วิชาเคมี ม.4: สมบัติของสารประกอบของธาตุตามคาบ

สมบัติของสารประกอบของธาตุตามคาบ

สารประกอบของธาตุในคาบที่ 2 และคาบที่ 3 จะนีแนวโน้มของสมบัติต่างๆ ดังนี้ คือ

ธาตุหมู่ IA , IIA , IIIA จะเกิดสารประกอบคลอไรด์ , ออกไซด์ได้เพียงชนิดเดียว และมีเลขออกซิเดชันเพียวค่าเดียว

ธาตุหมู่ IV ขึ้นไปจะเกิดสารประคลอไรด์ , ออกไซด์ ได้หลายชนิดและมีเลขออกซิเดชัน ได้หลายค่า เเต่ค่าสูงสุดจะเท่ากับจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน

สมบัติของสารประกอบคลอไรด์ของธาตุในคาบที่ 2 และ 3

1. แนวโน้มของจุดหลอมเหลวของสารประกอบคลอไรด์ของธาตุในคาบที่ 2 และ 3 จะลดลงจากซ้ายไปขวา นั่นคือคลอไรด์ของโลหะ (ซ้าย) มีจุดหลอมเหลวสูงมาก เพราะเป็นสารประกอบไอออนิก ส่วนคลอไรด์ของอโลหะ (ขวา) จะมีจุดหลอมเหลวต่ำลง เพราะเป็นสารประกอบ โควาเลนต์ ไม่นำไฟฟ้า

2. คลอไรด์ของธาตุหมู่ 3 BCl3 (คาบ 2) มีสถานะเป็นแก๊ส (สารโคเวเลนต์) AlCl3

(คาบ 3) มีสถานะเป็นของแข็ง (สารไอออนิก)

3. คลอไรด์ของธาตุหมู่ 4 CCl4 (คาบ 2) SiCl4 (คาบ 3) เป็นของเหลว ไม่มีขั้ว จึงไม่ละลายน้ำ มีรูปร่างเป็นทรงสี่หน้า

4. คลอไรด์ของธาตุหมู่ 5 NCl3 เป็นของเหลว PCl3 เป็นของเหลว ส่วน PCl5 เป็นของแข็ง

5. คลอไรด์ของธาตุหมู่ 6 Cl2O (คาบ 2) เป็นแก๊ส , SCl2 (คาบ 3) เป็นของเหลว เพราะมวลโมเลกุลมากขึ้น แรงแวนเดอร์วาลส์แข็งแรงมากขึ้น

6. คลอไรด์ของธาตุหมู่ 7 เป็นแก๊สทั้งหมด

สารประกอบดลอไรด์ คุณสมบัติ	สารประกอบคลอไรด์ของโลหะ	สารประกอบคลอไรด์ของอโลหะ
จุดเดือด	สูง	ต่ำ
จุดหลอมเหลว	สูง	ต่ำ
ความเป็นกรด-เบสของสารละลาย	กลาง ยกเว้นBeCl2 และ NaCl3 ซึ่งป็นกรด	กรด
สารที่ไม่ละลายน้ำ	CCl4 NCl5	-

สมบัติของสารประกอบออกไซด์ของธาตุในคาบที่ 2 และ 3

1. ออกไซด์ของอโลหะมีจุดหลอมเหลวต่ำ มีสถานะเป็นแก๊ส แต่ออกไซด์ของธาตุหมู่ 5 บางชนิด เช่น N2O5 (คาบ 2) , P4O10 (คาบ 3) มีสถานะเป็นของแข็ง

2. สมบัติความเป็นกรด–เบส เป็นไปตามออกไซด์ของโลหะหมู่ IA–IIA (เบส) ออกไซด์ของอโลหะ (กรด) และออกไซด์ของกึ่งโลหะ Be และ Al มีสมบัติเป็นได้ทั้งกรดและเบส

3. ออกไซด์ของอโลหะละลายน้ำเป็นกรด ยกเว้น อกไซด์ของ H คือ H2O เป็นกลาง

CO2(g) + H2O(l) --------> H2CO3(aq)

SO2(g) + H2O(l) --------> H2SO3(aq)

สำหรับ SiO2 ไม่ละลายน้ำ แต่มีสมบัติเป็นกรด โดยทำปฏิกิริยากับเบสได้ดังนี้

SiO2(s) + NaOH(aq) ---------> Na2SiO3(aq) + H2O(l)

4. ออกไซด์ของโลหะละลายน้ำเป็นเบส

Li2O(s) + H2O(l) ---------> 2 LiOH(aq)

Na2O(s) + H2O(l) ---------> 2 NaOH(aq)

5. ออกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำและมีสมบัติเป็นได้ทั้งกรดและเบส (โดยสามารถเกิดปฏิกิริยาได้ทั้งกับกรดหรือเบส) คือ BeO และ Al2O3

BeO(s) + 2 NaOH(aq) + H2O(l) ---------> Be(OH)2-4(aq) + 2 Na+(aq)

BeO(s) + 2 HCl(aq) ---------> BeCl2(aq) + H2O(l)

Al2O3(s) + 2 NaOH(aq) + 3 H2O(l) ---------> 2 Na+(aq) + 2Al(OH)-4(aq)

Al2O3(s) + 6 HCl(aq) ---------> 2 AlCl3(aq) + 3 H2O(l)

6. ออกไซด์ของอโลหะเป็นแก๊สหรือของเหลว ยกเว้น SiO2 , P4O10 , N2O5

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

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. เป็นธาตุหมู่เดียวที่1 โมเลกุล 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

ตำแหน่งของธาตุไฮโดรเจนในตารางธาตุ

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

ธาตุแทรนซิซัน

ธาตุทรานซิชัน ประกอบด้วยธาตุ หมู่ IB ถึงหมู่ VIIIB รวมทั้งกลุ่มแลนทาไนด์กับกลุ่มแอกทิไนด์

1. อยู่ระหว่างหมู่IIA 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 และสูงมากกว่าหมู่IAและหมู่IIA

8.ค่า IE , EN , E0 ของธาตุทรานซิชันจะสูงมากกว่าโลหะโดยทั่วไป

9.ขนาดอะตอมของธาตุทรานซิชันที่เรียงตามคาบจากซ้ายไปขวาจะมีขนาดเล็กลง แต่ใกล้เคียงกันมาก เพราะโลหะทรานซิชัน มีความหนาแน่นสูง

10.ธาตุทรานซิชัน มีเลขออกซิเดชันหลายค่า ยกเว้น Sc กับ Zn มีเลขออกซิเดชันเพียงค่าเดียว

สารประกอบของธาตุทรานซิชัน

1.การเกิดสี

1.สีของธาตุทรานซิชันจะเปลี่ยนเมื่อเลขออกซิเดชันเปลี่ยน เช่น Si

2.สีจะเปลี่ยนถ้าสารหรือไอออนต่างชนิดกันมาล้อมรอบ เช่น

CuSO4.5H2O สีฟ้า และ Cu(NH3)4SO4 สีคราม

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

วิดีโอ