้างและแก๊ส H2
6. ความหนาแน่นต่ำ ลอยน้ำได้ จุดเดือด จุดหลอมเหลว ไม่สูงนัก  ธาตุหมู่ II โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท
1. มีเวเลนส์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 2. มีเลขออกซิเดชัน +2
3.ทำปฏิกิริยาได้ดี พบโลหะหมู่ II ในธรรมชาติและพบในรูปสารประกอบ สารประกอบส่วนใหญ่เป็นพันธะไอออนิก ยกเว้น Be
4. สารประกอบของโลหะหมู่ II ส่วนใหญ่ ละลายน้ำได้ดี แต่จะไม่ละลายน้ำถ้าเป็นสารประกอบของ CO32-    SO42-    PO43- ยกเว้น MgSO4
5. ทำปฏิกิริยากับน้ำ  ได้ด่างและแก๊ส H2

ธาตุหมู่ VI ชาลโคเจน 1. มีเวเลนส์อิเล็กตรอนเท่ากับ 6
2. มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า ตั้งแต่ -2 ถึง+6
3. จุดเดือด จุดหลอมเหลวสูงมากเมื่อเทียบกับหมู่VII  ส่วนใหญ่เป็นสารประกอบประเภทโครงร่างตาข่าย

ธาตุหมู่ 
VII เฮโลเจน 1. มีเวเลนส์อิเล็กตรอนเท่ากับ 7
2. มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า ตั้งแต่ -1 ถึง +7
3. เป็นธาตุหมู่เดียวที่โมเลกุล มี 2 อะตอมเรียกว่า Diatomic Molecule
4. พบเป็นธาตุอิสระในธรรมชาติ และพบในรูปของสารประกอบไอออนิกและโคเวเลนต์5. สารประกอบของหมู่ VII ส่วนใหญ่ละลายน้ำได้ดี ยกเว้นเป็นสารประกอบของ  Ag  Hg     Pb
ธาตุหมู่ VIII แก๊สเฉื่อย แก๊สมีตระกูล , Inert gas , Noble gas1. มีเวเลนส์อิเล็กตรอนเท่ากับ 8 ยกเว้น He มีเท่ากับ 2
2. เฉื่อยชาต่อการเกิดปฏิกิริยามาก แต่สามารถสังเคราะห์ได้ 
3. มีค่า IE (Ionization Energy) สูงสุดในตาราง   และ He มีค่า IE สูงที่สุดในตารางธาตุ 4. เป็นธาตุเดียวที่ไม่มีค่า EN 



ตำแหน่งของธาตุไฮโดรเจนในตารางธาตุ 


การจัดธาตุให้อยู่ในหมู่ของตารางธาตุจะใช้สมบัติที่คล้ายกันเป็นเกณฑ์
สมบัติ
ธาตุหมู่ IA
ธาตุไฮโรเจน
ธาตุหมู่ VIIA
จำนวนวาเลนซ์อิเล็กตรอน
1

1
7
เลขออกซิเดชันในสารประกอบ
+1
+1และ-1
+1  +3 +5 +7 -1
ค่า IE
382-526
1318
1015-1687
อิเล็กโทรเนกาติวิตี
1.0-0.7
2.1
4.0-2.2
สถานะ
ของแข็ง
แก๊ส
แก๊ส/ของเหลว/ของแข็ง
การนำไฟฟ้า
นำ
ไม่นำ
ไม่นำ

สรุป ธาตุไฮโดรเจนมีสมบัติคล้ายหมู่ VIIA หลายหระการ แต่ไม่สามารถนำธาตุไฮโดรเจนมาจัดในหมู่ VIIA ได้ เพราะ จะทำให้แนวโน้มของสมบัติบางประการของธาตุหมู่VIIA เสียไป ปัจจุบันจึงจัดธาตุไฮโดรเจน อยู่ในคาบที่ 1 อยู่ระหว่างหมู่ IA กับ VIIA  



