ตัวอย่าง : ตารางธาตุฉบับการ์ตูน
-
Upload
tpa-publishing- -
Category
Documents
-
view
1.002 -
download
0
description
Transcript of ตัวอย่าง : ตารางธาตุฉบับการ์ตูน
250.-
แปลจาก... SHUKIHYO NI TSUYOKUNARU!
by... Katsuhiro Saito
แปลและเรยบเรยงโดย... รศ. ดร.ศกดา ดาดวง
■ บรรณาธการบรหาร ทวยา วณณะวโรจน หวหนากองบรรณาธการ แทนพร เลศวฒภทร บรรณาธการเลม แสงเงน
นาคพฒน ออกแบบปก ภาณพนธ โนวยทธ ออกแบบรปเลม ดวงกมล แสงทองศร ธรการสำานกพมพ องคณา อรรถพงศธร
■ พมพท : หจก. ท.เอส.บ. โปรดกส
จดพมพโดย สำานกพมพ ส.ส.ท. 5-7 ซอยสขมวท 29 ถนนสขมวท แขวงคลองเตยเหนอ เขตวฒนา กรงเทพฯ 10110 โทร. 0-2258-0320 (6 เลขหมายอตโนมต), 0-2259-9160 (10 เลขหมายอตโนมต) เสนองานเขยน • งานแปลไดท www.tpa.or.th/publisher/new ตดตอสงซอหนงสอไดท www.tpabookcentre.com
จดจำาหนายโดย บรษท ซเอดยเคชน จำากด (มหาชน) อาคารทซไอเอฟ ทาวเวอร ชน 19 เลขท 1858/87-90 ถนนบางนา-ตราด แขวงบางนา เขตบางนา กรงเทพฯ 10260 โทร. 0-2739-8000, 0-2739-8222 โทรสาร 0-2739-8356-9 www.se-ed.com
ตารางธาต ฉบบการตนby... Katsuhiro Saito
แปลและเรยบเรยงโดย... รศ. ดร.ศกดา ดาดวง
พมพครงท 1 มกราคม 2557
“ถาหนงสอมขอผดพลาดเนองจากการพมพ ใหนำามาแลกเปลยนไดทสมาคมฯ” โทร. 0-2258-0320 ตอ 1560, 1570
ราคา 250 บาท
SHUKIHYO NI TSUYOKUNARU! by Katsuhiro SaitoCopyright 2012 Katsuhiro SaitoAll rights reserved.Originally published in Japan by SB Creative Corp., TokyoThai translation rights arranged with SB Creative Corp. through THE SAKAI AGENCY.สงวนลขสทธฉบบภาษาไทยโดยสมาคมสงเสรมเทคโนโลย (ไทย-ญปน)
ขอมลทางบรรณานกรมของสำานกหอสมดแหงชาตไซโต, คะสฮโระ.ตารางธาต ฉบบการตน .-- กรงเทพฯ : สมาคมสงเสรมเทคโนโลย (ไทย-ญปน), 2557.
240 หนา. 1. ตารางธาต. I. ศกดา ดาดวง, ผเแปล. II. ชอเรอง.
546.8ISBN 978-974-443-565-1
ค�าน�า
ในหนงสอเลมนผเขยนตงใจจะน�ำเสนอโครงสรำงของอะตอม ตลอดจน
คณสมบต และควำมสำมำรถในกำรท�ำปฏกรยำโดยอำศยตำรำงธำต ซงเมอเอยถง
ตำรำงธำตกคงท�ำใหคณผอำนตองระลกถงควำมรสกแย ๆ สมยทเรยนวชำเคมใน
ชนมธยมศกษำไมมำกกนอย แตหนงสอเลมนไมไดหนกหนำสำหสดำนเนอหำ
ทำงวชำกำรและนำเบอหนำยแตอยำงใด มจดประสงคใหเนอหำอำนไมยำก และหวง
จะเชอเชญใหคณผอำนเพลดเพลนไปกบโลกของตำรำงธำต ซงกหนไมพนเรองรำว
ทำงดำนเคมนนเอง
จกรวำลประกอบขนจำกสสำร และสสำรทงหมดกประกอบขนจำกอะตอม
สสำรทมในจกรวำลมมำกมำยหลำยชนดจนนบไมถวน แตอะตอมทกอรำงเปนสสำร
เหลำนนมเพยง 90 ชนด อะตอมทง 90 ชนดเขำมำรวมตวกน ยดเหนยวกนเปน
โมเลกล และโมเลกลกประกอบกนขนเปนสสำร
โครงสรำงของอะตอมไมซบซอนเลย เปนรปทรงกลมคลำยกลมหมอก ตรง
กลำงมนวเคลยสขนำดเลก หอหมดวยกลมหมอกอเลกตรอนจงมลกษณะคลำยหมอก
นวเคลยสมโปรตอนซงมประจบวก มคำ +1 จ�ำนวนโปรตอนใชก�ำหนดคำท
เรยกวำ เลขอะตอม Z สวนอเลกตรอนทเปนสวนของกลมหมอกมคำประจเปน –1
และมจ�ำนวนเทำกบจ�ำนวนโปรตอน (เลขอะตอม Z) ดวยเหตนอะตอมโดยทวไป
จงมประจเปนกลำงทำงไฟฟำ
ธำตทมลกษณะเปนอะตอมเชนน เมอน�ำมำเรยงล�ำดบตำมเลขอะตอม Z
กจะพบวำมอะไรสนก ๆ อยำงเชน ไฮโดรเจนซงม Z = 1 ลเทยมซงม Z = 3 โซเดยม
ซงม Z = 11 และโพแทสเซยมซงม Z = 19 ลวนมประจบวกเปน +1 และมคณสมบต
คลำยคลงกน และเมอน�ำธำตทมคณสมบตคลำยกนมำเรยงกนตำมแนวตง จดเรยง
ธำตซ�ำไปมำ จะไดตำรำงทเรยกวำ “ตำรำงธำต” โดยมหลกกำรเรยงกลบไปกลบ
มำซ�ำ ๆ คลำยกบวนทงเจดในปฏทน
ดำนซำยสดของปฏทนทงดำนบนและลำงกลวนแตเปนวนอำทตยอนเปน
วนแสนสข ตำรำงธำตกเชนเดยวกน แถวซำยสดซงกคอธำตหม 1 มำเรยงตวกน
กลวนมคณสมบตและกำรท�ำปฏกรยำทคลำยกน
เมอเขำใจเชนนแลว เมอเรำดตำรำงธำตกจะสำมำรถคำดเดำคณสมบต
ของแตละธำตไดแมนย�ำระดบหนง กลำวคอธำตในหม 1 กจะแตกตวไดเปนไอออน
บวกประจ +1 ไดงำย และธำตหม 2 แตกตวเปนไอออนบวกประจ +2 ไดงำย
