ข้อสอบ

http://electron.rmutphysics.com/news/index.php?option=com_content&task=view&id=2635

บทที่3 สมบัติของธาตุและสารประกอบ

    

 การเกิดและสมบัติของสารประกอบคลอไรด์ ออกไซด์ของธาตุในคาบที่ 2 และคาบที่ 3 สรุปได้ดังนี้

                1. เนื่องจากในคาบเดียวกันประกอบด้วยโลหะ( ทางซ้าย ) กึ่งโลหะ และอโลหะ( ทางขวา ) แต่ละธาตุมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนไม่เท่ากัน ดังนั้นการเกิดสารประกอบของธาตุในคาบเดียวกันจึงต่างกันและสารประกอบที่ได้ส่วนใหญ่มีสมบัติต่างกัน

                2. อโลหะซึ่งอยู่ทางขวาทำปฏิกิริยากับธาตุชนิดหนึ่งเกิดสารประกอบได้หลายชนิด จึงทำให้มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า ส่วนธาตุโลหะซึ่งอยู่ทางซ้าย เมื่อทำปฏิกิริยากับอโลหะชนิดหนึ่งมักเกิดสารประกอบได้ชนิดเดียว จึงทำให้มีเลขออกซิเดชันได้เพียงค่าเดียว

                3. สารประกอบคลอไรด์ และออกไซด์ ของโลหะเป็นสารประกอบไอออนิก ยกเว้น BeCl₂ เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ จึงมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง เพราะการหลอมเหลวและการเดือดต้องสลายพันธะไอออนิก ซึ่งเป็นพันธะที่แข็งแรง ส่วนสารประกอบคลอไรด์และออกไซด์ของอโลหะ เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ จึงมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ เพราะการหลอมเหลวและการเดือดทำลายเพียงแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล ซึ่งอาจเป็นแรงแวนเดอร์วาลส์ชนิดแรงลอนดอน ( โมเลกุลไม่มีขั้ว ) หรือแรงแวนเดอร์วาลส์ชนิดแรงดึงดูดระหว่างขั้วบวกกับขั้วลบของโมเลกุล ( โมเลกุลมีขั้ว ) เนื่องจากแรงแวนเดอร์วาลส์เป็นแรงที่อ่อนจึงทำให้สารประกอบของอโลหะมีจุดหลอมเหลว จุดเดือดต่ำ ยกเว้นโมเลกุลที่มีมวลโมเลกุลมาก เช่น P₂O₅ , P₂S₅ , PCl₅ มีจุดหลอมเหลวค่อนข้างสูง สำหรับสารประกอบของธาตุกึ่งโลหะ คือ B และ Si บางชนิดมีจุดหลอมเหลวจุดเดือดค่อนข้างสูง ได้แก่ B₂O₃ , B₂S₃ บางชนิดมีจุดหลอมเหลวจุดเดือดสูงมาก ได้แก่ SiO₂ เพราะเป็นสารโครงผลึกร่างตาข่าย แต่บางชนิดมีจุดหลอมเหลวต่ำ ได้แก่ BCl₃ , SiCl₄

                4. สารประกอบของธาตุที่เป็นโลหะที่ภาวะปกติมีสถานะเป็นของแข็ง ไม่นำไฟฟ้า แต่เมื่อหลอมเหลวนำไฟฟ้าได้ เพราะเป็นสารประกอบไอออนิก ส่วนสารประกอบของธาตุที่เป็นอโลหะส่วนใหญ่มีสถานะเป็นก๊าซหรือของเหลว เพราะเป็นสารประกอบโคเวเลนต์

                5. สารละลายของสารประกอบออกไซด์ของโลหะ ส่วนใหญ่มีสมบัติเป็นเบส ( เบสิกออกไซด์ ) ส่วนสารประกอบออกไซด์ของอโลหะมีสมบัติเป็นกรด

                6. สารประกอบของธาตุในคาบที่ 2 และคาบที่ 3 บางชนิดไม่ละลายน้ำ ได้แก่ BeO , Al₂O₃ , SiO₂ , BeS , CS₂ , P₂S₅ , NCl₃ และ CCl₄

