17/07/55

1

DR. PICHED ANURAGUDOM

PERIODIC TABLE ANDPERIODIC TABLE ANDPERIODIC PROPERTIESPERIODIC PROPERTIES

History and Development of thePeriodic Table

1780-1849 โยฮันน โดเบอ ไรเนอร (Johann Wolfgang Dobereiner)

Ca (40) Sr (88) Ba (137)

Sr = (40 + 137) ÷ 2 = 88

นักเคมีชาวเยอรมันไดนําธาตุตาง ๆ ท่ีพบในสมัยน้ันมาจดัเรียงเปนหมวดหมู โดยนําธาตุท่ีมีสมบัติคลายกันมาจดัไวในหมวดหมูเดียวกัน หมูละ 3 ธาตุ เรยีงตามมวลอะตอมจากนอยไปมาก และธาตุแตละหมูมวลอะตอมท่ีอยูตรงกลางจะเปนคาเฉล่ียของมวลอะตอมของอีก 2 ธาตุ โดยประมาณ กฎน้ีเรียกวา Law ofTriads

ตารางที่ 1 มวลอะตอมเฉลี่ยของธาตุบางกลุมตามกฎชุดสาม

17/07/55

2

In 1820-1886 อเล็กซานเดอร-เอมิ (A.E. Beguyer de Chan Courtois)

นักธรณี ชาวฝรั่งเศส ไดสมมุติใหนํ้าหนักอะตอมของธาตุทุกธาตุเปนเลขลงตัว ซ่ึงไดจากสมมุติฐานของ prout ท่ีวานํ้าหนักของแตละธาตุเปนพหูคูณของนํ่าหนักอะตอมของ H เขาไดพล็อตนํ้าหนักของแตละธาตุลงในชองท่ีแบงไวจะไดตําแหนงของธาตุตางๆ ตามแนวเปนมุม 45°เรียกวา telluric helix

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/0/05/Vis_tellurique_de_Chancourtois.gif

1837-1898 จอหน นิวแลนด (John Newlands)

นักเคมีชาวอังกฤษ ไดจัดธาตุตาง ๆ เปนตารางธาตุ โดยพยายามเรียงลําดับตามมวลอะตอมจากนอยไปมากเปนแถวตามแนวนอน สมบัติของธาตุจะมีสมบัติคลายกันเปนชวง ๆ ของธาตุที่ 8 ตารางธาตุแบบน้ีมีขอจํากัดคือใชไดกับ 20 ธาตุแรกเทาน้ัน

1834-1907 ดิมิทรี เมนเดเลเอฟ (Dimitri Mendeleev)

นักวิทยาศาสตรชาวรัสเซีย Mendeleev ไดเสนอการจัดตารางธาตุออกมาในลักษณะคลาย ๆ กัน โดยพบวาสมบัติตาง ๆ ของธาตุสัมพันธกับมวลอะตอมของธาตุ ตาม Periodic Law คือ “ สมบัติของธาตุเปนไปตามมวลอะตอมของธาตุโดยเปลี่ยนแปลงเปนชวง ๆ ตามมวลอะตอมที่เพิ่มข้ึน”

ตาราง เปรียบเทียบสมบัติของธาตุเอคาซิลิคอนกับเจอรเมเนียมที่ทํานายและที่คนพบ

นอกจากธาตุเอคาซิลิคอนแลว ยังมีธาตุอื่นที่เมนเดเลเอฟ ไดเรียกช่ือไวลวงหนา เชน ธาตุที่อยูใต B เรียกวา เอคาโบรอนธาตุที่อยูใต Al เรียกวา เอคาอะลูมิเนียมซึ่งปจจุบันก็คือธาตุ Se และ Ga ตามลําดับ

17/07/55

3

1887-1915 เฮนรี โมสลีย (Henry Moseley)

นักวิทยาศาสตรชาวอังกฤษ ไดแกไขตารางธาตุของเมนเดเลเอฟใหถูกตองขึ้น โดยการพบวาเลขอะตอม หรือจํานวนโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุ มีความสัมพันธกับสมบัติของธาตุมากกวามวลอะตอม ทําใหสอดคลองกับกฎพีริออดิกมากกวา สามารถสรางตารางธาตุไดโดยไมตองสลับที่ธาตุบางธาตุเหมือนกรณีการจัดเรียงตามมวลอะตอม

ตอมาไดทําการเสนอตารางธาตุใหมโดยเรียงตามเลขอะตอมจากนอยไปหามาก และจัดธาตุที่มีสมบัติคลายคลึงกันใหอยูในหมูเดยีวกนั และกําหนดกฎตารางธาตุขึ้นใหมเปน “สมบัติตาง ๆ ของธาตุในตารางธาตุขึ้นอยูกับเลขอะตอมของธาตุ” He was able to derive the relationship between

x-ray frequency and number of protons

แนวคิดการจัดเรียงธาตุของ ไมเออร (Julius Meyer)

เรียงตามจํานวนอิเล็กตรอนวงนอก (valenceelectron) และปริมาตรของอะตอมซ่ึงสัมพันธกับขนาดของอะตอม

ปรับปรุงมาจากตารางของ Mendeleev เรียงธาตุตามเลขอะตอมมิก จากนอยไปมากและจากซายไปขวา

The Periodic table (Modern form)

แนวนอนเรียกคาบ

1-7 คาบ

แนวตั้งเรียก หมู (group)

The Periodic table(Modern form)Alkali Metals

Alkaline Earths

Transition Metals

Halogens

Noble Gases

Lanthanides and Actinides

Main Group

Main Group

17/07/55

4

Periodic Table (Modern Form)

ns

1

ns

2

ns

2np

1

ns

2np

2

ns

2np

3

ns

2np

4

ns

2np

5

ns

2np

6

d1

d5

d1

0

4f

5f

การจัดเรียงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดของธาตุ

Periodic Classification of the Elements การตั้งช่ือธาตุท่ีคนพบใหม

17/07/55

5

การตั้งช่ือธาตุท่ีคนพบใหม

การตั้งช่ือธาตุที่คนพบในยุคแรกจะใชช่ือนักวิทยาศาสตรที่คนพบ ธาตุบางธาตุถูกคนพบโดยนักวิทยาศาสตรหลายคณะ ทําใหมีช่ือเรียกและสัญลักษณตางกัน

การตั้งช่ือธาตุท่ีคนพบใหม

การท่ีคณะนักวิทยาศาสตรตางคณะตัง้ช่ือแตกตางกัน ทําใหเกิดความสับสนInternational Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) จึงไดกําหนดระบบการตั้งช่ือข้ึนใหม โดยใชกับช่ือธาตุท่ีมีเลขอะตอมเกิน 100 ข้ึนไป ท้ังน้ีใหตั้งช่ือธาตุโดยระบุเลขอะตอมเปนภาษาละตนิ แลวลงทายดวย -ium