เชนกน อยำงนเปนตน นคอคณคำและควำมส�ำคญของตำรำงธำต
เหรยญทอง เงน และทองแดงในกฬำโอลมปก โลหะทงสำมเปนทรกนด
วำลวนจดเรยงตวอยในหม 11 นอกจำกนทองกบแพลทนมและเงนกบแพลเลเดยม
ยงอยตดกนในแถวเดยวกน
ยเรเนยมและพลโทเนยมซงเปนเชอเพลงในเครองปฏกรณนวเคลยร เปน
ธำตทมขนำดใหญ อยในสวนทำย ๆ ของตำรำงธำต และทอเรยม (Z = 90) ซง
เปนควำมหวงส�ำหรบเครองปฏกรณในอนำคตกมขนำดใหญเชนกน
ปจจบน ธำตหำยำกหรอแรรเอรทกมบทบำทส�ำคญ มคณสมบตพเศษ
ตำง ๆ เชน เรองแสงหรอเปนแมเหลก ซงขำดไมไดส�ำหรบงำนดำนเลเซอร หรอ
เปนวตถดบส�ำหรบหนวยควำมจ�ำ ธำตทมคณสมบตเปนแมเหลกพลงสงกใชกบ
มอเตอรขนำดจว เปนธำตทมควำมส�ำคญตอวทยำศำสตรยคใหม แรรเอรทเหลำน
บำงสวนอยในหม 3 และมทงหมด 17 ธำต
ทวำในจ�ำนวนนม 15 ธำตทไมอยในสวนบนของตำรำงธำต กลบไปเรยง
อยในแถวทเขยนขนตำงหำกในสวนลำง แยกออกไปจำกตวตำรำงธำตหลกเหมอน
เปนของแถม ทง 15 ธำตมลกษณะและคณสมบตคลำยคลงกนรำวกบเปนฝำแฝด
15 คน ควำมจรงแลวธำตหำยำกหรอแรรเอรทกมคณสมบตคลำยกน แยกออก
จำกกนไดยำก
ตำรำงธำตจะสะทอนใหเหนถงโครงสรำงของธำตอกดวย โดยเนอแทแลว
แสดงใหเหนถงต�ำแหนงกำรเรยงตวของอเลกตรอน ซงกำรเรยงตวของอเลกตรอน
จะสงผลถงคณสมบตของอะตอมรวมทงควำมสำมำรถในกำรท�ำปฏกรยำอกดวย
ดงนนกลำวไดวำตำรำงธำตบอกใหเรำทรำบถงคณสมบตและกำรท�ำปฏกรยำของ
อะตอมนนเอง
หำกไดอำนหนงสอเลมน คณผอำนอำจจะตองประหลำดใจ จำกตำรำงธำต
อนแสนจะนำเบอทเคยเรยนในชนมธยม เตมไปดวยหลกวชำกำรแนนเปรยะ กลบ
กลำยเปนตำรำงธำตทมเสนหดงดดใจ ตำรำงธำตเปรยบเหมอนกำวแรกของวชำดำน
เคม เมอไดสมผสกบหนงสอเลมนและรสกคนเคยกบตำรำงธำตแลวกจะพลอยหลง
เสนหของวชำเคมไปดวยในทสด และเชอวำคณผอำนจะหลงรกเรองรำวตำง ๆ ทำง
เคมไปเลยกเปนได
สดทำยนขอขอบคณควำมพยำยำมของคณชโกะ อช แหงซอฟตแบงก
ครเอทฟ ในกำรจดท�ำรปเลมหนงสอ ขอบคณคณชโฮะ อกช ผสรรคสรำงภำพ
ประกอบไดอยำงนำสนใจ ขอขอบคณผแตงหนงสอทงหลำยทไดอนญำตใหอำงอง
รวมทงขอบคณส�ำนกพมพมำ ณ โอกำสน
กมภำพนธ ค.ศ. 2012
คะสฮโระไซโต
(Katsuhiro Saito)
สารบญ
หนา
ตอนท 1 ตารางธาต
บทท 1 อะตอมคออะไร ? ........................................................................... 1
ตารางธาต 118 ธาต ............................................................................................................ 2
1-1 อะตอมมความเปนมาอยางไรกนแน ? .................................... 4
1-2 อะตอมกบธาตตางกนตรงไหนนะ ? ......................................... 6
1-3 อะตอมมรปลกษณอยางไรกนแน ? .......................................... 8
1-4 เลขอะตอมใชอะไรก�าหนด ? ........................................................ 10
1-5 ไอโซโทปคออะไร ? ....................................................................... 12
1-6 เลขอะโวกาโดรคอคาอะไรกนแน ? ........................................... 14
1-7 กมมนตภาพรงสเปนพลงแบบไหนกนแน ? .......................... 16
1-8 ปฏกรยาการสลายนวเคลยส นวเคลยส
สลายตวจรงหรอ ? ............................................................................ 18
บทท 2 อเลกตรอนคออะไร ? ................................................................... 20
2-1 อเลกตรอนอยในชนอเลกตรอน .................................................. 22
2-2 เลขควอนตมก�าหนดคณสมบตของอเลกตรอน ................... 24
2-3 อเลกตรอนกอใหเกดกลมหมอกอเลกตรอน ......................... 26
2-4 ลองมาถายภาพอเลกตรอนกนเถอะ ......................................... 28
2-5 ชนอเลกตรอนแบงไดเปนหลายออรบทล ............................... 30
2-6 รปรางของออรบทลมอะไรสนก ๆ............................................. 32
2-7 กฎการเขาสออรบทล ........................................................................ 34