ธาตุทรานซิชัน 
                ธาตุทรานซิชัน ประกอบด้วยธาตุ หมู่ 
IB ถึงหมู่ VIIIB รวมทั้งกลุ่มแลนทาไนด์กับกลุ่มแอกทิไนด์ 
1. อยู่ระหว่างหมู่IIA กับหมู่ IIIA เริ่มตั้งแต่คาบ 4 เริ่มที่เลขอะตอม 21 
2.การจัดเรียงอิเล็กตรอนจะต่างจากธาตุโดยทั่วไป คือ จะจัดเรียงอิเล็กตรอนวงนอกสุดก่อน แล้วจัดอิเล็กตรอนวงรองจากวงนอกสุดเป็นวงสุดท้าย3.การดึงอิเล็กตรอนให้หลุดจากอะตอม จะดึงอิเล็กตรอนวงนอกสุดก่อน เช่นเดียวกับธาตุปกติ4.ธาตุทรานซิชัน จะมีเวเลนต์อิเล็กตรอน เป็น 2,1 เท่านั้น  ยกเว้น Cr กับ Cu มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1
5.ธาตุทรานซิชัน จะมีสมบัติเหมือนกันเป็นคาบมากกว่าเป็นหมู่
6.ความหนาแน่นของธาตุทรานซิชันจะสูงมาก และในคาบเดียวกันจะมีความหนาแน่นที่ใกล้เคียงกัน
7.จุดเดือดและจุดหลอมเหลวของธาตุทรานซิชันจะสูงมาก และสูงมากกว่าหมู่IAและหมู่IIA
8.ค่า IE , EN , E0 ของธาตุทรานซิชันจะสูงมากกว่าโลหะโดยทั่วไป9.ขนาดอะตอมของธาตุทรานซิชันที่เรียงตามคาบจากซ้ายไปขวาจะมีขนาดเล็กลง แต่ใกล้เคียงกันมาก เพราะโลหะทรานซิชัน มีความหนาแน่นสูง 10.ธาตุทรานซิชัน มีเลขออกซิเดชันหลายค่า  ยกเว้น Sc กับ Zn มีเลขออกซิเดชันเพียงค่าเดียว
 

สารประกอบของธาตุทรานซิชัน 

1.การเกิดสี
              
1.สีของธาตุทรานซิชันจะเปลี่ยนเมื่อเลขออกซิเดชันเปลี่ยน เช่น Si

สูตร
ชื่อ
สี
Cr2+
โครเมียม(II)ไอออน
น้ำเงิน
Cr3+
โครเมียม(III)ไอออน
เขียว
CrO42-
โครเมตไอออน
เหลือง
Cr2O72-
ไดโครเมตไอออน
ส้ม
Mn2+
แมงกานีส(II)ไอออน
ชมพูอ่อนไม่มีสี
Mn(OH)3*
แมงกานีส(III)ไฮดรอกไซด์
น้ำตาล
MnO2*
แมงกานีส(IV)ออกไซด์
ดำ
MnO42-
แมงกาเนตไอออน
เขียว
MnO4-
เปอร์แมงกาเนตไอออน
ม่วงแดง


                 
2.สีจะเปลี่ยนถ้าสารหรือไอออนต่างชนิดกันมาล้อมรอบ เช่นCuSO4.5H2สีฟ้า  และ Cu(NH3)4SOสีคราม
               
3.สีเปลี่ยนเพราะจำนวนสารที่มาเกาะไม่เท่ากัน เช่น CrO42-สีเหลือง และ Cr2O72-
2.สารประกอบเชิงซ้อนของธาตุทรานซิชัน
               สารประกอบของธาตุทรานซิชันชนิดต่างๆ เช่น 
KMnO4 ประกอบด้วย K+ และ MnO-4     ซึ่ง MnO-4 จัดเป็นไอออนเชิงซ้อน ที่มีธาตุทรานซิชันเป็นอะตอมกลางและยึดเหนี่ยวกับอะตอมหรือไอออนอื่นๆที่มาล้อมรอบด้วยพันธะโคเวเลนต์
               สารประกอบที่ประกอบด้วยไอออนเชิงซ้อนจัดเป็นสารประกอบเชิงซ้อน  ธาตุทรานซิชันส่วนใหญ่จะเกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่มีสีต่างกัน
               ปัจจัยที่มีผลต่อสีของสารประกอบเชิงซ้อนของธาตุทรายซิชัน
                
เลขออกซิเดชันของธาตุทรานซิชัน               - ชนิดของธาตุทรานซิชัน
               
จำนวนโมเลกุลหรือไอออนที่ล้อมรอบธาตุทรานซิชัน 

ธาตุกึ่งโลห 

               มีคุณสมบัติดังนี้
               
1.มีค่า IE และ EN  ค่อนข้างสูง
               
2.จุดเดือด จุดหลอมเหลว สูง
               
3.มีความหนาแน่นสูง
               
4.สามารถนำไฟฟ้าได้
               
5.สามารถเกิดสารประกอบได้ ทั้งสารประกอบไอออนนิกและสารประกอบโคเวเลนต์

ธาตุกำมันตรังสี

ธาตุกัมมันตรังสี คือ ธาตุที่มีสมบัติในการแผ่รังสี
กัมมันตภาพรังสี คือ ปรากฏการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้อย่างต่อเนื่อง
    การแผ่รังสี เป็นการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสของไอโทปที่ ไม่เสถียร(ไอโซโทปของนิวเคลียสที่มีอัตราส่วนระหว่างจำนวนนิวตรอนต่อจำนวนโปรตอนไม่เหมาะสม)   เนื่องจากนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีมีพลังงานสูงมากและไม่เสถียร จึงปล่อยพลังงานออกมาในรูปของอนุภาคหรือรังสีบางชนิด แล้วธาตุเหล่านั้นก็จะเปลี่ยนเป็นธาตุใหม่