ระบบการนับเลขในภาษาละตินเปนดังน้ี0 = nil (นิล) 1 = un (อุน)2 = bi (ไบ) 3 = tri (ไตร)4 = quad (ควอด) 5 = pent (เพนท)6 = hex (เฮกซ) 7 = sept (เซปท)8 = oct (ออกตฺ) 9 = enn (เอนน)

ลําดับการคนพบธาตุPeriodic propertiesPeriodic properties

o ขนาดของอะตอม (Atomic size)

o พลังงานไอออไนเซชัน (Ionization energy, IE)

o สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน (Electron affinity, EA)

o อิเล็กโตรเนกาติวิตี (Electronegativity, EN)

o สมบัติตามแนวทแยงมุมของธาตุ

17/07/55

6

Atomic Sizeการวัดขนาดที่แนนอนของอะตอมเปนสิ่งที่ทําไดยาก นักเคมีมีวิธีที่จะบอกขนาดของอะตอมไดเมื่ออะตอมรวมกันเกิดเปนโมเลกุล โดยกําหนดใหอะตอมมีรูปรางเปนทรงกลม การบอกขนาดอะตอมจึงบอกเปนรัศมีอะตอม (Atomic radius) รัศมีอะตอมมี 3 แบบ

รัศมีโคเวเลนต คือระยะทางคร่ึงหน่ึงของความยาวพันธะโคเวเลนต ระหวางอะตอมชนิดเดียวกัน

รัศมีโลหะ คือมีคาเทากับคร่ึงหน่ึงของระยะระหวางนิวเคลียสของอะตอมโลหะท่ีอยูใกลกันมากท่ีสุด

รัศมีไอออน คือระยะระหวางนิวเคลียสของไอออนคูหน่ึงๆ ท่ีมีแรงยึดเหน่ียวซ่ึงกันและกันในโครงผลึก

Atomic Size

• ในหมูเดียวกัน ขนาดจะเพ่ิมข้ึนจากบนลงลาง เพราะระดบัพลังงานเพ่ิมข้ึน

• ในคาบเดียวกัน ขนาดจะลดลงจากซายไปขวา เพราะธาตุแตละตัวอยูในระดบัพลังงานเดียวกันแตจํานวนโปรตอนเพ่ิมมากข้ึน จงึดึงดูดอิเล็กตรอนใหเล็กลงตามลําดับ

http://ckjh.cksd.wednet.edu/Staff/erics/advanced%20physical%20science/Unit%203%20the%20periodic%20table/unit%20notes/ionization%20energy%20notes.htm

รัศมีไอออน (Ionic Radii)

ไอออนบวก : เกิดจากอะตอมสูญเสีย ē ไป

ไอออนบวกมีขนาดเล็กลง เมื่อเทียบกับอะตอมเดิม

ไอออนลบ : เกิดจากอะตอมรับ ē เขามา ทําใหขอบเขตกลุมหมอก ē มากข้ึน ไอออนลบจึงมีขนาดใหญข้ึน

http://www.avon-chemistry.com/p_table_lecture.html

ขนาดของไอออนที่มีอิเล็กตรอนเทากัน

เชน 13Al3+, 12Mg2+

มีจํานวนอิเล็กตรอนเทากับ 10

กรณีนี้ขนาดของไอออนขึ้นอยูกบัจํานวนโปรตอน ไอออนใดมีจํานวนโปรตอนมาก จะยิ่งมีขนาดเลก็

แนวโนมของขนาดไอออน

ขนาดของไอออนบวกและลบในหมูเดียวกัน

ในหมูเดียวกันไอออนบวกและไอออนลบจะมีขนาดใหญข้ึนจากบนลงลาง

17/07/55

7

แนวโนมของขนาดไอออนแนวโนมของขนาดไอออนขนาดของไอออนในคาบเดียวกัน

ในคาบเดียวกัน ทางซายเปนไอออนบวก ทางขวาเปนไอออนลบ

ในพวกไอออนบวก จะเล็กลงจากซายไปขวา แลวจะโตขึ้นเมื่อถึงไอออนลบ จากน้ันจะเลก็ลงจากซายไปขวาเชนกัน

Atomic Radius

http://webhost.bridgew.edu/shaefner/general/ptrends/ptrends_242.html

แนวโนมของรัศมีไอออน

Atomic and Ionic Radii ปจจัยที่มีผลตอขนาดอะตอมและขนาดไอออน

nuclear charge แรงดึงดูดท่ี nucleus (p) มีตอ electron (e)

electron–electron repulsion แรงผลักระหวาง electron (e- e)

electron shield electron ขางในบัง electron ขางนอก

ในคาบเดยีวกัน nuclear charge เพ่ิม แต shielding ไมเพ่ิม ดังน้ันขนาดจะลดลง

จํานวนชั้นของอิเล็กตรอนถาชั้นอิเล็กตรอนเทากัน ใหดท่ีูจํานวนโปรตอน ถาจํานวนโปรตอนมาก อะตอมหรือไอออนน้ันจะมีขนาดเล็กอัตราสวนของ P/e ถาไอออนของธาตุใดมีคา P/e มาก จะมีขนาดเล็กกวาไอออนท่ีมี P/e นอยกวา

17/07/55

8

สรุปคณุสมบัติของ metal, non–metal และ metalloid

Metal Non–metal Metalloid

อยูดานซายของตารางธาตุเปนของแข็งที่อุณหภูมิ 25 oC

ยกเวน ปรอท (Hg)lustrous appearance (มันเงา),

นําไฟฟาและนําความรอนไดดีเปลี่ยนรูปรางได (แทง เสน แผน)high density , high m.p.low IE, EA เสีย e- งายรวมกับ O2 Oxide,

รวมกับ halogen (X)halide

18 ธาตุดานขวาของตารางธาตุที่ 25 oC (11 ธาตุเปน gas, 1

ธาตุ เปน liquid (Br2), 6ธาตุ

เปน solid)low density , low m.p.high IE, EA รับ e- งาย รวมกับ metal ionic cpd.

รวมกับ non–metalmolecular cpd. covalent

มีสมบัติผสมระหวางโลหะ

+ อโลหะ เชน B, Si, Ge, As, Sb,

Te

ตัวอยางสีของเปลวไฟที่ไดจากการเผาสารประกอบ

Cu 2+ Sr 2+ Na+ Ba 2+ K+ Li+

สารประกอบ ตัวอยาง สีของเปลวไฟ

ลิเทียม LiCl , LiNO3 , Li2CO3 สีแดง

โซเดียม NaCl , Na2SO4 , Na2CO3 สีเหลือง

โพแทสเซียม KCl , K2SO4 , KNO3 สีมวง

รูบิเดียม RbCl , Rb2SO4 , RbNO3 สีแดงเขม

ซีเซียม CsCl , Cs2SO4 , CsNO3 สีฟา

แคลเซียม CaCl2 , CaSO4 , Ca(NO3)2 สีแดงอิฐ

แบเรียม BaCl2 , BaSO4 , Ba(NO3)2 สีเขียวแกมเหลือง

ทองแดง CuCl2 , CuSO4 , Cu(NO3)2 สีเขียว

พลังงานการแตกตัวเปนไอออน (Ionization Energy หรอื IE)