2-8 การจดเรยงอเลกตรอนในชน K และชน L ............................ 36
2-9 อเลกตรอนชนนอกสดก�าหนดคณสมบต
ของอะตอม ............................................................................................ 38
บทท 3 เรยนรอะไรจากตารางธาตไดบางนะ ? ........................................ 40
3-1 ตารางธาตคอปฏทนของธาต ........................................................ 42
3-2 หมและคาบคอสนหลงของตารางธาต ..................................... 44
3-3 ตารางธาตสะทอนการจดเรยงตวของอเลกตรอน .............. 46
3-4 แบงกนชดเจน ธาตหมหลกกบธาตทรานซชน ..................... 48
3-5 ธาตทรานซชนเปนการเปลยนเสอเชต ...................................... 50
3-6 ชนดของธาตแบงตามการจดเรยงอเลกตรอน ....................... 52
3-7 ตารางธาตแบบตาง ๆ ..................................................................... 54
บทท 4 ตารางธาตทดไดดวยอะตอมและโมเลกล ...................................... 56
4-1 ตารางธาตส�าหรบบอกรศมอะตอม ........................................... 58
4-2 ตารางธาตกบความเปนไอออน ................................................... 60
4-3 ตารางธาตกบพลงงานการเกดไอออน ..................................... 62
4-4 ตารางธาตกบคาอเลกโทรเนกาตวต ......................................... 64
4-5 สารประกอบแอซดออกไซดและเบสกออกไซด .................... 66
4-6 คณสมบตทแสดงออกเมอเปนโมเลกล .................................... 68
4-7 อะตอมยดเหนยวกนเปนโมเลกล ............................................... 70
4-8 พนธะไอออนกและพนธะโลหะ ................................................... 72
4-9 พนธะโคเวเลนตกบแรงยดเหนยวระหวางโมเลกล ............. 74
4-10 พนธะเคมกบตารางธาต.................................................................. 76
บทท 5 คณสมบตทดไดจากตารางธาต..................................................... 78
5-1 สสารเปนไดทงกาซ ของเหลว และของแขง .......................... 80
5-2 จดหลอมเหลวกบตารางธาต ........................................................ 82
5-3 ของแขงและผลก ................................................................................. 84
5-4 รปรางของผลกกบตารางธาต ....................................................... 86
5-5 ลกษณะพเศษของธาตโลหะ ......................................................... 88
5-6 ธาตโลหะกบตารางธาต ................................................................... 90
5-7 ธาตทเปนองคประกอบของจกรวาล ......................................... 92
5-8 ธาตทเปนองคประกอบของโลก .................................................. 94
5-9 ธาตทเปนองคประกอบของโครงสรางสงมชวต .................... 96
5-10 โลหะหายากและธาตหายาก......................................................... 98
5-11 โลหะหายากกระจายตวไมทวไป ................................................. 100
ตอนท 2 คณสมบตของธาตหมหลก
บทท 6 ธาตหม 1, 2 และ 12 .................................................................... 102
6-1 คณสมบตของธาตหม 1 ................................................................. 104
6-2 คณสมบตของไฮโดรเจน ................................................................. 106
6-3 คณสมบตของธาตอนในหม 1 ..................................................... 108
6-4 คณสมบตของธาตหม 2 ................................................................. 110
