วันจันทร์ที่ 17 กันยายน พ.ศ. 2561

พันธะเคมี

พันธะเคมี

     มี3พันธะ ได้เเก่ พันธะโคเวเลนต์
                            พันธะไอออนิก
                            พันธะโลหะ
          พันธะโคเวเลนต์ เป็นเเรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุล ระหว่างอะตอมของโลหะชนิดเดียวกัน หรือต่างชนิดกันเเต่มีค่า EN ใกล้เคียงกัน มีค่า IE สูงทั้งคู่
 *ยกเว้น B เเละ Be เป็นธาตุโลหะยึดกับอโลหะ สามารถเกิดพันธะโคเวเลนต์ได้
 *การเกิดพันธะโคเวเลนต์อยากได้เวเลนต์อิเล็กตรอนเท่าไรต้องให้ไปเท่านั้น

   ชนิดของพันธะโคเวเลนต์
1 พันธะที่เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 1 คู่ เรียกว่า พันธะเดี่ยว
2 พันธะที่เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 2 คู่ เรียกว่า พันธะคู่
3 พันธะที่เกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 3 คู่ เรียกว่า พันธะสาม
       มี 2 โครงสร้าง
1 โครงสร้างลิวอิสเเบบจุ
2 โครงสร้างลิวอิสเเบบเส้น
      การเขียนสูตรพันธะเคมีเเบบเส้นจากสูตรโมเลกุล
1 หาอะตอมกลาง ( อะตอมกลางหมายถึง ธาตุที่มีความต้องการเวเลนต์อิเล็กตรอนมากที่สุด )
2 วางตำเเหน่งอะตอมกลาง เเล้วเอาอะตอมอื่นล้อมรอบ
3 ใส่เเขนของเเต่ละอะตอมเท่ากับจำนวนพันธะโคเวเลนต์ที่อะตอมจะเกิด
      การเขียนสูตรพันธะเคมีเเบบจุดจากสูตรโมเลกุล 
1 เขียนสูตรเเบบเส้น ต่อจากนั้นเปลี่ยนเส้นพันธะ 1เส้น= 2จุด  
2 อาจเขียนอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของอะตอมกลางด้วยก็ได้  

     พลังงานความยาวพันธะ
                               ค่า EN สูง                                                                   ค่า EN ต่ำ    
                                      ↓                                                                                  ↓
                     คาวมสามารถในการดึงดูด                                          คาวมสามารถในการดึงดูด
                     อิเล็กตรอนของอะตอมมาก                                        อิเล็กตรอนของอะตอมน้อย
                                      ↓                                                                                  ↓
                เเรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมมาก                              เเรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมน้อย
                                      ↓                                                                                  ↓
                        อะตอมอยู่ใกล้กัน                                                          อะตอมอยู่ไกลกัน
                                      ↓                                                                                  ↓
                       ความยาวพันธะน้อย                                                      ความยาวพันธะมาก
     การเปรียบเทียบความยามพันธะ
1วาดโครงสร้างก่อน
2ดูตัวร่วม
      การสลายพันธะ คือ การทำลายพันธะเดิม โดยการดูดความร้อน จากสิ่งเเวดล้อมเข้าสู่ระบบ
      การสร้างพันธะ คือ การสร้างพันธะใหม่ โดยการคายความร้อน จากสิ่งเเวดล้อมเข้าสู่ระบบ
      สภาพขั้วโคเวเลนต์ 
1 พันธะโคเวเลนต์ไม่มีขั้ว ( Non-polar covalent bond ) เกิดจากอะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน มีค่า EN เท่ากัน
2 พันธะโคเวเลนต์มีขั้ว ( polar covalent bond )เกิดจากอะตอมของธาตุต่างกัน มีค่า EN ไม่เท่ากัน  
      มีเเรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล 3 เเรง
1 เเรงลอนดอน ( เเข็งเเรงน้อยสุด)
  *โมเลกุลที่มีเเเรงลอนดอนอย่างเดียว คือ โมเลกุลไม่มีขั้ว
2 เเรงดึงดูดระหว่างขั้ว หรือ เเรงไดโพล -ไดโพล
    เเรงยึดระหว่างโมเลกุลที่มีขั้ว
3 พันธะไฮโดเจน ( เเข็งเเรงมากสุด)
    เเรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล
           พันธะไอออนิก   เป็นพันธะเคมีชนิดหนึ่ง เกิดจากที่อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมสร้างพันธะกันโดยที่อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมให้อิเล็กตรอนกับอะตอมหรือกลุ่มของอะตอม ทำให้กลายเป็นประจุบวก ในขณะที่อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่ได้รับอิเล็กตรอนนั้นกลายเป็นประจุลบ เนื่องจากทั้งสองกลุ่มมีประจุตรงกันข้ามกันจะดึงดูดกัน ทำให้เกิดพันธะไอออน โดยทั่วไปพันธะชนิดนี้มักเกิดขึ้นระหว่างโลหะกับอโลหะ โดยอะตอมที่ให้อิเล็กตรอนมักเป็นโลหะทำให้โลหะนั้นมีประจุบวก และอะตอมที่รับอิเล็กตรอนมักเป็นอโลหะ จึงมีประจุลบ ไอออนที่พันธะไอออนมีความแข็งแรงมากกว่าพันธะไฮโดรเจน แต่แข็งแรงพอ ๆ กับพันธะโคเวเลนต์
      สมบัติของสารประกอบไอออนิก
1 จุดเดือดจุดหลอมเหลว  เกิดจากเเรงยึดเหนี่ยวประจุไฟฟ้า ที่มีความเเข็งเเรงสูง
2 เป็นของเเข็งที่เปราะเเละเเตกง่าย
3 ส่วนใหญ่ละลายน้ำได้
4 ความดันไอน้ำต่ำระเหยยาก เนื่องจากอนุภาคยึดกันเเน่นหลุดจากกันยาก
5 ไม่ลุกไหม้หรือติดไฟ เนื่องจากไอออนิกเป็นสารอนินทรีย์เกิดจากเเร่ธาตุ
6 เกิดปฏิกิริยาได้รวดเร็วเนื่องจากเป็นปฏิกิริยาระหว่างไอออนบวกเเละไอออนลบ
7 สารประกอบไอออนิกจะอยู่เป็นโครงผลึก
8 ในสภาวะปกติสารประกอบไอออนิกจะไม่นำไฟฟ้า เเต่สารประกอบไอออนิกในสภาวะที่หลอมเหลวหรือเป็นสารละลายน้ำจะนำไฟฟ้าไดดี
9 พันธะไอออนิกเขียนสูตรไม่ได้ เขียนเเทนสูตรอย่างง่าย
10 สารประกอบไอออนิกมีประจุไฟฟ้าเป็นกลาง บวก ลบ
       
