วันอาทิตย์ที่ 30 กรกฎาคม พ.ศ. 2560

วันเสาร์ที่ 29 กรกฎาคม พ.ศ. 2560


บทที่ 3 สมบัติของธาตุและสารประกอบ



สมบัติของสารประกอบของธาตุตามคาบ
สมบัติของสารประกอบคลอไรด์ของธาตุในคาบ 2 และ 3 

สารประกอบดลอไรด์
คุณสมบัติ
สารประกอบคลอไรด์ของโลหะ
สารประกอบคลอไรด์ของอโลหะ
จุดเดือด
สูง
ต่ำ
จุดหลอมเหลว
สูง
ต่ำ
ความเป็นกรด-เบสของสารละลาย
กลาง  
ยกเว้น
BeCl2 และ NaCl3 ซึ่งป็นกรด
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 I โลหะอัลคาไลน์ 

1. มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1

2. มีเลขออกซิเดชัน +1

3. ทำปฏิกิริยาได้ดีมาก จึงไม่พบโลหะหมู่ I ในธรรมชาติ แต่จะพบในสารประกอบ สารประกอบทุกตัวเป็น



พันธะไอออนิก 

4. สารประกอบของโลหะหมู่ I ละลายน้ำได้ทุกตัว

5. ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำ  

6. ความหนาแน่นต่ำ ลอยน้ำได้ จุดเดือด จุดหลอมเหลว ไม่สูงนัก 


ธาตุหมู่ II โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท
1. มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 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  

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

ธาตุหมู่ VII เฮโลเจน 
1. มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 7
2. มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า ตั้งแต่ -1 ถึง +7
3. เป็นธาตุหมู่เดียวที่โมเลกุล มี 2 อะตอมเรียกว่า Diatomic Molecule
4. พบเป็นธาตุอิสระในธรรมชาติ และพบในรูปของสารประกอบไอออนิกและโคเวเลนต์
5. สารประกอบของหมู่ VII ส่วนใหญ่ละลายน้ำได้ดี ยกเว้นเป็นสารประกอบของ  Ag  Hg     Pb


ธาตุหมู่ VIII แก๊สเฉื่อย , แก๊สมีตระกูล , Inert gas , Noble gas
1. มีเวเลนส์อิเล็กตรอนเท่ากับ 8 ยกเว้น He มีเท่ากับ 2
2. เฉื่อยชาต่อการเกิดปฏิกิริยามาก แต่สามารถสังเคราะห์ได้
3. มีค่า IE (Ionization Energy) สูงสุดในตาราง   และ He มีค่า IE สูงที่สุดในตารางธาตุ 
4. เป็นธาตุเดียวที่ไม่มีค่า EN
 

สมบัติ
ธาตุหมู่ IA
ธาตุไฮโดรเจน
ธาตุหมู่ VIIA
จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน
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




















ตำแหน่งของธาตุไฮโดรเจนในตารางธาตุ
การจัดธาตุให้อยู่ในหมู่ของตารางธาตุจะใช้สมบัติที่คล้ายกันเป็นเกณฑ์
สรุป ธาตุไฮโดรเจนมีสมบัติคล้ายหมู่ VIIA หลายประการ แต่ไม่สามารถนำธาตุไฮโดรเจนมาจัดในหมู่ VIIA ได้ เพราะ จะทำให้แนวโน้มของสมบัติบางประการของธาตุหมู่VIIA เสียไป ปัจจุบันจึงจัดธาตุไฮโดรเจน อยู่ในคาบที่ 1 อยู่ระหว่างหมู่ IA กับ VIIA  

ธาตุทรานซิชัน
      ธาตุทรานซิชัน ประกอบด้วยธาตุ หมู่ IB ถึงหมู่ VIIIB รวมทั้งกลุ่มแลนทาไนด์กับกลุ่มแอกทิไนด์
1. อยู่ระหว่างหมู่ IIA กับหมู่ IIIA เริ่มตั้งแต่คาบ 4 เริ่มที่เลขอะตอม 21 
2.การจัดเรียงอิเล็กตรอนจะต่างจากธาตุโดยทั่วไป คือ จะจัดเรียงอิเล็กตรอนวงนอกสุดก่อน แล้วจัดอิเล็กตรอนวงรองจากวงนอกสุดเป็นวงสุดท้าย
3.การดึงอิเล็กตรอนให้หลุดจากอะตอม จะดึงอิเล็กตรอนวงนอกสุดก่อน เช่นเดียวกับธาตุปกติ
4.ธาตุทรานซิชัน จะมีเวเลนต์อิเล็กตรอน เป็น 2,1 เท่านั้น  ยกเว้น Cr กับ Cu มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1
5.ธาตุทรานซิชัน จะมีสมบัติเหมือนกันเป็นคาบมากกว่าเป็นหมู่
6.ความหนาแน่นของธาตุทรานซิชันจะสูงมาก และในคาบเดียวกันจะมีความหนาแน่นที่ใกล้เคียงกัน
7.จุดเดือดและจุดหลอมเหลวของธาตุทรานซิชันจะสูงมาก และสูงมากกว่าหมู่IAและหมู่ IIA
8.ค่า IE , EN , E0 ของธาตุทรานซิชันจะสูงมากกว่าโลหะโดยทั่วไป
9.ขนาดอะตอมของธาตุทรานซิชันที่เรียงตามคาบจากซ้ายไปขวาจะมีขนาดเล็กลง แต่ใกล้เคียงกันมาก เพราะโลหะทรานซิชัน มีความหนาแน่นสูง 
10.ธาตุทรานซิชัน มีเลขออกซิเดชันหลายค่า  ยกเว้น Sc กับ Zn มีเลขออกซิเดชันเพียงค่าเดียว