6-5 คณสมบตของแมกนเซยมและแคลเซยม ................................. 112
6-6 คณสมบตของธาตอนในหม 2 ..................................................... 114
6-7 คณสมบตของธาตหม 12 .............................................................. 116
6-8 คณสมบตของสงกะส แคดเมยม และปรอท ....................... 118
บทท 7 ธาตหม 13 ถง 15 ........................................................................ 120
7-1 คณสมบตของธาตหม 13 .............................................................. 122
7-2 คณสมบตของโบรอนและอะลมเนยม ...................................... 124
7-3 คณสมบตของธาตอนในหม 13 .................................................. 126
7-4 คณสมบตของธาตหม 14 .............................................................. 128
7-5 คณสมบตของคารบอนและซลคอน .......................................... 130
7-6 คณสมบตของธาตอนในหม 14 .................................................. 132
7-7 คณสมบตของธาตหม 15 .............................................................. 134
7-8 คณสมบตของไนโตรเจนและฟอสฟอรส ................................. 136
7-9 คณสมบตของธาตอนในหม 15 .................................................. 138
บทท 8 ธาตหม 16 ถง 18 ........................................................................ 140
8-1 คณสมบตของธาตหม 16 .............................................................. 142
8-2 คณสมบตของออกซเจนและก�ามะถน ...................................... 144
8-3 คณสมบตของธาตอนในหม 16 .................................................. 146
8-4 คณสมบตของธาตหม 17 .............................................................. 148
8-5 คณสมบตของฟลออรนและคลอรน .......................................... 150
8-6 คณสมบตของธาตอนในหม 17 .................................................. 152
8-7 คณสมบตของธาตหม 18 .............................................................. 154
8-8 คณสมบตของฮเลยมและนออน ................................................. 156
8-9 คณสมบตของธาตอนในหม 18 .................................................. 158
ตอนท 3 คณสมบตของธาตทรานซชน
บทท 9 รายละเอยดของธาตทรานซชน ..................................................... 160
9-1 ชนดของธาตทรานซชน .................................................................... 162
9-2 คณสมบตของธาตหม 4 : เพชรเทยม ..................................... 164
9-3 คณสมบตของธาตหม 5 :
ตดสนก�าเนดน�ามนปโตรเลยม ..................................................... 166
9-4 คณสมบตของธาตหม 6 :
ชวยใหสวางไสวในยามค�าคน........................................................ 168
9-5 คณสมบตของธาตหม 7 :
ลกบอลทกลงไปมาใตทองทะเลลก ........................................... 170
9-6 คณสมบตของธาตหม 8 : ตวเรงปฏกรยา
ทขาดไมไดในงานเคมอนทรย ....................................................... 172
9-7 คณสมบตของธาตหม 9 :
โลหะทแสนสะดวกส�าหรบงานชบหรอยอมส ....................... 174
9-8 คณสมบตของธาตหม 10 :
โลหะผสมททนตแพทยคนเคย ..................................................... 176
9-9 คณสมบตของธาตหม 11 :
ตวแทนสมาชกโลหะมคาทงปวง ................................................. 178
บทท 10 ธาตแรรเอรท (ธาตหายาก) ....................................................... 180
10-1 ชนดของแรรเอรท (ธาตหายาก) .................................................. 182