พลังงานการแตกตัวเปนไอออน คือ พลังงานตองใชในการดึงดิเล็กตรอน ที่หลุดงายที่สุด ออกจากอะตอมเดี่ยว ๆ หรือ โมเลกุล หรือ ไอออนในสถานะฟน ในสภาวะที่เปนแกส เชน

H H+ + e- IE = 1.312 MJ (13.6 eV)O2 O2

+ + e- IE = 1.350 MJ (14.2 eV)NO NO+ + e- IE = 0.90 MJ (9.3 eV)

17/07/55

9

ทุกปฏิกิริยาอยูในสถานะแกส และไอออนที่เกิดข้ึนแลวสามารถที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนตัวตอไปไดอีก ใหพลังงานการแตกตัวเปนไอออนที่ตอเน่ืองคือ พลังงานการแตกตัวเปนไอออนที่ 1 , 2 , 3 , ... สําหรับดึงอิเล็กตรอนที่ 1 , 2 , 3 ,... ในสถานะแกส

Al(g) Al+(g) + e- IE1 = 0.577 MJ (5.98 eV)Al+(g) Al2+(g) + e- IE2 = 1.88 MJ (19.5 eV)Al2+(g) Al3+(g) + e- IE3 = 2.75 MJ (28.44 eV)

พลังงานในการแตกตัวเปนไอออนเปนพลังงานที่ตองใหเขาไปถึงเปนปฏิกิริยาดูดความรอน (endothermic) และคาพลังงานเปนบวกเสมอ,H > 0

Ionization energy (IE)

อะตอมใดมีขนาดเล็ก จะทําใหดึง e- ออกยาก IE สูง อะตอมใดมีขนาดใหญ จะทําใหดึง e- ออกงาย IE ต่ํา

X (g) + พลังงาน X+(g) + ē IE1

X+(g) + พลังงาน X2+ (g) + ē IE2

IE1 < IE2 < IE3

Ex. Li(g) ---> Li+(g)+e-2s IE1= 5.392 eV

Li+(g) ---> Li2+(g)+e-1s IE2= 75.638 eV

Li2+(g) ---> Li3+(g)+e-1s IE3= 122.451 eV

ในคาบเดียวกัน IE เพ่ิมขึ้นจากซายไปขวา

หมู VIIIA มีคา IE สูงที่สุด

ในหมูเดียวกัน IE ลดลงจากบนลงลาง

Ionization energy (IE)• ขอยกเวน การดึงอิเล็กตรอนจากธาตุที่มีการจัดอิเล็กตรอนแบบบรรจุ

เต็ม และบรรจุคร่ึงออรบิทัล

• การจัดอิเล็กตรอนแบบบรรจุเต็มและบรรจุคร่ึง สงผลใหอะตอมมีความเสถียรมากกวา เชน

การจัดเรียงอิเล็คตรอนแบบ s2p3 จะเสถียรกวาการจัดเรียงแบบ s2p4

• การบรรจุเต็มจะเสถียรกวาบรรจุคร่ึง เชน

การจัดเรียงอิเล็คตรอนแบบ s2p0 จะเสถียรกวาการจัดเรียงแบบ s1p1

17/07/55

10

First Ionization Energy Plot

http://www.avon-chemistry.com/p_table_lecture.html

การเปลี่ยนแปลงพลังงานการแตกตัวเปนไอออนที่ 1 กับเลขเชิงอะตอม

Electron Affinity (EA)

:พลังงานท่ีใหออกมา เมื่ออิเล็กตรอนถูกเพิ่มเขาไปในวงเวเลนซของอะตอม หรือไอออนเดี่ยว ๆ ในสาถนะแกส เกิดเปนไอออนลบ

A(g) + e- A- + พลังงานท่ีใหออกมา (สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน)

O (g) + e- O-(g)

H = -328 kJ/mol EA = +328 kJ/mol

H = -141 kJ/mol EA = +141 kJ/mol

F (g) + e- F-(g)

X (g) + ē X-(g) + พลังงาน

ใหพลังงานความรอนออกมา (exothermic) เครื่องหมายพลังงานเปนลบ

ธาตุที่มี EA สูง จะคายพลังงานออกมามากเมื่อรับอิเล็กตรอนเขาไป ธาตุที่มี EA สูง จะสามารถเกิดเปนไอออนลบไดงายกวาธาตุท่ีมี EA ตํ่า

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนตอเนื่อง

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน หรืออิเล็กตรอนแอฟฟนีตี้ ของธาตุอโลหะท่ีวองไวในปฏิกิริยา เม่ือเพิ่มอิเล็กตรอนตัวท่ีสองเขาไปเกิดเปนไอออนลบ จะเปนปฏิกิริยาดูดความรอน พบในการเกิดไอออนออกไซด และไอออนซัลไฟด

A-(g) + e- + พลังงานท่ีใหเขาไป A2-

O(g) + e- = O-(g) Ho = -142 KJ mol-1

O-(g) + e- = O2-

(g) Ho = 844 KJ mol-1

O (g) + 2e- = O2-(g) Ho = 702 KJ mol-1

การเปลี่ยนแปลงสัมพรรคภาพอิเลก็ตรอน

ธาตุที่มีคาพลังงานการแตกตัวเปนไอออนสูงจะมีคาสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนสูงดวย คาสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนของธาตุในคาบที่สองจะต่ํากวาธาตุในคาบที่สามo เน่ืองจากธาตุในคาบที่สามมีขนาดเล็กกวา จึงมีความหนาแนนอิเล็กตรอนมากกวาและแรงผลักระหวางอิเล็กตรอนเพิ่มดวย

Li

56.7

Na

74.9

Be

-

Mg

-

B

36.6

Al

49.8

C

107.9

Si

133.9

N

25.9

P

74.9

O

141.4

S

199.2

F

338.9

Cl

354.8

KJ mol-1

KJ mol-1

17/07/55

11

ในคาบเดียวกัน เพิ่มข้ึนจากซายไปขวา ยกเวน หมู IIA , VA , VIIIA มีคา < 0

เพราะมีการจัดเรียงตัวแบบเสถียร

ในหมูเดียวกัน ลดลงจากบนลงลาง หมู VIIA มีคา EA สูงที่สุด

Electron Affinity (EA)

http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch7/ie_ea.html

Electronegativity (EN)

อะตอมท่ีมีสภาพไฟฟาลบมาก จะดึงอิเล็กตรอนท่ีใชรวมกันในการเกิดพันธะโคเวเลนตเขาหาตัวเองไดมากกวา ไดมีผูหาคาสภาพไฟฟาลบไวหลายแบบ แตท่ีนิยมใชอางอิงมากท่ีสุด คือ ของพอลลิง ( linus Pauling ) โดยกําหนดใหฟลูออรีนมีคาสภาพไฟฟาลบมากท่ีสุด คือ ~ 4.0 และซีเซียม ( Cs ) มีสภาพไฟฟาลบนอยท่ีสุด คือ~ 0.8