      พลังงาน
พลังงานแลตทิซ (Lattice  energy) 
  คือ  พลังงานที่คายออกมารวมกันเป็นของแข็งไอออนิก   1  โมล
พลังงานไฮเดรชัน (Hydration  energy) 
  คือ  พลังงานที่คายออกมาเมื่อไอออนของก๊าซรวมกับน้ำ 
     เกณฑ์การละลายน้ำ
1ละลายน้ำได้ = ละลายน้ำได้มากกว่า 1 กรัม / น้ำ100มิลลิลิตร
2ละลายน้ำได้เล็กน้อย = ละลายน้ำได้ 0.1-1 กรัม / น้ำ100มิลลิลิตร
3ไม่ละลายน้ำ = ละลายน้ำได้น้อยกว่า 0.1 กรัม /  น้ำ100มิลลิลิตร
พันธะโลหะ เป็นพันธะภายในโลหะซึ่งเกี่ยวข้องกับ การเคลื่อนย้าย อิเล็กตรอน อิสระระหว่างแลตทิซของอะตอมโลหะ ดังนั้นพันธะโลหะจึงอาจเปรียบได้กับเกลือที่หลอมเหลวอะตอมของโลหะมีอิเล็กตรอนพิเศษเฉพาะในวงโคจรชั้นนอกของมันเทียบกับคาบ (period) หรือระดับพลังงานของพวกมัน อิเล็กตรอนที่เคลื่อนย้ายเหล่านี้เปรียบได้กับทะเลอิเล็กตรอน(Sea of Electrons) ล้อมรอบเเลตทิชขนาดใหญ่ของไอออนบวก ยังไม่สามารถเขียนเป็นสูตรทางเคมีได้ เพราะไม่ทราบจำนวนอะตอมที่แท้จริง พันธะโลหะอาจจะมีเป็นล้าน ๆ อะตอมก็ได้
พันธะโลหะเทียบได้กับพันธะโคเวเลนต์ที่เป็น นอน-โพลาร์ ที่จะไม่มีในธาตุโลหะบริสุทธ์ หรือมีน้อยมากในโลหะผสม ความแตกต่างอิเล็กโตรเนกาทิวิตีระหว่างอะตอม ซึ่งมีส่วนในปฏิกิริยาพันธะ และอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาจะเคลื่อนย้ายข้ามระหว่างโครงสร้างผลึกของโลหะ
พันธะโลหะเป็นแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต (electrostatic attraction) ระหว่างอะตอม หรือไออนของโลหะ และอิเล็กตรอนอิสระ(delocalised electrons) นี่คือเหตุว่าทำไมอะตอมหรือชั้นของมันยอมให้มีการเลื่อนไถลไปมาระหว่างกันและกันได้ เป็นผลให้โลหะมีคุณสมบัติที่สามารถตีเป็นแผ่นหรือดึงเป็นเส้นได้

       