10-2 โครงสรางอเลกตรอนของแรรเอรท ............................................ 184
10-3 คณลกษณะของธาตแรรเอรท ....................................................... 186
10-4 การแยกบรสทธธาตแรรเอรท ....................................................... 188
10-5 แหลงผลตแรรเอรท ........................................................................... 190
10-6 แรรเอรทกบการเรองแสง ................................................................ 192
10-7 แรรเอรทกบความเปนแมเหลก .................................................... 194
10-8 แรรเอรทกบตวน�ายงยวด ................................................................ 196
บทท 11 ธาตแอกทไนด ............................................................................. 198
11-1 โครงสรางอเลกตรอนของแอกทไนด ......................................... 200
11-2 คณสมบตของธาตแอกทไนดทส�าคญ ....................................... 202
11-3 ไอโซโทปของยเรเนยม ...................................................................... 204
11-4 การแบงแยกนวเคลยสของยเรเนยม.......................................... 206
11-5 การท�างานของเครองปฏกรณนวเคลยร .................................. 208
11-6 โครงสรางของเครองปฏกรณนวเคลยร
และการเดนเครอง ............................................................................. 210
11-7 เครองปฏกรณแหงอนาคต :
แบบผลตเชอเพลงดวยนวตรอนเรว ........................................... 212
11-8 ธาตหลงยเรเนยม ............................................................................... 214
เอกสารอางอง .................................................................................................................... 216
ดชน .................................................................................................................... 218
38
ตารางธาต ฉบบการตน
ส�าหรบชน M กมหลกการจดเรยงอเลกตรอนเชนเดยวกบชน K และ
ชน L
1 การจดเรยงอเลกตรอนในชน M
• โซเดยม Na : ในออรบทล 3s มอเลกตรอนไรค
• แมกนเซยม Mg : ในออรบทล 3s มอเลกตรอนค
• อะลมเนยม Al : ในออรบทล 3p มอเลกตรอนไรค
• ซลคอน Si : มอเลกตรอนไรค 2 อเลกตรอนเชนเดยวกบคารบอน
• ฟอสฟอรส P : อเลกตรอนไรคเพมเปน 3 อเลกตรอน
• ก�ามะถน S : อเลกตรอนไรคลดเหลอ 2 อเลกตรอน
• คลอรน Cl : มอเลกตรอนไรค 1 อเลกตรอน
• อารกอน Ar : ชน M มอเลกตรอนอยเตมไดเปนโครงสรางชนปด
ในชน M มออรบทล 3d แตการจดเรยงคอนขางจะซบซอน ซงเปนกญแจ
ส�าคญไขสก�าเนดธาตทรานซชน ดวยเหตนจะกลาวถงในภายหลงในหวขอท
เกยวของกบธาตทรานซชน
2 อเลกตรอนชนนอกสดและเวเลนซอเลกตรอน
ในบรรดาชนอเลกตรอนทมอเลกตรอนอยนน ชนทอยนอกสดจะเรยกวา
ชนอเลกตรอนนอกสด และอเลกตรอนในชนนกเรยกวา อเลกตรอนชนนอกสด
กรณอะตอมจะมองเหนแคเพยงดานนอก จงมองเหนเฉพาะอเลกตรอนทอยนอกสด
ความหมายคอลกษณะและคณสมบตของอะตอมทงหมดก�าหนดดวยอเลกตรอน
ชนนอกสด
นอกจากนเมออะตอม 2 อะตอมชนกน สงทจะพบเจอกนโดยตรงกคอ
อเลกตรอนชนนอกสด การชนกนของอะตอมหมายถงการเกดปฏกรยาของอะตอม
ดงนนหมายความวาอเลกตรอนชนนอกสดเปนตวควบคมการเกดปฏกรยานนเอง
อเลกตรอนชนนอกสด ก�ำหนดคณสมบตของอะตอม
2-9
บทท 2 อเลกตรอนคออะไร ?
39
เมอเปนเชนน คณสมบตและการเกดปฏกรยาของอะตอมลวนก�าหนดดวย
อเลกตรอนชนนอกสด นอกจากนการเกดไอออนของอะตอมและคาประจของไอออน
กก�าหนดดวยจ�านวนอเลกตรอนชนนอกสด ดวยเหตนอเลกตรอนชนนอกสดจงเรยก
อกอยางหนงวา เวเลนซอเลกตรอน (valence electron)
ธาตทอเลกตรอนชนนอกสดท�าหนาทเปนเวเลนซอเลกตรอนโดยทวไป
เรยกวา ธาตหมหลก (main group element)
ÍŽÍ !Í‹ҧ¹Ñé¹Ë
Ã×Í
à¨çº... âÍ� !