:เปนคาท่ีแสดงความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนคูรวมพันธะจาก Nucleusหรือ ความสามารถของอะตอมในโมเลกุลท่ีจะดึงดูดอิเล็กตรอนเขาหาตัวเอง

e- คูรวมพันธะของอะตอมท่ีมีขนาดเล็ก จะไดรับแรงดึงดูดจาก Nucleus มาก EN สูง

e- คูรวมพันธะของอะตอมท่ีมีขนาดใหญ จะไดรับแรงดึงดูดจาก Nucleus นอย EN ตํ่า

แฟคเตอรมีผลตอคาสภาพไฟฟาลบแฟคเตอรมีผลตอคาสภาพไฟฟาลบ

สถานะเวเลนซ คาสภาพไฟฟาลบเพ่ิมข้ึนเมื่อสถานะออกซิเดชั่นบวกของอะตอมเพ่ิมข้ึน เพราะเมื่อไอออนบวกมปีระจบุวกเพ่ิมข้ึน แนวโนมในการยึดอิเล็กตรอนเพ่ิมข้ึน สวนไอออนลบคาสภาพไฟฟาลบลดลง เมื่อประจุลบบนไอออนลบเพ่ิมข้ึน การไฮบริไดเซชั่น s อิเล็กตรอนอยูใกลนิวเคลียสไดมากกวา p , d หรือ f อิเล็กตรอนเพราะ s อิเล็กตรอนมีอํานาจในการเจาะทะลุสูง ดังน้ันไฮบริดออรบิทัลท่ีมีลักษณะ s ออรบิทัลเพ่ิม คาสภาพไฟฟาลบจะเพ่ิมดวย

ไฮบริดออรบิทัล

ลักษณะ s ออรบิทัล (%) ในไฮบริดออรบิทัล

สภาพไฟฟาลบของ C

สภาพไฟฟาลบของ N

sp3

25

2.48

3.68

sp2

33

2.75

3.94

sp

50

3.29

4.67

Electronegativity (EN)

http://www.chemhume.co.uk/ASCHEM/Unit%201/Ch3IMF/chapter_3__chemical_bonding_andc.htm

17/07/55

12

Periodic Properties of the Elements

ความสัมพันธแบบทะแยงมุม(diagonal relationships)

สมบัติตามแนวทแยงมุม

เกลือคารบอเนตของลิเธียมถูกความรอนสลายตัวให CO2เหมือน Mg แตโลหะ IA ตัวอ่ืนไมให CO2

Li ทําปฏิกิริยากับ N2(g) โดยตรง ให Li3N เหมือน Mg แตโลหะ IA ตัวอ่ืนตองเตรียมโดยออม

6 Li + N2 2 Li3N3 Mg + N2 Mg3N2

Lithium (Li)-Magnesium (Mg )

17/07/55

13

Berylium(Be)-Aluminium(Al)

สมบัติตามแนวทแยงมุม

• Be และ Al มีแรงเคล่ือนไฟฟาออกซิเดชันคลายกัน ( = 1.85 ; = 1.66)• Be และ Al เกิดปฏิกิริยากับกรดคอนขางชาโดยเฉพาะถาผิวหนามีออกไซดเคลือบอยู • Be และ Al มีกําลังการโพลาไรซ (polarizing power) หรือ ionic potentialใกลเคียงกัน คือมีแนวโนมท่ีจะเกิดสารประกอบท่ีคอนขางเปนโคเวเลนตมากกวาธาตุอ่ืนในหมูเดียวกัน • เกลือคารบอเนตของ Be และ Al ไมเสถียร ไฮดรอกไซดละลายไดในเบสท่ีมากเกินพอ สารประกอบเฮไลดของ Be และ Al มีความเปนกรดใกลเคียงกัน

สมบัติตามแนวทแยงมุม

Boron(B)-Silicon(Si)

• B หมูเดียวกับ Al ไมมีความเปนโลหะเลยแตกลับมีสมบัติคลาย Si เชน ไฮไดรดของ B และSiเปนสารระเหยงายและวองไวตอปฏิกิริยามาก ในขณะท่ีไฮไดรดของ Al เปนของแข็งท่ีเปนโพลิเมอร • เฮไลดของ B (ยกเวน BF3) และ Si เมื่อเกิดการแยกสลายดวยนํ้า (hydrolyse)จะไดกรดบอริกและกรดซิลิซิกตามลําดับ • สารประกอบออกซิเจนของ B และ Si คือบอเรตและซิลิเคต ก็มีสมบัติเคมีคลายกัน

สมบัติของธาตุและสารประกอบของธาตุ

ธาตุหมู IA (โลหะแอลคาไล)

Li

Na

K

Rb

Cs

Fr

สมบัติทีส่ําคัญของธาตุหมู IA

1. เปนของแข็งที่ออน ใชมีดตัดได นําความรอนและไฟฟาไดดี2. เม่ือเปรียบเทียบกับธาตุอ่ืนในคาบเดียวกัน

- ธาตุหมู IA มีความเปนโลหะมากที่สุด

- ธาตุหมู IA มีขนาดอะตอมใหญที่สุด

- ธาตุหมู IA มีคา IE1 และ EN ต่ําที่สุด

- ธาตุหมู IA เปนโลหะที่เสียอิเล็กตรอนไดงายที่สุด

17/07/55

14

สมบัติที่สําคญัของธาตุหมู IA (ตอ)

3. มีความหนาแนนต่ํา ( Li, Na และ K หนาแนนนอยกวานํ้า)

4. เมื่อรวมตวักับอโลหะไดสารประกอบไอออนิก ซ่ึงธาตุหมู IA มีเลขออกซิเดชันเทากับ +1

5. เปนโลหะที่วองไวในการเกิดปฏิกิริยามาก

ทําปฏิกิริยารุนแรงกับนํ้าหรือไอนํ้าในอากาศ ให H2 และความรอนจํานวนมาก -----> จึงตองเก็บไวในนํ้ามัน

สมบัติของธาตุและสารประกอบของธาตุ (ตอ)

สารประกอบของธาตุหมู IA

ธาตุหมู IA อยูในรูปของสารประกอบมากมาย เชน LiCl,NaCl, KCl, NaNO3, KNO3, Na2SO4, NaHCO3

สารประกอบของธาตุหมู IA ในธรรมชาติท่ีพบมากท่ีสุด คือ สารประกอบของโซเดยีม เชน NaCl

สมบัติบางประการของสารประกอบของธาตุหมู IA

1. เม่ือหลอมเหลว หรือละลายน้ํา จะสามารถนําไฟฟาได

2. มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง

3. ละลายน้ําไดดี เชน

สารประกอบคารบอเนต (CO32- ) เชน Na2CO3 K2CO3

สารประกอบซัลเฟต (SO42-) เชน K2SO4 Na2SO4

สารประกอบคลอไรด (Cl- ) เชน LiCl NaCl

ยกเวนสารประกอบคารบอเนต และฟอสเฟต ของ Li จะละลายนํ้าไดนอย -------> Li2CO3 , Li3PO4