วันเสาร์ที่ 15 กันยายน พ.ศ. 2561

กัมมันตภาพรังสี

กัมมันตภาพรังสี

การค้นพบกัมมันตภาพรังสี
-อองตวน อองรี เเบ็กเกอเรล
  นำธาตุยูเนียนวางบนเเผ่นฟิล์ม เเล้วนำไปตากเเดด
           ❤ธาตุกัมมันตภาพรังสี คือ ธาตุที่มีสมบัติในการเเผ่รังสี สามารถเเผ่รังสีเเละกลายเป็นอะตอมของธาตุอื่นได้
           ❤กัมมันตภาพรังสี คือปรากฏการณ์ที่ธาตุสามารถเเผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่อง ปรากฏการณ์นี้เป็นการเปลี่ยนเเปลงที่เกิดขึ้นภายในนิวเคลียสของไอโซโทปที่ไม่เสถียร
  การเกิดกัมมันตภาพรังสี
นิวเคลียสของธาตุไม่เสถียรโปรตรอนเเละนิวตรอนไม่เหมาะสมหรือไม่สมดุลกัน จึงเกิดการปล่อยรังสีเพื่อให้ตัวเองเสถียร เมื่อมวลเปลี่ยนธาตุจะเปลี่ยนเเละขนาดเล็กลง
ชนิดเเละสมบัติของรังสีบางชนิด
           รังสีแอลฟา
            เป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม มีโปรตอนและนิวตรอนอย่างละ 2 อนุภาค มีประจุไฟฟ้า +2 มีเลขมวล 4 มีอำนาจทะทะลวงต่ำมาก กระดาษเพียงแผ่นเดียวหรือสองแผ่นก็สามารถกั้นได้ ในสนามไฟฟ้ารังสีแอลฟาเบนเข้าหาขั้วลบ สามารถวิ่งผ่านอากาศได้ระยะทางเพียง 3-5 cm เพราะเมื่อรังสีแอลฟาผ่านสาร สามารถทำให้สารเกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้ดี จึงทำให้เสียพลังงานอย่างรวดเร็ว        
          รังสีบีตา
           คือ อนุภาคที่มีสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน กล่าวคือ มีประจุไฟฟ้า -1 มีมวลเท่ากับมวลของอิเล็กตรอน มีพลังงานสูง ในสนามไฟฟ้ารังสีบีตาเบนเข้าหาขั้วบวก มีอำนาจทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีแอลฟาประมาณ 100 เท่า สามารถผ่านแผ่นโลหะบางๆ เช่น แผ่นตะกั่วหนา 1 mm แผ่นอะลูมิเนียมหนา 5 mm มีความเร็วใกล้เคียงความเร็วแสง และมีอำนาจในการไอออไนซ์น้อยกว่ารังสีแอลฟา  

          รังสีแกมมา
            คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก ไม่มีประจุและไม่มีมวล ไม่เบียงเบนในสนามไฟฟ้า มีอำนาจทะลุทะลวงสูงสุด สามารถทะลุผ่านแผ่นโลหะและเนื้อเยื่อได้แต่ถูกกั้นได้โดยคอนกรีตหรือแผ่นตะกั่วหนา โดยสามารถทะลุผ่านแผ่นตะกั่วหนา 8 mm หรือผ่านแผ่นคอนกรีตหนาๆ ได้ มีอำนาจในการไอออไนซ์น้อยมาก 

ปฏิกิริยานิวเคลียส
คือปฏิกิริยาการสลายตัวในนิวเคลียสของรังสีเเอลฟา,บีตา,เเกมมา
การสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสี
ไม่ว่าจะอยู่ในสถานะไหนก็สามารถเเผ่รังสีได้ โปรตรอน+นิวตรอน ไม่สมดุลกันทำให้เกิดการเเผ่รังสีของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีจะเป็นสัดส่วนตรงกับจำนวนอนุภาคนิวเคลียส
ครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตภาพรังสี
      หมายถึง ระยะเวลาที่สารสลายตัวไปจนเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิมใช้สัญลักษณ์เป็น t1/2 นิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีที่ไม่เสถียร จะสลายตัวและแผ่รังสีได้เองตลอดเวลาโดยไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิหรือความดัน อัตราการสลายตัว เป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนอนุภาคในธาตุกัมมันตรังสีนั้น ปริมาณการสลายตัวจะบอกเป็นครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโท 


Nเหลือ   = ปริมาณกัมมันตรังสีที่เหลือ
T            = จำนวนเวลาที่ธาตุสลายตัว
Nเริ่มต้น = ปริมาณกัมมันตรังสีเริ่มต้น
n             = จำนวนครั้งในการสลายตัวของครึ่งชีวิต
ประโยชน์ของสารกัมมันตรังสี
 1. การการเกษตร
          - การหาอัตราการดูดซึมปุ๋ยของรากไม้ โดยใช้ฟอสฟอรัส-32 แล้ววัดปริมาณรังสีที่ใบ ดังรูปข้างล่าง

          - การคัดเลือกโคนมโดยใช้  ตรวจการทำงานของต่อมไทรอยด์ซึ่งมีผลต่อปริมาณน้ำนม
          - รังสีจากธาตุกัมมันตรังสีทำให้พืชกลายพันธุ์ ใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ให้ดีขึ้น เช่น การคัดพันธุ์ข้าวที่ทนน้ำ ทนศัตรูพืช ให้ผลผลิตเร็วขึ้น 
          - กำจัดแมลงโดยอาบรังสีทำให้แมลงตายเนื่องจากการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอม ในเซลล์หรือหยุดการแพร่พันธุ์ 
       

      
       2. ด้านการเเพทย์
          - รังสีโคบอลต์ –60 รักษามะเร็งโดยรังสีทำลายเซลล์มะเร็ง 
           - ศึกษาการหมุนเวียนของโลหิต ด้วยรังสีจาก  (จากเกลือแกง) หาตำแหน่งอุดตันในเส้นเลือด
          - ตรวจการทำงานของต่อมไทรอยด์ด้วยรังสีจากไอโอดิน-131 
     3. ด้านอุตสาหกรรม
           - ควบคุมความหนาของแผ่นโลหะให้สม่ำเสมออย่างต่อเนื่องในกระบวนการผลิตด้วยรังสีเบตา 
          - การเชื่อมโลหะ การหารอยรั่วของท่อลำเลียงน้ำมันด้วยรังสีแกมมา ช่วยประหยัด ทั้งเวลา และแรงงาน 