สารประกอบของธาตุทรานซิชัน 
*การเกิดสี 
-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

-สีจะเปลี่ยนถ้าสารหรือไอออนต่างชนิดกันมาล้อมรอบ เช่น CuSO4.5H2O สีฟ้า  และ Cu(NH3)4SO4 
สีคราม
-สีเปลี่ยนเพราะจำนวนสารที่มาเกาะไม่เท่ากัน เช่น CrO42-สีเหลือง และ Cr2O72-

*สารประกอบเชิงซ้อนของธาตุทรานซิชัน 
    สารประกอบของธาตุทรานซิชันชนิดต่างๆ เช่น  KMnO4 ประกอบด้วย K+ และ MnO-4 ซึ่ง MnO-4 จัดเป็นไอออนเชิงซ้อน ที่มีธาตุทรานซิชันเป็นอะตอมกลางและยึดเหนี่ยวกับอะตอมหรือไอออนอื่นๆที่มาล้อมรอบด้วยพันธะโคเวเลนต์ 

    สารประกอบที่ประกอบด้วยไอออนเชิงซ้อนจัดเป็นสารประกอบเชิงซ้อน  ธาตุทรานซิชันส่วนใหญ่จะเกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่มีสีต่างกัน 
               ปัจจัยที่มีผลต่อสีของสารประกอบเชิงซ้อนของธาตุทรายซิชัน
                - เลขออกซิเดชันของธาตุทรานซิชัน
                - ชนิดของธาตุทรานซิชัน
                - 
จำนวนโมเลกุลหรือไอออนที่ล้อมรอบธาตุทรานซิชัน  


ธาตุกึ่งโลหะ
               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 โดยเบนเข้าหาขั้วลบ


รังสีบีตา หรือ อนุภาคบีตา
  - มีสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน 
  - มีประจุไฟฟ้า -1 มีมวลเท่ากับมวลอิเล็กตรอน 
  - มีอำนาจทะลุทะลางมากกว่า รังสีแอลฟา ถึง 100 เท่า  สามารถผ่านโลหะแผ่นบางๆ
  - มีความเร็วใกล้เคียงความเร็วแสง
  - เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็ก โดยเบนเข้าหาขั้วบวก 

รังสีแกมมา
 
  เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก 
  - ไม่มีประจุไม่มีมวล 
  - มีอำนาจทะลุทะลวงสูงมาก สามารถผ่านแผ่นคอนกรีตหนาๆได้



ครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสี 

               ธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดจะสลายตัวได้เร็วหรือช้าแตกต่างกัน ปริมาณการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีจะบอกเป็น ครึ่งชีวิต(ระยะเวลาที่นิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสี สลายตัวจนเหลือครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิม)   ครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทป

ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี
ด้านธรณีวิทยา
 
               C-14      หาอายุของวัตตุโบราณที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ
 
ด้านการแพทย์
               I-131      ตรวจดูความปกติของต่อมไทลอยด์
               I-132      ตรวจดูภาพสมอง 
               Na-24     ตรวจดูระบบการไหลเวียนของเลือด
               Co-60,Ra-226   รักษาโรคมะเร็ง
               P-32       
รักษาโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว
ด้านการเกษตร
 
               P-32       ตรวจวัดรังสีที่ใบของพืชปรับปรุงเมล็ดพันธุ์พืช 
               Co-60     ทำลายแบคทีเรีย,ถนอมอาการ 

ด้านการอุสาหกรรม
 
               รังสีทำให้อัญมณีมีสีสันสวยงามขึ้น  
               ตรวจหารอยรั่วของท่อส่งน้ำมัน 

ด้านพลังงาน
               U-235,U-238,Pu-239   ผลิตไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าปรมาณู