สมบัตบิางประการของสารประกอบของธาตุหมู IA

4. สารประกอบของธาตุหมู IA ตอไปนี้ เม่ือละลายน้ํา สารละลายจะมีสมบัติเปนเบส

สารประกอบซัลไฟด เชน Na2S

สารประกอบออกไซด เชน NaO

สารประกอบไฮไดรด เชน NaH LiH

17/07/55

15

ประโยชนของธาตุหมู IAประโยชนของธาตุหมู IA

2. ใช Na (โซเดียม) และ K (โพแทสเซียม) ทําหนาที่ถายเทความรอนจากเครื่องปฏิกรณปรมาณู

1. Cs (ซีเซียม) ใชทําโฟโตเซลลที่เปล่ียนสัญญาณแสงไปเปนสัญญาณไฟฟา เพราะ Cs สามารถเสียอิเล็กตรอนไดงายกวาโลหะหมู IA ตัวอ่ืนๆ

เชน ที่ใชในเครื่องวัดความเขมแสงในกลองถายรูป

ประโยชนของธาตุหมู IAประโยชนของธาตุหมู IA

3. ใช Na บรรจุในทอโพลิเอทิลีน สําหรับใชแทนสายเคเบิลอะลูมิเนียมหรือทองแดง เพราะเบากวา ถูกกวา และมีประสิทธิภาพดีกวา

4. Li และ Na ใชในการเตรียมสารอินทรียหลายชนิด

5. Na ใชการเตรียมโซเดียมเปอรออกไซด ซึ่งใชทําสารฟอกสี

เชน เตตระเอทิลเลด เตรียมจากเอทิลคลอไรดทําปฏิกิริยากับโลหะผสมระหวางโซเดยีมกับตะก่ัว

ธาตุหมู IIA (โลหะแอลคาไลน เอริท)

Be (เบริลเลียม)

Mg (แมกนีเซียม)

Ca (แคลเซียม)

Sr (สทรอนเชียม)

Ba (แบเรียม)

Ra (เรเดียม)

สมบัติที่สําคญัของธาตุหมู IIA

1. เปนของแข็ง มีความหนาแนนมากกวาธาตุหมู IA จึงมีความแข็งมากกวา

2. เปนโลหะ แตนอยกวาธาตุหมู IA เม่ือเปรียบเทียบในคาบเดียวกัน

3. นําความรอนและไฟฟาไดดี แตนอยกวาธาตุหมู IAในคาบเดียวกัน

17/07/55

16

สมบัติที่สาํคัญของธาตุหมู IIA

4. มีคา IE1 และ EN ต่ํา แตสูงกวาธาตุหมู IA

5. มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกวาธาตุหมู IA ในคาบเดียวกัน เพราะมีพันธะโลหะที่แข็งแรงกวา

6. เสียอิเล็กตรอนไดงาย (ตัวรีดิวซที่ดี) แตไมดีเทากับธาตุหมู IA ในคาบเดียวกัน

สมบัติทีส่ําคัญของธาตุหมู IIA

7. เม่ือรวมตัวกับอโลหะจะไดสารประกอบไอออนิก ซึ่งธาตุหมู IIA มีเลขออกซิเดชันเทากับ +2

8. ธาตุหมูนี้สามารถทําปฏิกิริยากับน้ํา และสารอ่ืนไดหลายชนิด เนื่องจากเปนธาตุที่วองไว และความวองไวเพ่ิมขึ้นเม่ือเลขอะตอมเพ่ิมขึ้น

สารประกอบของธาตุหมู IIA

เนื่องจากธาตุหมู IIA เปนธาตุที่วองไวในการทําปฏิกิริยา สามารถรวมตัวกับอโลหะเกิดสารประกอบไดหลายชนิดในธรรมชาติ จึงไมพบในรูปของธาตุอิสระ

CaCO3 , MgSO4 , MgCl2 , BaCl2 ,CaHPO4 , Ba(NO3)2

สมบัตบิางประการของสารประกอบของธาตุหมู IIA

1. สารประกอบของธาตุหมู IIA จะเปนสารประกอบไอออนิก

2. มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง

3. เม่ือหลอมเหลว หรือเปนสารละลายจะสามารถนําไฟฟาได

4. สารประกอบของหมู IIA ที่เกิดจากการรวมตัวกับไอออนที่มี ประจุ -1 สวนใหญจะละลายน้ําไดดี

แตสารประกอบของหมู IIA ที่เกิดจากการรวมตัวกับไอออนที่มีประจุ -2 หรือ -3 จะไมละลายน้ํา

17/07/55

17

ประโยชนของธาตหุมู IIA

Mg + Al ใชทําสวนประกอบของเคร่ืองบิน เพราะมนี้ําหนักเบา

Mg ใชทําไสหลอดไฟแฟลตถายรูป

Be + Cu ใชทําสวนประกอบของเรือเดนิทะเล

CaSO4 ใชในอุตสาหกรรมปนูปลาสเตอร

Sr(NO3)2 ใชทําพลุ, ดอกไมเพลิงสีแดง

Ba(NO3)2 ใชทําพลุ, ดอกไมเพลิงสีเขียว

Mg(OH)2 ใชเปนสวนผสมในยาสีฟน และใชเปนยาลดกรดใน

กระเพาะอาหาร

ธาตุหมู VIIA

F (ฟลูออรีน)

Cl (คลอรีน)

Br (โบรมีน)

I (ไอโอดีน)

At (แอสทาทีน)

สมบัตสิําคัญท่ีของธาตุหมู VIIA

1. ธาตุในหมูนี้มีทั้ง 3 สถานะ

กาซ ของเหลว ของแข็ง

I

สมบัตสิําคญัท่ีของธาตุหมู VIIA (ตอ)

2. ธาตุแฮโลเจนทุกชนิดเปนพิษ

F2 เปนแกสพิษอยางแรง , Cl2 เปนแกสพิษมีกล่ินฉุนจัด

3. ธาตุทุกตัวเปนอโลหะ ไมนําไฟฟาทุกสถานะ

4. โมเลกุลของธาตุแฮโลเจนประกอบดวย 2 อะตอม (diatomic molecule)

F2 Cl2 Br2 I2

17/07/55

18

สมบัตสิําคญัท่ีของธาตุหมู VIIA (ตอ)

5. มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวต่ํา เพราะแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลของธาตุแฮโลเจนเปนแรงแวนเดอวาลส

6. IE , EN สูง และมีคาสูงสุดเม่ือเทียบกับธาตุในคาบเดียวกัน

แรงแวนเดอวาลส เปนแรงยึดเหน่ียวระหวางโมเลกุลที่ไมมีข้ัวกับไมมีข้ัว แรงน้ีมีคานอย แตจะมากข้ึนเมื่อสารมีมวลโมเลกุลเพิม่ข้ึน

สมบัตสิําคญัท่ีของธาตุหมู VIIA (ตอ)