      4. ด้านธรณีวิทยา 
          - มีการใช้ C-14 คำนวณหาอายุของวัตถุโบราณ หรืออายุของซากดึกดำบรรพ์ การหาอายุวัตถุโบราณและการศึกษาทางธรณีวิทยา ใช้ธาตุกัมมันตรังสีคาร์บอน-14 ซึ่งมี ครึ่งชีวิต      5760 ปี อัตราส่วนของคาร์บอน-14 ต่อคาร์บอน-12 ในพืชและสัตว์มีค่าคงตัวขณะที่ยังมีชีวิตอยู่ ภายหลังสิ่งมีชีวิตตายไป อัตราส่วนนี้จะลดลง นำมาคำนวณหาอายุวัตถุโบราณได้ 
      5. ด้านการถนอมอาหาร 
          - ใช้รังสีแกมมาของธาตุโคบอลต์-60 (Co–60) ปริมาณที่พอเหมาะใช้ทำลายแบคทีเรียในอาหาร  จึงช่วยให้เก็บรักษาอาหารไว้ได้นานขึ้น

       6. ด้านพลังงาน 
          - ใช้พลังงานความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในเตาปฏิกรณ์ปรมาณูของยูเรีเนียม-238 (U-238) ต้มน้ำให้กลายเป็นไอ แล้วผ่านไอน้ำไปหมุนกังหัน เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

           
            โทษของสารกัมมันตรังสี
1)เกิดการระเบิดเเละมีสารที่ยังเหลืออยู่ซึ่งเป็นอันตราย
2)ทำให้ร่างกายผิดปกติเกิดจากสาร เช่น มะเร็งผิวหนัง
            การป้องกันสาร
1)สังเกตุจากป้ายเตือน
2)ใช้เวลาให้น้อยที่สุดในการเข้าไปในบริเวณที่มีสาร เเละใส่เสื้อผ้าให้มิดชิด
3)อยู่ให้ห่างจากบริเวณที่เกิดการเเผ่รังสี
4)อยู่หลังกำเเพงที่มีความหนา 10 ซม.หรือลงไปในน้ำ






สมบัติที่สำคัญของธาตุ

สมบัติที่สำคัญของธาตุ

        สมบัติของธาตุหมู่ที่ 1
1 ธาตุหมู่ที่ 1 ทุกชนิดเป็นของเเข็งเนื้ออ่อน สามารถใช้มัดตัดได้นำความร้อนเเละนำไฟฟ้าได้ดี
2 ธาตุหมู่ที่ 1 ทุกชนิดเป็นโลหะเเละมีความเป็นโลหะมากที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอื่นในคาบเดียวกัน
3 มีความหนาเเน่ต่ำ
4 มีขนาดอะตอมใหญ่ที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอื่นในคาบเดียวกัน
5 ค่า IE,EA,EN เเละเมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอื่นในคาบเดียวกันจะมีค่าต่ำสุดเเสดงว่าเสียอิเล็กตรอนได้ง่ายกว่า
6 เป็นโลหะที่เสียอิเล้กตรอนได้ง่ายที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอื่นในคาบเดียวกัน
7 หมู่ 1 รวมกับอโลหะได้สารประกอบไอออนิก เเละในสารประกอบไอออนิกหมู่ 1 มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ +1 เพราะให้ 1 เเก่อโลหะ
8 หมู่ 1 ทำปฏิกิริยากับน้ำได้ไวมาก
        สมบัติของธาตุหมู่ที่ 2
1 ทุกธาตุเป็นของเเข็งที่มีความเเข็งมากกว่าหมู่ 1 มีความหนาเเน่มากกว่า
2 ทุกธาตุเป็นโละ เเต่มีความเป็นโลหะน้อยกว่าหมู่ 1 เมื่อเปรียบเทียบกับธาตุในคาบเดียวกัน
3 ในความร้อนเเละไฟฟ้าได้ดีเเต่ไม่เท่าหมู่ 1
4 IE,EA,EN ต่ำเเต่มากกว่าหมู่ 1
5 มีจุดเดือดเเละจุดหลอมเหลวสูงกว่าหมู่ 1
6 เสียอิเล็กตรอนทั้งสภาวะเเก๊สเเละสารละลาย เเต่เสียยากกว่าหมู่ 1 
7 หมู่ 2 รวมกับอโลหะได้สารประกอบไอออนิก เเละมีเลขออซิเดชันเท่ากับ +2 เพราะให้อโลหะได้ 2 
8 ทำปฏิกิริยาว่องไวกับน้ำเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น เเต่ไม่เท่ากับหมู่ 1
          สมบัติของธาตุหมู่ที่ 7 
1 เป็นธาตุโมเลกุลอะตอมคู่ทุกธาตุ
2 ที่อุณหภูมิห้องมี 3 สถานะเเละเป็นพิษ
      F₂       เเก๊ส                                                             สีเหลืองอ่อน
      Cl₂      เเก๊ส                                                             สีเขียวอ่อนมีกลิ่นฉุด
      Br₂     ของเหลว                                                      สีน้ำตาลเเก่,ส้ม มีความดันไอสูง ระเหยง่าย
      I₂        ของเเข็ง                                                       สีชมพูเเกมม่วง
      At₂      ของเเข็งเเละเป็นธาตุกัมมันตรังสี                    -
3 ไม่นำความร้อน ไม่นำไฟฟ้าเเละไม่ละลายน้ำเพราะไม่มีขั้วทางไฟฟ้า
4 มีจุดเดือดเเละจุดหลอมเหลวต่ำ
5 ค่า EN สูงสุดในคาบเดียวกันเพราะดึงดูดได้ดีที่สุด
            สมบัติของธาตุทรานซิชัน
เมื่อเลขออกซิเดชันต่างกันสีก็ต่างกันด้วย ในกรณีธาตุตัวเดียวกัน มีโครเมียมเเละเเมงกานีสประกอบ
       โครเมียมมีเลขออกซิเดชัน             +2           สีน้ำเงิน
       โครเมียมมีเลขออกซิเดชัน             +3           สีเขียว
        เเมงกานีสมีเลขออกซิเดชัน          +3            สีน้ำตาล
        เเมงกานีสมีเลขออกซิเดชัน          +6            สีเขียว
        เเมงกานีสมีเลขออกซิเดชัน          +7            สีม่วงเเดง

