ตารางธาตุ

วิวัฒนาการของการสร้างตารางธาตุ  

      โยฮันดน์ เดอเบอไรเนอร์  จัดธาตุเป็นกลุ่ม ๆ ละ 3 ธาตุ เรียกว่า ชุดสาม และพบว่าธาตุกลาง

จะมีมวลอะตอมเป็นค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมของธาตุแรกและธาตุหลังโดยประมาณ  เช่น

       Li มีมวล 6.9    Na มีมวล 23.0    K มีมวล 39.1

       มวลอะตอม Na =    = 23

มีบางกลุ่มที่มวลอะตอมของธาตุตรงกลางไม่เท่ากับค่าเฉลี่ยของธาตุสองธาตุที่เหลือ    หลักชุดสามของเดอเบอร์ไรเนอร์จึงไม่เป็นที่ยอมรับ      

            

       จอห์น นิวแลนด์ส  ได้เสนอกฎว่า ถ้านำธาตุมาเรียงลำดับตามมวลอะตอมจะพบว่าธาตุที่   8  มีสมบัติคล้ายกับธาตุที่ 1  โดยเริ่มจากธาตุใดก็ได้

แต่ไม่รวมก๊าซเฉื่อย    แต่กฎนี้ใช้ได้ถึงธาตุแคลเซียมเท่านั้น และไม่สามารถอธิบายได้ว่า เหตุใดมวลอะตอมจึงมาเกี่ยวข้องกับความคล้ายคลึงกันของธาตุได้

       มนเดเลเอฟและไมเออร์  ได้ตั้งข้อสังเกตอย่างเดียวกันในเวลาใกล้เคียงกันว่าถ้าเรียงธาตุตามลำดับมวลอะตอมจากน้อยไปหามาก จะพบว่าธาตุมีสมบัติคล้ายคลึงกันเป็นช่วง ๆ     การที่ธาตุต่าง ๆ มีสมบัติคล้ายคลึงกันเป็นช่วงเช่นนี้ เมนเดเลเอฟ ตั้งเป็นกฎเรียนว่า “กฎพีริออดิก” และได้เผยแพร่ความคิดนี้ในปี พ.ศ. 2412 (ค.ศ. 1869) ก่อนที่ไมเออร์จะพิมพ์ผลงานของเขาออกมาหนึ่งปี เพื่อให้เกียรติแก่เมนเดเลเอฟ จึงเรียกว่า ตารางพีริออดิกของเมนเดเลเอฟ 

เมนเดเลเอฟได้จัดธาตุที่มีสมบัติคล้ายคลึงกันที่ปรากฏซ้ำกันเป็นช่วง ๆ ให้อยู่ในแนวดิ่ง หรือในหมู่เดียวกันและพยายามเรียงลำดับมวลอะตอมของธาตุจากน้อยไปหามาก ถ้าเรียงตามมวลอะตอมแล้วสมบัติไม่สอดคล้องกัน ก็พยายามจัดให้เข้าหมู่โดยเว้นช่องว่างไว้ ซึ่งเขาคิดว่าช่องว่างเหล่านั้นน่าจะเป็นตำแหน่งของธาตุที่ยังไม่มีการค้นพบ  และยังได้ใช้สมบัติของธาตุและสารประกอบอื่น ๆ  นอกเหนือจากคลอไรด์และออกไซด์มาประกอบการพิจารณาด้วย โดยที่ตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุมีความสัมพันธ์กับสมบัติของธาตุ  เมนเดเลเอฟจึงสามารถทำนายสมบัติของธาตุในช่องว่างใต้ซิลิคอนได้อย่างใกล้เคียงดังตาราง

       เฮนรี โมสลีย์ พบว่าการเรียงธาตุตามลำดับเลขอะตอม หรือจำนวนโปรตอนมีความสัมพันธ์กับสมบัติของธาตุนั้น และขึ้นอยู่กับการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุนั้น ๆ

ตารางธาตุปัจจุบัน

1.  ธาตุในแต่ละหมู่และแต่ละคาบมีจำนวนไม่เท่ากัน

            หมู่ A เรียกว่า ธาตุเรพรีเซนเตตีฟ

            หมู่ B เรียกว่า ธาตุแทรนซิชัน เป็นธาตุที่อยู่ระหว่างหมู่ IIA และ IIIA 2. ธาตุทางซ้ายมือ