                7. SiO₂ ไม่ละลายน้ำ แต่มีสมบัติเป็นกรด เพราะ SiO₂ สามารถละลายในสารละลายเบสได้

( ทำปฏิกิริยากับเบสได้ ) เช่น สารละลาย NaOH

* สารที่ทำปฏิกิริยากับสารละลายเบสได้คือกรด และสารที่ทำปฏิกิริยากับสารละลายกรดได้คือเบส

                8. BeO และ Al₂O₃ ไม่ละลายน้ำแต่มีสมบัติเป็นได้ทั้งกรดและเบส เพราะ BeO และ Al₂O₃ ละลายได้ทั้งสารสารละลายกรด เช่น สารละลายกรดไฮโดรคลอริก ( HCl ) และสารละลายเบส เช่น สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ ( NaOH ) ( ทำปฏิกิริยากับสารละลายกรดและสารละลายเบสได้ ) อ่านเพิ่มเติม

บทที่2 พันธะเคมี

 พันธะเคมี (Chemical Bond)   หมายถึง แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม 2 อะตอม หรือไอออนเข้าไว้ด้วยกันเป็นโมเลกุลหรือเป็นกลุ่มของอะตอม  ทั้งนี้ แรงยึดเหนี่ยวจะขึ้นอยู่กับอิเล็กตรอนวงนอกของอะตอม (Valence Electron) เท่านั้น  มีการถ่ายโอนหรือการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันทำให้เกิดพันธะเคมีที่มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนให้เกิดอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะขึ้นมา ทำให้โมเลกุลที่เกิดขึ้นมีความเสถียรขึ้น

                      โดยทั่วไปอะตอมของธาตุเมื่ออยู่ลำพังจะพยายามจัดตัวเอง อาจมีการรวมกับอะตอมของ ธาตุชนิดเดียวกัน หรือรวมกับอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน เพื่อให้มีอิเล็กตรอนวงนอกสุดให้เหมือน กับแก๊สเฉื่อย  ซึ่งมีการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนในลักษณะที่มีความเสถียร กล่าวคือ  จำนวนวาเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมเท่ากับ 8 (ยกเว้น He ที่มีจำนวนวาเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ2ที่มีความเสถียรแล้ว) ซึ่งอะตอมอาจทำได้ดังนี้ 

                   1.  ให้อิเล็กตรอนแก่อะตอมอื่น
                  2.  รับอิเล็กตรอนจากอะตอมอื่น
                  3.  ใช้อิเล็กตรอนร่วมกับอะตอมอื่น 

พันธะไอออนิก (ionic bonds)

             พันธะไอออนิก คือ พันธะที่เกิดขึ้นอันเนื่องมาจากแรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนบวก(cation) และไอออนลบ(anion) อันเนื่องมาจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอน จากโลหะให้แก่อโลหะ  โดยทั่วไปแล้วพันธะไอออนิกเป็นพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างโลหะและอโลหะ ทั้งนี้เนื่องจากว่าโลหะมีค่าพลังงานไอออไนเซชัน(ionization energy)ต่ำ แต่อโลหะมีค่าสัมพรรคภาพอิเล็กตรอน(electron affinity)สูง ดังนั้นโลหะจึงมีแนวโน้มที่จะให้อิเล็กตรอน และอโลหะมีแนวโน้มที่จะรับอิเล็กตรอน

เมื่อโลหะเสียอิเล็กตรอนก็จะกลายเป็นไอออนบวก

อโลหะเมื่อรับอิเล็กตรอนก็จะกลายเป็นไอออนลบ

อ่านเพิ่มเติม

บทที่ 1 อะตอมและตารางธาตุ

บทที่ 1

อะตอมและตารางธาตุ

        อะตอม คือ หน่วยที่เล็กที่สุดของสสารที่ยังคงสภาพความเป็นสสารอยู่ได้

แบบจำลองอะตอม  ตามทฤษฎี 5 แบบ คือ

1. แบบจำลองอะตอมของจอห์นดอลตัน

สสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุดเรียกว่า อะตอม ซึ่งไม่สามารถแบ่งแยกต่อไปได้อีก 