เลขออกซิเดชัน

เลขออกซิเดชัน

1 เลขออกซิเดชันมีค่าเป็น บวก ลบ หรือศูนย์ก็ได้
2 ธาตุหรือโมเลกุลจะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ 0
3 สารประกอบทุกตัวจะมีผลรวมของเลขออกซิเดชันเท่ากับ 0
4 สารประกอบไอออนิก โลหะมีเลขออกซิเดชันเป็น บวก
                                       อโลหะมีเลขออกซิเดชันเป็น ลบ
5 สารที่มีพันธะโคเวเลนต์ ธาตุที่มี EN สูงจะมีเลขออกซิเดชันลบ
                                          ธาตุที่มี EN น้อยจะมีเลขออกซิเดชันบวก
6 ไอออนของธาตุหรืออนุมูลของสารจะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับประจุของมัน
7 H มีเลขออกซิเดชันเป็น +1 ถ้าเป็นพันธะโคเวเลนต์ เเละเป็น -1 เมื่อเป็นพันธะไอออนิก
8 ธาตุหมู่ 1,2,3, จะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ +1,+2,+3 ตามหมู่
9 หมู่ 4,5,6,7 จะมีเลขออกซิเดชันหลายค่า
    หมู่ 4 มีเลขออกซิเดชันตั้งเเต่ -4 ถึง +4
    หมู่ 5 มีเลขออกซิเดชันตั้งเเต่ -3 ถึง +5
    หมู่ 6 มีเลขออกซิเดชันตั้งเเต่ -2 ถึง +6
    หมู่ 7 มีเลขออกซิเดชันตั้งเเต่ -1 ถึง +7
     *มีมากกว่า 2 ตัว มีค่าคงที่คือ -4,-3,-2,-1 ตามลำดับ
10 ธาตุทรานซิซันมีหลายค่า

     

สมบัติตารางธาตุตามหมู่เเละคาบ

สมบัติตารางธาตุตามหมู่เเละคาบ

1. ขนาดอะตอม
ระยะทางระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนพิจารณาตามหมู่
อิเล็กตรอนมากขึ้น = เเรงยึดเหนี่ยวน้อย = ขนาดอะตอมใหญ่ขึ้น
 รัศมีโคเวเลนต์ คือ ระยะทางครึ่งหนึ่งของความยาวพันธะโคเวเลนต์ระหว่างอะตอมชนิดเดียวกัน
– รัศมีแวนเดอร์วาลล์ คือระยะทางครึ่งหนึ่งของระยะระหว่างนิวเคลียสของอะตอมที่อยู่ใกล้ที่สุด
– รัศมีโลหะ คือ ระยะทางครึ่งหนึ่งของระยะระหว่างนิวเคลียสของอะตอมโลหะที่อยู่ใกล้กันมากที่สุด
แนวโน้มขนาดอะตอมในตารางธาตุแนวโน้มขนาดอะตอมในตารางธาตุ


2.ไอออน
ไอออน  คือ อะตอมของธาตุ  หรือกลุ่มอะตอมของธาตุที่มีประจุ  คือ ไอออนทุกชนิดจะต้องมีจำนวนโปรตอนไม่เท่ากับอิเล็กตรอนถ้าจำนวนโปรตอนมากกว่าอิเล็กตรอนเป็นไอออนบวก  และถ้ามีจำนวนโปรตอนน้อยกว่าอิเล็กตรอนเป็นไอออนลบ
แนวโน้มขนาดไอออน
3. พลังงานไออนไนเซชัน (Ionization Energy; IE)
              คือ พลังงานจำนวนน้อยที่สุดที่ใช้ดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมของธาตุที่เป็นแก๊สครั้งละ 1 อิเล็กตรอนทำให้กลายเป็นไอออนบวกที่เป็นแก๊ส
              สามารถเขียนสมการได้ดังนี้
X(g)  +  IE  —->  X+  (g)  +  e
ตัวอย่าง ค่า IEถึง IEของ Li
Li(g)  Li+(g) + e               IE1 = 520 kJ/mol