            ของเส้นหนักเป็นขั้นบันได   มีสมบัติเป็นโลหะและธาตุทางขวาของเส้นจะเป็นอโลหะ 

            ส่วนธาตุที่อยู่ชิดเส้นแบ่งนี้จะเป็นธาตุกึ่งโลหะ คือ B , Si , Ge , As , Sb และ Te

2.   ธาตุหมู่ A เลขประจำหมู่บ่งบอกถึงจำนวนเวเลนต์อิเล็กตรอน

          เช่น หมู่ IA มีเวเลนต์อิเล็กตรอนท่ากับ 1 คือธาตุ Li  Na  K  Rb  Cs  Fr เป็นต้น

3.   ธาตุในคาบเดียวกันจะมีจนวนระดับพลังงานเท่ากัน เช่น

           ธาตุคาบที่ 1 มีจำนวนระดับพลังงาน 1 ระดับได้แก่ ธาตุ H  He เป็นต้น

ตารางธาตุที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันนั้น มีการจัดเรียง คือ

 1. จัดเรียงธาตุตามแนวนอนโดยเรียงลำดับเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา

 2.ธาตุซึ่งเรียงตามลำดับเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้นและเป็นแถวตามแนวนอนเรียกว่า คาบ ซึ่งมีทั้งหมด 7 คาบ ได้แก่

·         คาบที่ 1 มี 2 ธาตุ คือ H และ He

·         คาบที่ 2 มี 8 ธาตุ คือ Li จนถึง Ne

·         คาบที่ 3 มี 8 ธาตุ คือ Na จนถึง Ar

·         คาบที่ 4 มี 18 ธาตุ คือ K จนถึง Kr

·         คาบที่ 5 มี 18 ธาตุ คือ Rb จนถึง Xe

·         คาบที่ 6 มี 32 ธาตุ คือ Cs ถึง Rn

·         คาบที่ 7 มี 29 ธาตุ(ที่ค้นพบ) คือ Fr จนถึง Ds และ Uuu Uub Uuq Uuh Uu

  3. ธาตุในแถวตามแนวตั้ง มีทั้งหมด 18 แถว เรียกว่า หมู่ ซึ่งมีตัวเลขกำกับ แบ่งออกเป็นหมู่ย่อย A และ B โดยที่

    หมู่ย่อย A มี 8 หมู่ คือ หมู่ I A จนถึง VIII A  (หมู่ O) และในหมู่ย่อยต่างๆ ของหมู่ A ก็มีชื่อเรียกเฉพาะ โดย

- หมู่ I A มีชื่อว่า โลหะอัลคาไล

- หมู่ II A มีชื่อว่า โลหะอัลคาไลน์ เอิร์ธ

- หมู่ VI A มีชื่อว่า คาลโคเจน

- หมู่ VII A มีชื่อว่า แฮโลเจน

- หมู่ VIII A มีชื่อว่า ก๊าซมีตระกูล (Noble Gas) หรือ ก๊าซเฉื่อย (Inert Gas)

    หมู่ย่อย B มี 8 หมู่ คือ หมู่ I B จนถึง VIII B แต่เรียงเริ่มจากหมู่ III B ถึงหมู่ II B ซึ่งมีชื่อเรียกว่า ธาตุแทรซิชัน (Transition Elements)

  4. ส่วนธาตุ 2 แถวล่าง ซึ่งแยกไว้ต่างหากนั้น เรียกว่า ธาตุแทรนซิชันชั้นใน (Inner transition elements)

   ธาตุแถวบนคือธาตุที่มีเลขอะตอมตั้งแต่ 58 ถึง 71 เรียกว่า กลุ่มธาตุแลนทาไนด์ (Lanthanide series) ธาตุกลุ่มนี้ควรจะอยู่ในหมู่ III B โดยจะเรียงต่อจากธาตุ La

   ส่วนแถวล่าง คือ ธาตุที่มีเลขอะตอมตั้งแต่ 90 ถึง 103 เรียกว่า กลุ่มธาตุแอกทิไนด์ (Actinide series) ธาตุกลุ่มนี้ควรอยู่ในหมู่ III B โดยเรียงต่อจากธาตุ Ac

  5. ธาตุไฮโดรเจนมีสมบัติบางอย่างคล้ายธาตุหมู่ 1 และมีสมบัติบางอย่างคล้ายธาตุหมู่ 7 จึงแยกไว้ต่างหาก