7. ละลายไดดีในตัวทําละลายอินทรยีซึ่งไมมีขั้ว เชน คารบอนเตตระคลอไรด (CCl4) , เฮกเซน (C6H14), เบนซีน(C6H6)8. มีเลขออกซิเดชันหลายคา แตในสารประกอบสวนใหญธาตุแฮโลเจนมีเลขออกซิเดชันเทากับ -1

9. ในหมูเดียวกันความวองไวในการทําปฏิกิริยาลดลงจากบนลงลาง

สารประกอบของธาตุหมู VIIA

1. สามารถเกิดไดทั้งสารประกอบไอออนิกและสารประกอบโคเวเลนต

สารประกอบไอออนิก สารประกอบโคเวเลนต

KBr

MgCl2

CaF2

PCl5

HCl

HBr

สารประกอบของธาตหุมู VIIA (ตอ)

2. ธาตุหมู VIIA เกิดสารประกอบที่มีเลขออกซิเดชันไดหลายคา

3. สารประกอบออกไซดและสารประกอบซัลไฟดของธาตุหมู VIIA เม่ือละลายน้ํามีสมบัติเปนกรด เชน Cl2O Br2O

17/07/55

19

ประโยชนของธาตุหมู VIIA

1. ฟลูออรีนใชเตรียมสารประกอบฟลูออโรคารบอน เชน ฟรีออน ใชในเครื่องทําความเย็น , เทฟลอน (CF2=CF2) เคลือบภาชนะหุงตม

ประโยชนของธาตุหมู VIIA

3. โบรมีนใชเตรียมสารประกอบเอทิลีนไดโบรไมด เติมในน้ํามันเพ่ือหยุดการสะสมตะก่ัวในเครื่องยนต นอกจากนี้ยังใชทําสียอมผา ฟลมถายรูป (AgBr)

2. คลอรีนใชในการเตรียมสารตางๆ เชน

NaOCl ใชในการฟอกสีกระดาษใหขาว

NaClO3 ใชเปนยากําจัดวัชพืช

ใชฆาเชื้อจุลินทรียในสระวายน้ํา และในน้ําประปา

4. ไอโอดีนปองกันโรคคอพอก

ทิงเจอรไอโอดีน (ไอโอดีนละลายในเอทานอล) ใชเปนยาฆาเชื้อโรค

ประโยชนของธาตุหมู VIIA

17/07/55

20

กาซเฉือ่ยหรือกาซมีตระกูล

กาซเฉ่ือย (Inert gas) เปนธาตุที่มีสถานะเปนกาซ ในธรรมชาติจะไมทําปฏิกิริยากับธาตุอ่ืน

1 โมเลกุลมี 1 อะตอม (เปนแกสอะตอมเด่ียว)

He (ฮีเลียม)

Ne (นีออน)

Ar (อารกอน)

Kr (คริปตอน)

Xe (ซีนอน)

Rn (เรดอน)

ประโยชนของกาซเฉือ่ย

He ----> Balloon,

Deep sea diving,

สารหลอเย็น

He ใหแสงสีชมพู Ne ใหแสงสีแดงสม

Ar ใหแสงสีมวง Xe ใหแสงสีน้ําเงิน

ใชบรรจุในหลอดนีออน

ประโยชนของกาซเฉือ่ย

- อารกอน ใชบรรจุในหลอดไฟฟาแบบมีไสแทนอากาศ

- คริปตอนใชในหลอดไฟแฟลช , ใชในเลเซอรบางชนิด และใชในหลอดสตรอโบสโคป

- เรดอน ใชรักษาโรคมะเร็ง

ประโยชนของกาซเฉือ่ย

17/07/55

21

ธาตุแทรนซิชัน (Transition elememts) สมบัติของธาตุแทรนซิชัน

1. เปนโลหะ มีความแข็ง แวววาว สามารถตีเปนแผนได แตมีความเปนโลหะนอยกวา IA และ IIA

2. แข็ง มีจุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแนนสูง กวาธาตุหมู IA และ IIA

3. นําความรอนและไฟฟาไดดี

สมบัติของธาตุแทรนซชิัน (ตอ)

4. มีสมบัติคลายกันทั้งภายในหมูและภายในคาบเดียวกัน

5. มีเลขออกซิเดชันหลายคา เชน Fe มีเลขออกซิเดชัน +2, +3Cr มีเลขออกซิเดชัน +6, +3, +2

ยกเวนหมู IIB และ IIIB มีเลขออกซิเดชัน +2 และ +3ตามลําดับ

สมบัติของธาตุแทรนซชิัน (ตอ)

6. ไอออนและสารประกอบของธาตุแทรนซิชันมีสี

7. ขนาดอะตอมในคาบเดียวกันจะเล็กลงจากซายไปขวาเล็กนอย และขนาดอะตอมเล็กกวาธาตุหมู IA และ IIA ในคาบเดียวกัน

8. IE1 และ EN ต่ํา แตสูงกวาธาตุหมู IA และหมู IIA ในคาบเดียวกัน

17/07/55

22

สารประกอบของธาตุแทรนซิชัน

1. ธาตุแทรนซิชนัสวนใหญมีเลขออกซิเดชันไดหลายคาจึงทําใหธาตุแทรนซิชันสามารถเกิดสารประกอบไดมากมายหลายชนิด

Ti +4, +3, +2

V +5, +4 ,+3, +2

Mn +7, +6, +4, +3, +2

Co +3, +2

2. สารประกอบและไอออนของธาตุแทรนซิชนัสวนใหญจะมีสีตางๆกัน ซึ่งข้ึนอยูกับ

- ชนิดของธาตุแทรนซิชัน- เลขออกซิเดชัน- ชนิดและจํานวนของสารทีร่วมตัวกับธาตุแทรนซิชัน

สารประกอบของธาตุแทรนซิชนั

สีที่เห็นนั้นเนื่องมาจากอิเล็กตรอนของธาตุแทรนซิชันสามารถดูดกลืนแสงในชวงที่มองเห็นได คล่ืนแสงที่ไมถูกดูดกลืนก็คือสีของสารประกอบหรือของไอออนนั้น

[Cr(OH)6]3- สีเขียว

[Cr(NH3)6]3+ สีมวง

ไอออน ชื่อไอออน เลขออกซิเดชนัของธาตุแทรนซชินั

สี

Cr2+

Cr3+

Cr2O7

CrO42-

โครเมียม (II) ไอออนโครเมียม (III) ไอออน

ไดโครเมตไอออนโครเมตไอออน

+2+3+6+6

น้ําเงินเขียวสม

เหลือง

ธาตุกึ่งโลหะ (Metalloids)

17/07/55

23

ธาตุกึ่งโลหะ (Metalloids)

ธาตุก่ึงโลหะ คือ ธาตุที่มีสมบัติบางประการคลายโลหะ และมีสมบัติบางประการคลายอโลหะ ไดแก

B (โบรอน) Si (ซิลิกอน) Ge (เจอรเมเนียม)

As (อารเซนิก) Sb (แอนติโมนี) Te (เทลลูเรียม)