     Li+(g)  Li2+(g) + e        IE2 = 7,394 kJ/mol
        Li2+(g)  Li3+(g) + e      IE3 = 11,815 kJ/mol

4. อิเล็กโตรเนกาติวิตี (Electronegativity; EN)
               คือ  ค่าที่แสดงความสามารถในการดึงอิเล็กตรอนเข้าหาตัวเองของอะตอมของธาตุ  ในพันธะเคมีหนึ่ง  อะตอมที่มีค่า EN สูงจะดึงดูดอิเล็กตรอนได้ดีกว่าอะตอมที่มี  EN ต่ำ
               พิจารณาเพีบงหมู่ 1-7 เพราะ หมู่8เสถียรเเล้ว
เล็ก=ดึงดูดดี , ใหญ่ดึงดูดไม่ดี


5. สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน (Electron Affinity; EA)
                   สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน คือ พลังงาน ที่อะตอมในสถานะแก๊ส คายออกมา เมื่อได้รับอิเล็กตรอน
ถ้าดึงดูดได้ดี = จะมีการคายมา , ถ้าดึงดูดไม่ดี = จะมีการคายออกมาน้อย
6.จุดเดือดและจุดหลอมเหลว

  • หมู่ IA IIA และ IIIA ลดลงจากบนลงล่าง (ลดตามเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น)
  • หมู่ VA VIA VIIA และ VIIIA เพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง (เพิ่มตามเลขอะตอม)
  • หมู่ IVA มีแนวโน้มที่ไม่แน่นอน
  • หมู่ IA IIA IIIA และ IVA แนวโน้มสูงขึ้น
  • หมู่ IVA มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงที่สุด เพราะบางธาตุมีโครงสร้างเป็นผลึกร่างตาข่าย
  • หมู่ VA VIA VIIA และ VIIIA จุดเดือด จุดหลอมเหลวต่ำ เนื่องจากมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่มีค่าต่ำมาก
  • ตามคาบ




วันอาทิตย์ที่ 9 กันยายน พ.ศ. 2561

วิวัฒนาการของตารางธาตุ

วิวัฒนาการของตารางธาตุ

                ตารางธาตุ หมายถึง ตารางที่นักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมธาตุต่างๆเข้าไว้ด้วยกันเป็นกลุ่มหรือเป็นพวกตามลักษณะเเละคุณสมบัติที่เหมือนกัน
1)ตารางธาตุเเบบเเรก Johonn Dobereiner (1829)
ตารางสามชุด

Li         มวลอะตอม       =          7.0
                                                      Na       มวลอะตอม       =           23
                                                      K         มวลอะตอม       =          39.1
สนใจที่เลขมวล  มวลเฉลี่ย= บน+ล่าง หารด้วย 2
                                              เช่น 7+39.1 หารด้วย2 =23
2)John Newlands (1860)
            ได้ตั้งกฎเเห่งเเปด (Law of octaves) เรียงตามเเนวนอน 5 คาบ เเต่ละคาบบรรจุธาตุ 7 ธาตุ โดยธาตุที่มี 8 มีสมบัติคล้ายกับธาตุตัวที่1ของคาบถัดไป
                Li               Be             B             C              N               O               F
                          Na             Mg            Al            Si              P                S                Cl

                          K               Ca

              กฎนี้ใช้กับธาตุ20 ตัวเเรกเท่านั้น  
3)ยูลิอุสไลทาร์ไมเออร์ (Lothar Meyer) เเละดิมิทรี อิวา-โนวิช เมนเดเลเอฟ
               จัดธาตุโดยเรียงตามมวลของอะตอมจากน้อยไปมากโดยพบว่าธาตุมีสมบัติคล้ายกันเป็นช่วงๆ เมนเดเลเอฟจึงตั้งกฎที่เรียกว่า กฎพิริออดิก เเละเรียกตารางนั้นว่า ตารางพิริออดิกของเมนเดเลเอฟ
4)เฮนรีย์ โมสลีย์ (Henry Mosley) คือตารางธาตุที่ใช้ในปัจจุบัน
                ได้เสนอให้จัดเรียงธาตุตามเลขอะตอม เนื่องจากสมบัติต่างๆของธาตุมีความสัมพันธ์กับประจุบวกในนิวเคลียสหรือเลขอะตอมมากกว่าเลขมวล ดังนั้นตารางธาตุปัจจุบันจึงจัดเรียงจากเลขอะตอมน้อยไปมาก                                 

การจัดเรียงอิเล็กตรอน

การจัดเรียงอิเล็กตรอน

การจัดเรียงอิเล็กตรอนหลัก

              เป็นการจัดเรียงเเบบพาลาโบล่า เลขตัวสุดท้ายเเสดงถึง หมู่ ( นอกสุดต้องไม่เกิน 8 )
                                                                 เลขลำดับเเสดงถึง คาบ
การจัดเรียงอิเล็กตรอนย่อย
           1. จัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อยต่าง ๆ จะต้องจัดเข้าในระดับพลังงานย่อยที่มีพลังงานต่ำสุดก่อนแล้วจึงจัดเข้าสู่ระดับพลังงานย่อยที่มีพลังงานสูงขึ้น(ตามหลักของเอาฟบาว) ดังแผนผังต่อไปนี้