  6. ธาตุที่เป็นโลหะและอโลหะถูกแยกออกจากกันด้วยเส้นหนักขั้นบันได โดยทางซ้ายของเส้นบันไดเป็นโลหะ ทางขวาของเส้นขั้นบันไดเป็นอโลหะ ส่วนธาตุที่อยู่ชิดเส้นบันไดจะมีสมบัติก้ำกึ่งระหว่างโลหะกับอโลหะ เรียกธาตุพวกนี้ว่า ธาตุกึ่งโลหะ (Metalloid) ได้แก่ โบรอน (B) ซิลิคอน (Si) เจอร์เมเนียม (Ge) อาร์เซนิกหรือสารหนู (As) แอนติโมนีหรือพลวง (Sb) และเทลลูเรียม (Te)

การอ่านชื่อธาตุที่มีเลขอะตอมมากกว่า 105  โดยระบุเลขอะตอมเป็นภาษาละติน แล้วลงท้ายด้วย -ium

       จำนวนนับในภาษาละตินมีดังนี้

      0 = (nil)          1 = (un)        

      2 = (bi)           3 = (tri)        

      4 = (quad)     5 = (pent)

      6 = (hex)       7 = (sept)      

      8 = (oct)        9 = (enn)

เช่น ธาตุที่ 105 อ่านว่า Unnilpentium สัญลักษณ์ธาตุ Unp

การเรียนกชื่อธาตุที่มีเลขอะตอมมากกว่า 100

*** ขออนุญาตเจ้าของด้วยนะคะ***

เลขออกซิเดชัน

1. เลขออกซิเดชันของธาตุอิสระมีค่าเป็น 0 เช่น  Na, O2 และ  P4

2. โลหะแอลคาไล (alkali metal = หมู่ IA) มีเลขออกซิเดชันเป็น +1

     โลหะแอลคาไลน์เอิร์ท (หมู่ IIA) มีเลขออกซิเดชันเป็น +2

3. H มีเลขออกซิเดชันเป็น +1 ยกเว้นเมื่อเป็นสารประกอบโลหะไฮไดรด์ เช่น NaH อะตอมของธาตุ H มีเลขออกซิเดชันเป็น -1

4. O มีเลขออกซิเดชันเป็น -2 ยกเว้นในสารประกอบเปอร์ออกไซด์ (peroxide) และสารประกอบซูเปอร์ออกไซด์ (superoxide)

        – สารประกอบเปอร์ออกไซด์ เช่น H2O2 อะตอมของธาตุ O มีเลขออกซิเดชันเป็น -1 และ

        – สารประกอบซูเปอร์ออกไซด์ เช่น Na2O อะตอมของธาตุ O มีเลขออกซิเดชันเป็น -1/2

5. เลขออกซิเดชันของไอออนอะตอมเดี่ยวมีค่าเท่ากับประจุของไอออนนั้น เช่น

       – Na+ มีเลขออกซิเดชันเป็น +1

       – O2– มีเลขออกซิเดชันเป็น -2

   เลขออกซิเดชันของไอออนที่เป็นหมู่อะตอมมีผลรวมของเลขออกซิเดชันเท่ากับประจุของไอออนนั้น เช่น

       – SO42- อะตอมของธาตุ S มีเลขออกซิเดชันเป็น +6 และอะตอมของธาตุ O มีเลขออกซิเดชันเป็น -2

6.  ผลรวมของเลขออกซิเดชันของสารที่เป็นกลางทางไฟฟ้ามีค่าเป็น 0 เช่น

       – NaCl อะตอมของธาตุ Na มีเลขออกซิเดชันเป็น +1 และ อะตอมของธาตุ Cl มีเลขออกซิเดชันเป็น -1 ส่วน

       – HNO3 อะตอมของธาตุ H มีเลขออกซิเดชันเป็น +1 อะตอมของธาตุ N มีเลขออกซิเดชันเป็น +5 และอะตอมของธาตุ O มีเลขออกซิเดชัน เป็น -2

ตัวอย่างที่ 1 จงหาเลขออกซิเดชันของ Cr ใน [ Cr(H 2O) 4Cl 2]ClO 4

    วิธีทำ H 2O มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ 0

           Cl - มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ - 1

           ClO 4 มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ - 1

        ให้ Cr มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ A

                A + ( 0 x 4 ) + ( - 1 x 2 ) + ( - 1 ) = 0

                A = + 1 + 2 = + 3

*** ขออนุญาตเจ้าของด้วยนะคะ***