การจดเรยงอเลกตรอนในชน M
ลกษณะและการเกดปฏกรยาของอะตอมก�าหนดดวยอเลกตรอนชนนอกสด
Na Mg Al Si P S Cl Ar 3p 3s
ชนนอก(M)
ชนใน
คณสมบตรวมทงการเกดปฏกรยากบอะตอมอน ทงหมดก�าหนดดวย
อเลกตรอนชนนอกสด
{{
58
ตารางธาต ฉบบการตน
ตารางธาตส�าหรบบอกรศมอะตอม
4 -1
อะตอมมคณสมบตตาง ๆ ทงดานกายภาพและดานการท�าปฏกรยา
คณสมบตเหลานกลบมามซ�า ๆ ไดตามล�าดบของธาตในตารางธาต และเรยกวา
การเปลยนแปลงจากความเปนตาราง
1 รศมอะตอม
รศมอะตอมบอกขนาดของอะตอม เปนวธการวดทรวดเรวทสด รปใน
หนาถดไปเปนตารางธาตทแสดงรศมของอะตอม
ขนาดของอะตอมขนกบกล มหมอกอเลกตรอน จ�านวนอเลกตรอนท
ประกอบกนเปนกลมหมอกกจะมขนาดใหญขนตามคาเลขอะตอมทเพมขน ดงนน
ขนาดของอะตอมกควรจะใหญขนตามเลขอะตอมทเพมขนดวย แตจากรปไมไดเปน
เชนนน กลาวคอหากเปนอะตอมในคาบเดยวกน ยงเลขอะตอมเพม ขนาดอะตอม
กจะยงเลกลง และหากเปนหมเดยวกน ยงเลขคาบเพม ขนาดอะตอมกจะเพมขน
เปนการเปลยนแปลงตามคาบในตารางธาตทใชกนทวไป
เลขคาบสะทอนตวเลขควอนตมของชนอเลกตรอนชนนอกสด เลขคาบท
เพมขนแสดงใหเหนชนอเลกตรอนทอยชนนอกสดวาเปนชนใด ท�าใหอะตอมมขนาด
ใหญขนแน ๆ นอกจากนหากเปนธาตในคาบเดยวกนแลวเลขอะตอมเพมขน ขนาด
จะเลกลง สาเหตเปนเพราะนวเคลยสมประจบวกเพมขน พลงการดงดดอเลกตรอน
จงเพมขน ผลคอกลมหมอกอเลกตรอนหรอกคออะตอมหดตวเลกลง
2 การวดรศมอะตอม
แลววดรศมอะตอมไดอยางไร ? การวดเปนเรองยากมาก อธบายงาย ๆ
คอวดความยาวของพนธะระหวางอะตอมของโมเลกลทประกอบขนจากอะตอม
ชนดเดยวกน 2 อะตอม ความยาวครงหนงของพนธะกคอรศมของอะตอม แตอะตอม
บางชนดไมประกอบกนเปนโมเลกล ดงนนในปจจบน วธทใชวดกคอใชรศมของ
ออรบทลของชนอเลกตรอนชนนอกสดโดยการค�านวณจากเคมควอนตม และรปท
59
บทท 4 ตารางธาตทดไดดวยอะตอมและโมเลกล
วาดในหนงสอเลมนกไดมาจากวธดงกลาว
นอกจากรศมของอะตอมแลวยงมรศมของไอออน หากน�าอเลกตรอน
ออกไปจากอะตอมทเปนกลางกไดไอออนบวก และถาเตมอเลกตรอนเขาไปกได
ไอออนลบ ดงนนรศมอะตอมของธาตเดยวกนเรยงจากนอยไปมากคอ ไอออนบวก
< อะตอม (ประจเปนกลาง) < ไอออนลบ
Rb298
Sr245
In200
Sb
154
Sn
172
I
132
Xe
124
Tl
142
K278
Na223
Li205
Mg172
Al182
Ca223
Ga181
As133
Ge152
Br118
Kr103
Si146
Be140
B117
C91
N75
O
65
F
55
Ne
51
H
79
He
49
P123
S109
Cl98
Ar88
Se122
รปภาพรศมของอะตอม
วธวดรศมของออรบทล
(ขนาด : pm = 10–12m)
A Arc
รศมของพนธะ (rc)× 2
A+ —e—
A+e—
A-
ไอออนบวก(เลกลง)