วันพฤหัสบดีที่ 26 กรกฎาคม พ.ศ. 2561

เเบบจำลองอะตอมของกลุ่มหมอก

เเบบจำลองอะตอมของกลุ่มหมอก

                  จากเเบบจำลองของโบร์ ได้กล่าวว่า อิเล็กตรอนเคลื่อนตัวคล้ายกับการโคจรของดาวเคราะห์รอบระบบสุริยะจักรวาล ใช้อธิบายเกี่ยวกับเส้นสเปกตรัม เเต่ไม่สามารถบอกได้ว่าอธิบายได้ว่าเส้นสเปกตรัมของอะตอมที่มีหลายอิเล็กตรอนได้ จึงมีการศึกษาต่อจากเดิมโดยสร้างสมการในการคำนวณหาโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในชั้นพลังงานต่างๆซึ่งเส้นสเปกตรัมของธาตุได้ถูกต้องกว่าเเบบจำลองของโบร์ มีการอธิบายลักษณะดังน้
                 1. อิเล็กตรอนมีการวิ่งรอบนิวเคลียสด้วยความเร็วจึงไม่สามารถบอกตำเเหน่งที่เเน่นอนได้เเต่สามารถบอกโอกาสในการพบได้โดยบริเวณที่มีกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนหนาเเน่จะบอกอิเล็กตรอนได้มากกว่าบริเซรที่กลุ่มหมอกจาง
                 2. การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนั้นจะเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสในลักษณะใดก็ได้ เเต่ผลรวมเเล้วจะอยู่ในรูกวงกลม

การจัดเรียงอ้เล็กตรอนรอบนิวเคลียสเรียกว่า อิเล็กตรอนจัดเรียงตัวเป็นออร์บิทัล ในการจัดระดับพลังงานย่อย s p d f เเต่ละออร์บิทัลบรรจุอิเล็กตรอนดังนี้ 
                      s-orbital มี 1 ออร์บิทัล บรรจุอิเล็กตรอนได้ 2 อิเล็กตรอน
                      p-orbital มี 3 ออร์บิทัล บรรจุอิเล็กตรอนได้ 6 อิเล็กตรอน
                      d-orbital มี 5 ออร์บิทัล บรรจุอิเล็กตรอนได้ 10 อิเล็กตรอน
                      f-orbital มี 7 ออร์บิทัล บรรจุอิเล็กตรอนได้ 14 อิเล็กตรอน
                 

เเบบจำลองอะตอมของนีลโบร์

แบบจำลองอะตอมของนีลส์โบร์

             นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามศึกษาลักษณะของการจัดอิเล็กตรอนรอบๆ อะตอม โดยแบ่งการศึกษาออกเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกเป็นการศึกษษเกี่ยวกับสเปกตรัมของอะตอม ซึ่งทำให้ทราบว่าภายในอะตอมมีการจัดระดับพลังงานเป็นชั้นๆ ในแต่ละชั้นจะมีอิเล็กตรอนบรรจุอยู่ ส่วนที่สองเป็นการศึกษาเกี่ยวกับพลังงานไอโอไนเซชัน เพื่อดูว่าในแต่ละระดับพลังงานจะมีอิเล็กตรอนบรรจุอยู่ได้กี่ตัว
                   จากแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ดทำให้ทราบถึงการจัดโครงสร้างของอนุภาคต่าง ๆ ในนิวเคลียส แต่ไม่ได้อธิบายว่าอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสอยู่ในลักษณะใด  นักวิทยาศาสตร์ในลำดับต่อมาได้หาวิธีทดลองเพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของอิเล็กตรอนที่อยู่รอบนิวเคลียส  วิธีหนึ่งก็คือการศึกษาสมบัติและปรากฏการณ์ของคลื่นและแสง  แล้วนำมาสร้างเป็นแบบจำลอง
     คลื่นชนิดต่าง ๆ เช่น  คลื่นแสง  คลื่นเสียง  มีสมบัติสำคัญ  2  ประการ  คือ  ความยาวคลื่นและความถี่

                   สเปกตรัม หมายถึง อนุกรมของแถบสีหรือเส้นที่ได้จากการผ่านพลังงานรังสีเข้าไปในสเปกโตรสโคป ซึ่งทำให้พลังงานรังสีแยกออกเป็นแถบหรือเป็นเส้น ที่มีความยาวคลื่นต่างๆเรียงลำดับกันไป

                
คลื่นเเม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยคลื่นที่มีความยาวเเละความถี่ต่างๆ ประสาทตาของคนเราสามารถรับคลื่นได้ในช่วง 400-700 นาโนเมตรประกอบด้วยสีต่างๆเเต่ประสาทตาของเราไม่สามารถเเยกออกได้จึงเห็นเป็นสีรวมกันเรียกว่า เเสงสีขาว 