โทษของธาตุกัมมันตรังสี
              เมื่อร่างกายได้รับรังสีจำนวนมากทำให้โมเลกุลของน้ำ สารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ต่างๆ ในร่างกายเสียสมดุล  ทำให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์ในร่างกาย ไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ  อาจทำให้เซลล์เกิดการเปลี่ยนแปลงหรือกลายพันธุ์  และรังสีแอลฟาจะทำลายเซลล์เม็ดเลือดแดง
 

ปฏิกิริยานิวเคลียร์  เป็นการเปลี่ยนแปลง ในนิวเคลียสของธาตุ และมีพลังงานเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาจำนวนมหาศาล

ปฏิกิริยาฟิชชัน  
คือ กระบวนการที่นิวเคลียสของธาตุหนักบางชนิดแตกออกเป็นไอโซโทปของธาตุที่เบากว่า ในการเกิดปฏิกิริยาในแต่ละครั้งจะคายพลังงานออกมาจำนวนมาก และได้ไอโซโทปกัมมันตรังสีหลายชนิด รวมถึงได้นิวตรอน ถ้านิวตรอนที่เกิดขึ้นใหม่นี้ชนกับนิวเคลียสอื่นๆ ก็จะทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิชชันต่อไปเรื่อยๆเรียกปฏิกิริยานี้ว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่


ปฏิกิริยาฟิวชัน คือกรณีที่นิวเคลียสของธาตุเบาสองชนิดหลอมรวมกันเกิดเป็นนิวเคลียสใหม่ที่มีมวลสูงกว่าเดิม และให้พลังงานปริมาณมาก  การเกิดปฏิกิริยาฟิวชันจะต้องใช้พลังงานเริ่มต้นสูงมากเพื่อเอาชนะแรงผลักระหว่างนิวเคลียสที่จะเข้ารวมกัน











บทที่ 2 พันธะเคมี



ชนิดของพันธะเคมี

พันธะภายในโมเลกุล
(intramolecular bond)
พันธะระหว่างโมเลกุล
(intermolecular bond)
พันธะโคเวเลนต์ (covalent bonds)
พันธะไฮโดรเจน (hydrogen bonds)
พันธะไอออนิก (ionic bonds)
แรงแวนเดอร์วาลส์ (Van der Waals forces)
พันธะโลหะ ( metallic bonds)
แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล - ไอออน
(molecule-ion attractions)


พันธะโคเวเลนต์



พันธะโควาเลนต์ (Covalent bond) หมายถึง พันธะในสารประกอบที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอม 2 อะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีใกล้เคียงกันหรือเท่ากัน แต่ละอะตอมต่างมีความสามารถที่จะดึงอิเล็กตรอนไว้กับตัว อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะจึงไม่ได้อยู่ ณ อะตอมใดอะตอมหนึ่งแล้วเกิดเป็นประจุเหมือนพันธะไอออนิก หากแต่เหมือนการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะนั้นๆและมีจำนวนอิเล็กตรอนอยู่รอบๆ แต่ละอะตอมเป็นไปตามกฎออกเตต ดังภาพ  อ่านเพิ่มเติม คลิก!!!!





พันธะไอออนิก



พันธะไอออนิก ( Ionic bond ) หมายถึงแรงยึดเหนี่ยวที่เกิดในสารประกอบที่เกิดขึ้นระหว่าง
 2 อะตอมอะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีต่างกันมาก อะตอมที่มีค่าอิเลคโตรเนกาติวิตีน้อยจะให้อิเลคตรอนแก่อะตอมที่มีค่าอิเลคโตรเนกาติวิตีมาก และทำให้อิเล็กตรอนที่อยู่รอบๆ อะตอมครบ 8 (octat rule ) กลายเป็นไอออนบวก และไอออนลบตามลำดับ เกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้าระหว่างไอออนบวกและไอออนลบ และเกิดเป็นโมเลกุลขึ้น เช่น การเกิดสารประกอบ NaCl ดังภาพ  อ่านเพิ่มเติม คลิก!!!!

                    



พันธะโลหะ





พันธะโลหะ (Metallic Bond ) คือ แรงดึงดูดระหว่างไออนบวกซึ่งเรียงชิดกันกับอิเล็กตรอนที่อยู่โดยรอบหรือเป็นแรงยึดเหนี่ยวที่เกิดจากอะตอมในก้อนโลหะใช้เวเลนส์อิเล็กตรอนทั้งหมดร่วมกัน อิเล็กตรอนอิสระเกิดขึ้นได้ เพราะโลหะมีวาเลนส์อิเล็กตรอนน้อยและมีพลังงานไอออไนเซชันต่ำ จึงทำให้เกิดกลุ่มของอิเล็กตรอนและไอออนบวกได้ง่าย  อ่านเพิ่มเติม คลิก!!!!





 ที่มา:http://nakhamwit.ac.th/pingpong_web/ChenBond.htm