Po (โพโลเนียม) At (แอสทาทีน)

ธาตุกึ่งโลหะ

โบรอน (B)

- มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวสูงเหมือนโลหะ แตเปราะ และไมนําไฟฟา

- มีโครงสรางแบบโครงผลึกรางตาขายที่แข็งแรงมาก มีรูปผลึกหลายรูป

ธาตุก่ึงโลหะซิลกิอน (Si)

- เปนผลึกสีเทาเงิน มีจุดเดือด จุดหลอม เหลวสูงเหมือนโลหะ แตเปราะเหมือนอโลหะ

- เปนสารก่ึงตัวนํา

- อะตอมของ Si ยึดตอกันในรูปโครงผลึก รางตาขาย

- ใชทําแผงวงจรไฟฟาและอุปกรณไฟฟาตางๆ เชน วิทยุ โทรทัศน คอมพิวเตอร

ธาตุก่ึงโลหะ

เจอรเมเนียม (Ge) มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวสูงเหมือนโลหะ แตเปราะเหมือนอโลหะ เปนธาตุก่ึงตัวนํา ใชทําสวนประกอบของอิเล็กทรอนิกส

อารเซนิก (As) มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวคอนขางสูง นําไฟฟาไดเหมือนโลหะ แตเปราะ

17/07/55

24

ธาตุกัมมันตรังสี

ธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ธาตุที่มีสมบัติในการแผรังสีไดเอง ธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ธาตุที่มีสมบัติในการแผรังสีไดเอง

อองตวน อองรี แบ็กเคอแรล เปนคนแรกที่คนพบวาธาตุบางชนิดโดยเฉพาะธาตุที่มีมวลอะตอมมาก สามารถปลอยรังสีบางชนิดออกมา เมื่อเขานําฟลมถายรูปไวใกลๆ เกลือโพแทสเซียมยูเรนิลซัลเฟต และมีกระดาษดําหุมปรากฎวาเกิดรอยดําบนแผนฟลมเหมือนถูกแสง

กมัมันตภาพรังสีปรากฎการณที่ธาตุแผรังสีไดเองอยางตอเน่ืองเรียกวา กมัมันตภาพรังสีซ่ึงเกิดจากการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสของไอโซโทปที่ไมเสถียร

ธาตุกัมมันตรังสีธาตุกัมมันตรังสี

รังสีดังกลาวเปนรังสีท่ีถูกปลอยออกมาจากนิวเคลียสของธาตุ เมื่อนิวเคลียสของธาตุน้ันอยูในสภาวะไมเสถียร

สภาวะไมเสถียรเกิดจากสวนประกอบภายในของนิวเคลียสไมเหมาะสม หมายความวา ในนิวเคลียสประกอบดวยโปรตอนซ่ึงมีประจบุวกและนิวตรอนซ่ึงเปนกลางทางไฟฟา สัดสวนของจํานวนโปรตอนตอจํานวนนิวตรอนไมเหมาะสมจนทําใหธาตุน้ันไมเสถียร ธาตุน้ันจึงปลอยรังสีออกมาเพ่ือปรบัตัวเองใหเสถียร ซ่ึงเปนกระบวนการท่ีเกิดข้ึนเองตามธรรมชาติ

รัทเทอรฟอรดไดศึกษาเพิ่มเติมและแสดงใหเห็นวารังสีท่ีธาตุกัมมันตรังสีปลอยมาอาจเปนรังสแีอลฟา รังสีบีตา หรือรังสี

แกมมา ซึ่งมีสมบัติตางกัน

รังสีแอลฟา เปนนิวเคลียสของฮีเลยีม มีโปรตอนและนิวตรอนอยางละ 2อนุภาค มีประจุไฟฟา +2 มีอํานาจทะทะลวงต่ํามาก กระดาษเพียงแผนเดียวหรือสองแผนก็สามารถกั้นได

รังสีบีตา คือ อนุภาคที่มีสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน คือ มีประจุไฟฟา -1 มมีวลเทากับอิเล็กตรอน มีอํานาจทะลุทะลวงสูงกวารังสีแอลฟาประมาณ 100 เทา สามารถผานแผนโลหะบางๆ เชน แผนตะกั่วหนา 1 mm มีความเร็วใกลเคียงความเร็วแสง

รังสีแกมมา เปนคล่ืนแมเหล็กไฟฟาที่มีความยาวคล่ืนส้ันรังสีแกมมา เปนคล่ืนแมเหล็กไฟฟาที่มีความยาวคล่ืนส้ันมาก ไมมีประจุ ไมมีมวล มีอํานาจทะลุทะลวงสูงสุด สามารถทะลุผานแผนไม โลหะและเนื้อเยื่อได แตถูกก้ันไดโดยคอนกรีตหรือแผนตะก่ัวหนา

17/07/55

25

วิธีตรวจสอบการแผรังสีของสาร

1. ใหฟลมถายรูปหุมสารนัน้ในที่มืด แลวนําฟลมไปลาง ถาเปนสารแผรังสี ฟลมจะปรากฏสีดํา

2. นําสารที่ตองการตรวจสอบเขาใกลๆสารเรืองแสง ถา2. นําสารที่ตองการตรวจสอบเขาใกลๆสารเรืองแสง ถาเปนสารแผรังสีจะมีแสงเรืองเกิดขึ้น

3. ใชเครื่องมือไกเกอรมูลเลอรเคานเตอร จะมีหนาปดบอก3. ใชเครื่องมือไกเกอรมูลเลอรเคานเตอร จะมีหนาปดบอกปริมาณรังสีที่แผออกมาได

คร่ึงชีวิตของธาตุ

คร่ึงชีวติ (Half life) หมายถึง ระยะเวลาท่ีปริมาณของสารคร่ึงชีวติ (Half life) หมายถึง ระยะเวลาท่ีปริมาณของสารกัมมนัตรังสสีลายตวัจนเหลือคร่ึงหนึ่งของปริมาณเร่ิมตน

Na-24 มีครึ่งชีวิต 15 ชั่วโมง

คร่ึงชีวิตเปนสมบัติเฉพาะตัวของแตละไอโซโทป และสามารถใชเปรียบเทียบอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีแตละชนิดได

ตัวอยาง ธาตุกัมมันตรังสมีคีร่ึงชีวติ 30 วัน จะใชเวลานานเทาใดสําหรับการสลายไปรอยละ 75 ของปริมาณตอนท่ีเร่ิมตน

ถาเร่ิมตนมีธาตุกัมมนัตรังสีอยู 100 g สลายตัวไป 75 g

ดังนัน้ตองการใหเหลือธาตุนี้ 25 g

เนื่องจากธาตนุีม้ีคร่ึงชีวติ 30 วนั

ธาตุกัมมนัตรังสี 100 g 50 g30 วนั 30 วนั 25 g

ดังน้ันตองใชเวลา 30 x 2 = 60 วัน สําหรับการสลายไปรอยละ 75 ของปริมาณเร่ิมตน

ปฏิกิริยานิวเคลียร

เปนปฏิกิริยาที่เกิดการเปล่ียนแปลงภายในนิวเคลียสของเปนปฏิกิริยาที่เกิดการเปล่ียนแปลงภายในนิวเคลียสของอะตอม แลวไดนิวเคลียสของธาตุใหมเกิดขึ้น และใหพลังงานจํานวนมหาศาล แบงออกได 2 ประเภท ดังนี้