                  ความยาวคลื่น    หมายถึง ระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ครบ  1รอบ มีหน่วยเป็นเมตร (m) และนาโนเมตร (nm)
                 ความถี่ของคลื่น  หมายถึง จำนวนรอบของคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดใดจุดหนึ่งในเวลา  1 วินาที  มีหน่วยเป็นรอบต่อวินาที (s–1)หรือเรียกชื่อเฉพาะว่า “เฮิรตซ์”(Hz)                 ความยาวคลื่นและความถี่  มีความสัมพันธ์กันดังนี้   
c   =   ln
         ในปี ค.ศ. 1900  มักซ์ พลังค์ (Max Plank)นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน  ได้แสดงให้เห็นว่าแสงหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะให้พลังงานเป็นหน่วย ๆ เรียกว่า “quantum” (ควอนตัม)  และได้ข้อสรุปเกี่ยวกับพลังงานของคลื่นแม้เหล็กไฟฟ้ากับความถี่ของคลื่นนั้นว่า “พลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความถี่ของคลื่น” 
                                                                        E   a    n 
                                                                        E   =    hn       
                    เมื่อ       E     คือ  พลังงาน  มีหน่วยเป็นจูล (J)
                                h    คือ  ค่าคงที่ของพลังค์ มีค่าเท่ากับ  6.626 x 10-34 จูลวินาที (Js)                                                         n    คือ  ความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า  มีหน่วยเป็นเฮิรตซ์ (Hz)  หรือ  s–1                                                                 c   คือ  ความเร็วของแสงในสุญญากาศ    =     3.0 x 108  m/s

สเปกตรัมมี2ชนิด คือ
              1. สเปกตรัมต่อเนื่อง เป็นสเปกตรัมที่ประกอบด้วยเเถบสีที่ต่อเนื่องกันไปจากสีหนึ่งไปยังอีกสีหนึ่ง โดยจะมองไม่เห็นช่องว่างระหว่างสี เช่น สเปกตรัมของเเสงสีขาวที่เกิดขึ้นจากเเสงอาทิตย์ไปยังปริซึมเเล้วเกิดการกระจายของเเสงออกมาเป็นเเถบต่อเนื่องกัน 7 สี
              2. สเปกตรัมไม่ต่อเนื่อง เป็นสเปกตรัมที่มีลักษณะเป็นเส้นสีบนพื้นดำ เรียกเส้นนั้นว่า เส้นสเปกตรัม โดยจะมองเป็นสีหนึ่งไปยังอีสีหนึ่งโดยมีช่องว่างสีดำ
เส้นสเปกตรัมแต่ละเส้นได้จากสมการ
 

นีลส์โบร์   ได้เสนอแบบจำลองอะตอมขึ้นมา สรุปได้ดังนี้
             1 . อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสเป็นชั้นๆ ตามระดับพลังงาน  และแต่ละชั้นจะมีพลังงานเป็นค่าเฉพาะตัว
             2. อิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุดจะเรียกว่าระดับพลังงานต่ำสุดยิ่งอยู่ห่างจากนิวเคลียสมากขึ้น   ระดับพลังงานจะยิ่งสูงขึ้น
             3. อิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุดจะเรียกระดับพลังงาน  n =  1   ระดับพลังงานถัดไปเรียกระดับพลังงาน  n =2, n = 3,… ตามลำดับ   หรือเรียกเป็นชั้น   K , L , M , N  ,O ,  P , Q ….
                   จากทฤษฎีอะตอมของ นีลส์โบร์ แบบจำลองอะตอมมีลักษณะดังรูป
นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาเส้นสเปกตรัมที่เกิดจากการเผาสารประกอบและธาตุบางชนิด  โดยนำสารประกอบมาเผา  แล้วสังเกตสีของเปลวไฟที่เกิดขึ้น  ส่องดูสีของเปลวไฟด้วยสเปกโตรสโคป เพื่อศึกษาสเปกตรัมที่ได้  ซึ่งสรุปได้ว่า
      1. สารประกอบของโลหะชนิดเดียวกันจะให้สีเปลวไฟสีเดียวกัน  และได้เส้นสเปกตรัมซึ่งเป็นแบบเฉพาะ  นั่นคือ  มีสีและตำแหน่งของเส้นสเปกตรัมเหมือนกัน


 สถานะพื้น (ground state)     หมายถึงอะตอมที่อิเล็กตรอนซึ่งเคลื่อนที่อยู่รอบนิวเคลียสมีพลังงานเฉพาะตัวอยู่ในระดับพลังงานต่ำ  อะตอมในสถานะพื้นจะมีความเสถียรเนื่องจากมีพลังงานต่ำ

สถานะกระตุ้น (excited state)
     หมายถึงอะตอมที่ได้รับพลังงานเพิ่มขึ้น  ทำให้อิเล็กตรอนถูกกระตุ้นให้อยู่ในระดับพลังงานสูงขึ้น  ที่สถานะกระตุ้นอะตอมจะไม่เสถียร  เนื่องจากมีพลังงานสูง


 
      อะตอมที่ได้รับพลังงาน  เช่น  จากการเผา  หรือจากกระแสไฟฟ้า  อิเล็กตรอนจะเปลี่ยนจากสถานะพื้นไปสู่สถานะกระตุ้นซึ่งไม่เสถียร  จึงต้องคายพลังงานออกมา  ซึ่งพลังงานที่คายออกมาจะอยู่ในรูปพลังงานแสงหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า  เมื่อผ่านปริซึมหรือสเปกโตรสโคปจะแยกแสงออกเป็นเส้นสเปกตรัม