                               

2. แบบจำลองอะตอมของทอมสัน

-ค้นพบอิเล็กตรอน ที่ มีประจุไฟฟ้าลบ  มีมวลประมาณ1/2000 ของมวลของ H 

-โดยศึกษาพฤติกรรมของ หลอดรังสีแคโทด ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า 
                      

3. แบบจำลองของรัทเทอร์ฟอร์ด            
                           

     การกระเจิง (scattering) ของอนุภาค a โดยแผ่นทองคำบางๆ   รัทเทอร์ฟอร์ดพบว่ารังสีส่วนใหญ่ไม่เบี่ยงเบน และส่วนน้อยที่เบี่ยงเบนนั้น ทำมุมเบี่ยงเบนใหญ่มาก บางส่วนยังเบี่ยงเบนกลับทิศทางเดิมด้วย จำนวนรังสีที่เบี่ยงเบนจะมากขึ้นถ้าความหนาแน่นของแผ่นโลหะเพิ่มขึ้น

 อนุภาคมูลฐาน
                    

การเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์

          AZX  :  เลขมวล คือผลบวกของโปรตอน และนิวตรอนในนิวเคลียส   

                          เลขอะตอม คือ จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส ซึ่ง =จำนวนอิเล็กตรอนในอะตอม

ตัวอย่าง การเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์ 
                                  

       ดังนั้น อะตอมของธาตุLithium  ( Li )       

มีจำนวนโปรตอน = 3 ตัว

          อิเล็กตรอน = 3 ตัว

          และนิวตรอน = 4 ตัว 

คำศัพท์ที่ควรทราบ

1. ไอโซโทป (Isotope)

        หมายถึง  อะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน มีเลขอะตอมเท่ากัน   แต่มีเลขมวลต่างกัน  

2. ไอโซบาร์ ( Isobar) 

       หมายถึง  อะตอมของธาตุต่างชนิดกันที่มีเลขมวลเท่ากัน   แต่มีเลขอะตอมไม่เท่ากัน

3. ไอโซโทน   (Isotone)

      หมายถึง   อะตอมของธาตุต่างชนิดกันแต่มีจำนวนนิวตรอนเท่ากัน

4.  แบบจำลองอะตอมของนีลส์โบร์ 

                             

       นักวิทยาศาสตร์จึงมีการศึกษาข้อมูลใหม่มาสร้างแบบจำลองที่เน้นรายละเอียดเกี่ยวกับการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่อยู่รอบนิวเคลียส โดยศึกษาจากสเปกตรัมและค่าพลังงานไอออไนเซชัน 

สเปกตรัม

สเปกตรัมเป็นแสงที่ถูกแยกกระจายออกเป็นแถบสีต่าง ๆ และแสงเป็นรูปหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

แถบสีต่างๆในแถบสเปคตรัมของแสง
                                  

สเปกตรัมของธาตุ

              แมกซ์ พลังค์ได้เสนอทฤษฎีควอนตัม (quantum theory) และอธิบายเกี่ยวกับการเปล่งรังสีว่า รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปล่งออกมามีลักษณะเป็นกลุ่มๆ ซึ่งประกอบด้วยหน่วยเล็กๆ เรียกว่า    ควอนตัม (quantum) ขนาดของควอนตัมขึ้นกับความถี่ของรังสี และแต่ละควอนตัมมีพลังงาน (E) โดยที่ E เป็นปฏิภาคโดยตรงกับความถี่ (u)ดังนี้

             E=hν

    E = พลังงาน 1 ควอนตัมแสง  (J)

    h = ค่าคงที่ของพลังค์  (6.62x10-34 Js)

    ν= ค่าความถี่ ( s-1)

 5.แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก 
                         

  วีดิโอ

 https://www.youtube.com/watch?v=9ajHjO21qGM&t=3483s
 https://www.youtube.com/watch?v=wN7fEkD7LJU