1. ปฏิกิริยาฟชชัน (Fission reaction)1. ปฏิกิริยาฟชชัน (Fission reaction)

2. ปฏิกิริยาฟวชัน (Fussion reaction)

17/07/55

26

1. ปฏิกิริยาฟชชัน (Fission reaction)

คือ ปฏิกิริยานิวเคลียรที่เกิดข้ึน เน่ืองจากการยิงอนุภาคนิวตรอนเขาไปยังนิวเคลียสของธาตุหนัก แลวทําใหนิวเคลียรแตกออกเปนนิวเคลียรที่เลก็ลงสองสวนกับใหอนุภาคนิวตรอน 2-3 อนุภาค และคายพลังงานมหาศาลออกมา

นิวตรอนท่ีเกิดข้ึน 2-3 ตัวซ่ึงมีพลังงานสูงจะวิ่งไปชนนิวเคลียสของอะตอมท่ีอยูใกลเคียง ทําใหเกิดปฏิกิรยิาตอเน่ืองไปเปนลูกโซ ซ่ึงเรียกวา ปฏิกิรยิาลูกโซ ซ่ึงทําใหไดพลังงานมหาศาล

แสดงปฏิกิริยาลูกโซ

ปฏิกิริยาลูกโซนี้ถาไมมีการควบคุม จะเกิดปฏิกิริยารุนแรงท่ีเรียกวา ลูกระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) เพื่อควบคมุปฏิกิริยาลูกโซไมใหเกิดรุนแรง นักวิทยาศาสตรจึงไดสรางเตาปฏิกรณปรมาณู ซึ่งสามารถควบคมุการเกิดปฏิกิริยาไดโดยการควบคุมปริมาณนวิตรอนท่ีเกิดข้ึนไมใหมากเกินไป และหนวงการเคล่ือนท่ีของนิวตรอนใหชาลง

ปฏิกิริยาฟชชัน (Fission reaction)

คือ ปฏิกิริยานวิเคลียรท่ีนวิเคลียสของธาตุเบาหลอมรวมกันเขาเปนคือ ปฏิกิริยานวิเคลียรท่ีนวิเคลียสของธาตุเบาหลอมรวมกันเขาเปนนิวเคลียสท่ีหนักกวา และมีการปลอยพลังงานนิวเคลียรออกมา

2. ปฏิกิริยาฟวชัน (Fussion reaction)2. ปฏิกิริยาฟวชัน (Fussion reaction)

17/07/55

27

พลังงานจากปฏิกิริยานวิเคลียรฟวชนัมีคามากกวาพลังงานจากพลังงานจากปฏิกิริยานวิเคลียรฟวชนัมีคามากกวาพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียรฟชชนั เมื่อเปรียบเทียบจากมวลสวนท่ีเขาทําปฏิกิริยา ปฏิกิริยาฟวชันท่ีรูจักกันในนาม ลูกระเบิดไฮโดรเจน (Hydrogen bomb)

ปฏิกิริยานิวเคลียรฟวชนัจะเกิดข้ึนไดตองใชความรอนเร่ิมตนสูงปฏิกิริยานิวเคลียรฟวชนัจะเกิดข้ึนไดตองใชความรอนเร่ิมตนสูงมาก เพื่อเอาชนะแรงผลักระหวางนิวเคลียสท่ีจะเขารวมตัวกัน เชน ระเบิดไฮโดรเจนจะตองใชความรอนจากระเบิดปรมาณูเปนตัวจุดชนวน

12H + 3

1H42He + 1

0n + พลังงาน12H + 3

1H42He + 1

0n + พลังงาน

ประโยชนของไอโซโทปกัมมันตรังสี

1. ดานธรณีวิทยา มีการใช C-14 คํานวณหาอายุของวัตถุโบราณ 1. ดานธรณีวิทยา มีการใช C-14 คํานวณหาอายุของวัตถุโบราณ หรืออายุของซากดึกดําบรรพ

2. ดานการแพทย ใชรักษาโรคมะเร็ง ในการรักษาโรคมะเร็งบาง2. ดานการแพทย ใชรักษาโรคมะเร็ง ในการรักษาโรคมะเร็งบางชนดิ ทําไดโดยการฉายรังสีแกมมาท่ีไดจาก โคบอลต-60 เขาไปทําลายเซลลมะเร็ง

โซเดียม-24 ฉดีเขาไปในเสนเลือด เพื่อตรวจการไหลเวียนของโซเดียม-24 ฉดีเขาไปในเสนเลือด เพื่อตรวจการไหลเวียนของโลหิต โดย โซเดียม-24 จะสลายใหรังสีบีตาซึง่สามารถตรวจวดัได และสามารถบอกไดวามีการตีบตนัของเสนเลือดหรือไม

ประโยชนของไอโซโทปกมัมันตรงัสี ประโยชนของไอโซโทปกมัมันตรงัสี ((ตอตอ))ประโยชนของไอโซโทปกมัมันตรงัสี ประโยชนของไอโซโทปกมัมันตรงัสี ((ตอตอ))

Au-198 ใชตรวจตับและไขกระดูกAu-198 ใชตรวจตับและไขกระดูก

I-131 ใชศึกษาความผิดปกติของตอมไทรอยด

3. ดานเกษตรกรรม ใช P-32 ศึกษาความตองการปุยของพชื3. ดานเกษตรกรรม ใช P-32 ศึกษาความตองการปุยของพชื

4. ดานการถนอมอาหาร ใช Co-60 ในการถนอมอาหารใหมีอายุ4. ดานการถนอมอาหาร ใช Co-60 ในการถนอมอาหารใหมีอายุยาวนานข้ึน เพราะรังสีแกมมาชวยในการทําลายแบคทีเรีย

เลขออกซิเดชัน คือ ตัวเลขที่แสดงประจุไฟฟาสมมุติของเลขออกซิเดชัน คือ ตัวเลขที่แสดงประจุไฟฟาสมมุติของธาตุที่อยูในโมเลกุลของสารประกอบ

1. อะตอมหรือโมเลกุลมีเลขออกซิเดชันเปน 0 เชน Na , C , Cl2 , O2

2. อะตอมในสารประกอบจะม ีเลขออกซิเดชนัดังนี้

1. ธาตุหมู IA มีเลขออกซิเดชนัเปน +12. ธาตุหมู IIA มีเลขออกซิเดชันเปน +23. ธาตุหมู IIIA มีเลขออกซิเดชันเปน +34. ธาตุหมู VIIA ปกติถาเกิดสารประกอบกับโลหะ

จะมีเลขออกซิเดชนัเปน -1