อะตอม(ประจเปนกลาง)
ไอออนลบ(ใหญขน)
104
ตารางธาต ฉบบการตน
คณสมบตของธาตหม 1
6-1
ธาตหม 1 ม 7 ธาต หากไมนบไฮโดรเจน ทกธาตเปนธาตโลหะ และ
เรยกวา โลหะอลคาไล
1 โครงสรางของอเลกตรอน
ธาตหม 1 ทกธาตมอเลกตรอนในชนนอกสด 1 ตว ซงอยในออรบทล s
ดวยเหตนจงเรยกอกอยางวา ธาตบลอก s เมอปลดปลอยอเลกตรอน 1 ตวนไปจะ
ไดโครงสรางออกเตตทเสถยรมาก ธาตหม 1 จงแตกตวเปนไอออนบวกมคา +1
ธาตหม 1 มเพยงไฮโดรเจนทแตกตางออกไป กลาวคอไมไดเปนโลหะ
มสถานะเปนกาซ และสรางตวเปนโมเลกล H2 ดวยพนธะโคเวเลนต หากไมนบ
ไฮโดรเจน ธาตอน ๆ ในหม 1 เปนของแขงและเปนโลหะ เรยกวา โลหะอลคาไล
วองไวตอปฏกรยาเคมสงมาก ท�าปฏกรยาไดแมกบความชนและออกซเจนในอากาศ
ตองเกบดวยการแชในน�ามน
หากแตะเกลอของโลหะอลคาไลกบปลายเขมโลหะ เชน แพลทนม แลว
เผาดวยเปลวไฟ แตละธาตจะใหสเฉพาะตว เรยกวา การทดสอบสเปลวไฟ (flffllame
test) ชวยใหจ�าแนกชนดของธาตได และยงตกแตงสดอกไมไฟไดอกดวย
2 ความเปนดาง
เหตทเรยกวาโลหะอลคาไลเพราะโลหะเหลานมสมบตเปนดาง เมอท�า
ปฏกรยากบน�าแลวละลายน�าจะปลดปลอยไอออนไฮดรอกไซด OH– เมอโซเดยม
Na ท�าปฏกรยากบน�าอยางรนแรงไดโซเดยมไฮดรอกไซด NaOH และกาซไฮโดรเจน
H2 แลวไฮโดรเจนกท�าปฏกรยากบออกซเจนใหความรอนมากมาย จนระเบดรนแรง
ได แตในสารละลายจะม NaOH คงอย ซงแตกตวเปนไอออนอยางสมบรณได Na+
และ OH– ท�าใหสารละลายมฤทธเปนดาง
เมอสารละลายดางเชนเดยวกบโซเดยมไฮดรอกไซดท�าปฏกรยากบกรด
เชน กรดเกลอ (กรดไฮโดรคลอรก) HCl จะไดผลตภณฑเปนน�ากบโซเดยมคลอไรด
105
บทท 6 ธาตหม 1, 2 และ 12
NaCl เรยกปฏกรยากรดกบดางเชนนวา การท�าใหเปนกลาง ผลคอไดน�าและสารท
เรยกกนทวไปวา เกลอ
การทดสอบสเปลวไฟ
นำมน
วธการเกบรกษาโลหะอลคาไล
ÇŒÒÇ
โครงสรางอเลกตรอนของธาตหม 1
การทดสอบสเปลวไฟของธาตหม 1
ดางกบกรด
อเลกตรอนชนนอกสด
โครงสรางออกเตต
B
โครงสรางออกเตต
B+
—e—
ธาต Li Na K Rb Cs
สเปลวไฟ มวงแดง เหลอง มวง แดงเขม เขยวน�าเงน
BOH B+ + OH–
AH A + H+
BOH + AH H2O + AB
ดาง
กรด
เกลอ
108
ตารางธาต ฉบบการตน
คณสมบตของธาตอนในหม 1
6-3
ธาตอนในหม 1 นอกจากไฮโดรเจน ลวนเปนโลหะอลคาไล ทกตวเปน
โลหะของแขง มความวองไวตอการท�าปฏกรยาเคมสงมาก
1 ลเทยม Li
ลเทยมเปนโลหะของแขง สขาวเงน มคาความถวงจ�าเพาะ 0.53
จดหลอมเหลว 181๐°C เปนโลหะเบา โดยทวไป ถาความถวงจ�าเพาะนอยกวา 5
เรยกวา โลหะเบา และหากสงกวานน เรยกวา โลหะหนก ลเทยมเปนโลหะทม