ชนิดและสมบัติของรังสีบางชนิด

รังสีแอลฟาหรือ อนุภาคแอลฟา 

  อนุภาคประกอบด้วย 2 โปรตอน 2 นิวตรอน เหมือนนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม มีเลขมวล 4
  
มีประจุไฟฟ้า +2
  
มีอำนาจทะลุทะลวงต่ำมาก ไม่สามารถผ่านแผ่นกระดาษหรือโลหะบางๆได้
  
เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็ก โดยเบนเข้าหาขั่วลบ
รังสีบีตา หรือ อนุภาคบีตา
  
มีสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน
  
มีประจุไฟฟ้า -1 มีมวลเท่ากับมวลอิเล็กตรอน
  
มีอำนาจทะลุทะลางมากกว่า รังสีแอลฟา ถึง 100 เท่า  สามารถผ่านโลหะแผ่นบางๆ
  
มีความเร็วใกล้เคียงความเร็วแสง
  
เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็ก โดยเบนเข้าหาขั่วบวก
รังสีแกมมา 
  
เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก
  
ไม่มีประจุไม่มีมวล
  
มีอำนาจทะลุทะลวงสูงมาก สามารถผ่านแผ่นคอนกรีตหนาๆได้



ครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสี 
               ธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดจะสลายตัวได้เร็วหรือช้าแตกต่างกัน ปริมาณการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีจะบอกเป็น ครึ่งชีวิต(ระยะเวลาที่นิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสี สลายตัวจนเหลือครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิม)   ครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทป

ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี 
ด้านธรณีวิทยา 
               
C-14                      หาอายุของวัตตุโบราณที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ
ด้านการแพทย์
               
I-131     ตรวจดูความปกติของต่อมไธรอยด์
               
I-132     ตรวจดูภาพสมอง
                
Na-24    ตรวจดูระบบการไหลเวียนของเลือด
                
Co-60,Ra-226   รักษาโรคมะเร็ง
                
P-32       รักษาโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว
ด้านการเกษตร 
                
P-32                       ตรวจวัดรังสีที่ใบของพืช
                ปรับปรุงเมล็ดพันธุ์พืช
                
Co-60    ทำลายแบคทีเรีย,ถนอมอาการ
ด้านการอุสาหกรรม
                รังสีทำให้อัญมณีมีสีสันสวยงามขึ้น
                ตรวจหารอยรั่วของท่อส่งน้ำมัน
ด้านพลังงาน
                U-235,U-238,Pu-239   ผลิตไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าปรมาณู


  โทษของธาตุกัมมันตรังสี
               เมื่อร่างกายได้รับรังสีจำนวนมาก
ทำให้โมเลกุลของน้ำ สารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ต่างๆ ในร่างกายเสียสมดุล  ทำให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์ในร่างกาย ไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ  อาจทำให้เซลล์เกิดการเปลี่ยนแปลงหรือกลายพันธุ์  และรังสีแอลฟาจะทำลายเซลล์เม็ดเลือดแดง

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ 
                เป็นการเปลี่ยนแปลง ในนิวเคลียสของธาตุ และมีพลังงานเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาจำนวนมหาศาล
ปฏิกิริยาฟิชชัน
               คือ กระบวนการที่นิวเคลียสของธาตุหนักบางชนิดแตกออกเป็นไอโซโทปของธาตุที่เบากว่า ในการเกิดปฏิกิริยาในแต่ละครั้งจะคายพลังงานออกมาจำนวนมาก และได้ไอโซโทปกัมมันตรังสีหลายชนิด รวมถึงได้นิวตรอน ถ้านิวตรอนที่เกิดขึ้นใหม่นี้ชนกับนิวเคลียสอื่นๆ ก็จะทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิชชันต่อไปเรื่อยๆเรียกปฏิกิริยานี้ว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่

ปฏิกิริยาฟิวชัน
                คือ กรณีที่นิวเคลียสของธาตุเบาสองชนิดหลอมรวมกันเกิดเป็นนิวเคลียสใหม่ที่มีมวลสูงกว่าเดิม และให้พลังงานปริมาณมาก  การเกิดปฏิกิริยาฟิวชันจะต้องใช้พลังงานเริ่มต้นสูงมาก เพื่อเอาชนะแรงผลักระหว่างนิวเคลียสที่จะเข้ารวมกัน
 

คลิปสื่อการเรียนการสอน

แบบทดสอบเรื่องสมบัติของธาตุและสารประกอบ

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น