ความถวงจ�าเพาะนอยทสดในบรรดาโลหะทงหมด เปนโลหะออน ตดไดดวยมด เปน
โลหะส�าคญส�าหรบการผลตแบตเตอรลเทยม ใชเปนยารกษาโรคซมเศราได แต
ปรมาณทใชกบปรมาณทเปนพษมชวงแคบมาก ตองใชดวยความระมดระวงอยางยง
2 โซเดยม Na
โซเดยมมความถวงจ�าเพาะ 0.97 จดหลอมเหลว 98๐°C เปนโลหะออน
เปนไอออนส�าคญทท�างานรวมกบโพแทสเซยม K ในการควบคมการสงกระแส
ประสาทในระบบประสาทของสตวตาง ๆ นอกจากนยงใชเปนสารหลอเยน (ตวกลาง
ความรอน) ในเครองปฏกรณนวเคลยรแบบผลตเชอเพลงดวยนวตรอนเรว (fast
breeder reactor) โซเดยมผลตไดจากเทคนคการแยกโซเดยมคลอไรด NaCl ดวย
ไฟฟาทเรยกวา molten electrolysis
3 โพแทสเซยม K
โพแทสเซยมมความถวงจ�าเพาะ 0.85 จดหลอมเหลว 64๐°C เปนโลหะ
ออน วองไวตอการท�าปฏกรยาเคมสง ท�าปฏกรยากบความชนในอากาศแลวลกไหม
เปนเปลวไฟได การใชตองระมดระวงอยางยง
นอกจากนโพแทสเซยมยงเปน 1 ใน 3 ธาตอาหารส�าคญทขาดไมไดของ
พช ดงนนเมอเผาไม สารประกอบอนทรยจะเปลยนรปเปนน�าและคารบอนไดออกไซด
จนหมดสน เหลอแตโลหะ (โดยทวไปเรยกวาแรธาต) เชน โพแทสเซยมและโลหะ
109
บทท 6 ธาตหม 1, 2 และ 12
อน ๆ อยในรปสารประกอบออกไซด เชน K2O ซงเรยกกนวาขเถา เมอน�าไปละลาย
น�ากไดน�าดางขเถา ซงกคอโพแทสเซยมไฮดรอกไซด KOH ซงมฤทธเปนดาง
4 รบเดยม Rb
รบเดยมมความถวงจ�าเพาะ 1.53 จดหลอมเหลว 39๐°C จงเปนโลหะท
หลอมเหลวไดงาย ใชเปนนาฬกาอะตอมรวมกบซเซยม Cs แมจะมความแมนย�า
ไมเทาซเซยม แตนาฬการบเดยมมรปทรงทใชงานงายและมความแมนย�าพอสมควร
(ความคลาดเคลอนเพยง 1 วนาท ในรอบ 3 พน ถง 3 แสนป)
¤Å×蹡ÃШÒÂÁÒ¨Ò¡µÃ§¹Õé¹Õèàͧ ÂÍ´àÂÕèÂÁÊØ´ æ
LithiumLitLitLitLitLitLitLitLitLitLitLitLithiuhiuhiuhiuhiuhiuhiuhiuhiuhiuhiummmmmmmmmmm
Lithium
Lithium ã¹ÊÁÒÃ�·â¿¹
¢Í§©Ñ¹¡çÁÕ
ÍغѵÔà˵Øâ«à´ÕÂÁÃÑèÇäËÅ ÁÒ¨Ò¡µÃ§¹ÕéàͧàËÃÍ
เปนวตถดบผลตแบตเตอร แลวยงใชเปนแบตเตอรในรถไฮบรดอกดวย
ลเทยม (Li)
เปนโลหะทผลตดวยการแยกเกลอแกงดวยไฟฟา เปนสารสอประสาททสำคญ และใช เปนสารหลอเยนใน เครองปฏกรณนวเคลยรแบบผลตเชอเพลงดวยนวตรอนเรว
โซเดยม (Na)
เปน 1 ใน 3 ธาตอาหารสำคญทขาดไมไดของพช และมในนำขเถา
โพแทสเซยม (K)
ใชในนากาอะตอม เวลาแมนยำสง คลาดเคลอน 1 วนาทใน 3 พน ถง 3 แสนป
รบเดยม (Rb)
´Ñ§¹Ñé¹àÁ×èÍà¼ÒäÁŒ¨Ö§ÁÕ¢Õéà¶ŒÒ (K2O) àËÅ×ÍÍÂÙ‹
´ÑºáÅŒÇ
ธาตหม 1 : คณสมบตของลเทยม โซเดยม โพแทสเซยม และรบเดยม
(แบตเตอรลเทยม)
(เครองปฏกรณนวเคลยรแบบผลตเชอเพลงดวยนวตรอนเรว)
(พช)
(นาฬกาอะตอม)