แบบทดสอบเรื่องสมบัติของธาตุและสารประกอบ

1.     ธาตุซึ่งมีเลขอะตอมต่อไปนี้  ข้อใดมีค่า IE₁ เรียงตามลำดับจากน้อยไปหามาก

        ก. 8, 9, 10, 11, 12                                      ข. 12, 11, 10, 9, 8

        ค. 11, 12, 8, 9, 10                                      ง. 10, 9, 8, 12, 11

ดูแบบทดสอบเพิ่มเติม

การหมุนเวียนของไนโตรเจน

     วัฏจักรไนโตรเจน
ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบสำคัญของกรดอะมิโนซึ่งเป็นองค์ประกอบของโปรตีนทุกชนิดในสิ่งมีชีวิต  พืชใช้ไนโตรเจนได้ใน 2 รูป คือแอมโมเนียม (ammonium  หรือ  NH₄ ⁺) และไนเตรต (nitrate หรือ NO₃ ^-) และแม้ว่าในบรรยากาศจะประกอบด้วยไนโตรเจนถึง 80% แต่อยู่ในรูปก๊าซไนโตรเจน (N₂) ซึ่งพืชไม่สามารถนำมาใช้ได้ ไนโตรเจนสามารถเข้าสู่วัฏจักรไนโตรเจนของระบบนิเวศได้ 2 ทางคือ

          1. ฝนชะล้างไนโตรเจนกลายเป็นแอมโมเนียมและไนเตรต ไหลลงสู่ดิน และพืชใช้เป็นธาตุอาหารเพื่อการเจริญเติบโตโดยปฏิกิริยาแอสซิมิเลชั่น (assimilation)
          2. การตรึงไนโตรเจน (nitrogen fixation) ซึ่งมีเพียงแบคทีเรียบางชนิดเท่านั้นที่สามารถใช้ก๊าซไนโตรเจนในบรรยากาศเปลี่ยนเป็นไนโตรเจนในรูปที่พืชสามารถนำมาใช้ได้แบคทีเรียพวกนี้มีทั้งที่อยู่ในดินและที่อยู่ในสิ่งมีชีวิต เช่น ไรโซเบียมในปมรากถั่ว  และแบคทีเรียในเฟินน้ำพวกแหนแดง (Azolla) นอกจากนั้นยังมี อ่านเพิ่มเติม

ธาตูโครเมียม

โครเมียม  (Chromium) เป็นธาตุโลหะหนักที่พบได้ทั่วไปในน้ำ ดินหรือหิน ถูกนำมาใช้ประโยชน์มากในทางอุตสาหกรรม อาทิ การซุบโลหะ การผลิตสีย้อม และสีอุตสาหกรรมอื่นๆ ถือเป็นโลหะอันตรายชนิดหนึ่งที่มีความเป็นพิษต่อมนุษย์ สัตว์ และสิ่งแวดล้อม

โครเมียม จัดเป็นธาตุโลหะหนัก (Heavy Metal) ที่มีความหนาแน่นมากกว่า 5 กิโลกรัม/ลิตร เป็นธาตุที่พบมากเป็นอันดับ 21 ของธาตุที่พบบนโลก มีลักษณะเป็นโลหะเงินสีขาว มันวาว มีความแข็งแรงทนต่อสภาพการกัดกร่อนได้ดี สามารถดัด และขึ้นรูปได้ หากมีความบริสุทธิ์สูงจะมีสีขาวออกฟ้าอ่อน ถูกค้นพบครั้งแรกโดยบังเอิญ เมื่อ ค.ศ. 1797 โดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส ชื่อ L.N. Vauquelin จาก อ่านเพิ่มเติม

ปฏิกิริยานิวเคลียร์

ปฏิกิริยานิวเคลียร์  หมายถึงปฏิกิริยาที่มีการเปลี่ยนแปลงในนิวเคลียสของอะตอมของธาตุ แล้วได้นิวเคลียสของธาตุใหม่เกิดขึ้น ซึ่งจะแผ่รังสีและให้พลังงานมหาศาล และเรียกสมการที่แสดงปฏิกิริยานิวเคลียร์ว่า สมการนิวเคลียร์ ในสมการใช้สัญลักษณ์ธาตุเป็นสัญลักษณ์นิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์จะเกิดกับนิวเคลียสของอะตอมของธาตุ โดยนิวเคลียสที่เป็นเป้าจะถูกยิงด้วยอนุภาคที่ใช้เป็นกระสุน ซึ่งอาจจะเป็นนิวตรอน แอลฟา หรือไอออนที่หนัก ๆ ผลิตผลที่ได้จะเป็นนิวเคลียสของธาตุใหม่ และจะให้พลังงานออกมาอย่างมหาศาล ปฏิกิริยานิวเคลียร์อาจเกิดจากการแตกตัวของ อ่านเพิ่มเติม

ธาตุและสารประกอบในสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม

1.ธาตุอะลูมิเนียม
         

            อะลูมิเนียม  (Al)  พบมากในเปลือกโลกประมาณ  7.5%  โดยมวล  ในรูปของสารประกอบ 
เช่น  บอกไซต์  (Al2O3 •2H2O)  ไครโอไลต์  (Na3 AlF6)  โลหะอะลูมิเนียมเตรียมได้จากการหลอมเหลวแร่บอกไซต์แล้วแยกด้วยกระแสไฟฟ้าจะได้โลหะอะลูมิเนียมที่แคโทด  โลหะอะลูมิเนียมมีสีเงิน  มีความหนาแน่นต่ำ  เหนียวและแข็ง  ดัดโค้งงอได้  ทุบให้เป็นแผ่นหรือดึงเป็นเส้นได้  นำไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดีมาก
            สารประกอบออกไซต์ของอะลูมิเนียมคือ  Al2 O3  มีจุดหลอมเหลวสูงมาก  ทนความร้อนสูง  ละลายได้ทั้งกรดและเบส  ออกไซต์ที่เกิดในธรรมชาติเรียกว่า  คอรันดัม  มีความแข็งมากและมีหลายสี  จึงนิยมใช้ทำเครื่องประดับ
            สารประกอบซัลเฟตของอะลูมิเนียมที่ตกผลึกร่วมกับโลหะแอลคาไลน์จะได้ผลึกของอะลัม  (Alum)  ชนิดหนึ่งซึ่งมีสูตรทั่วไปคือ  M 2SO4•Al2 (SO4 ) • 24H2 O  หรือ  Mal(SO 4)2•12H2 O  โดย  M  ในที่นี้คือไออนบวกของโลหะ  เช่น  Na?   หรือ K ? ส่วนสารส้มที่ใช้ตามบ้านเรือนคือสารส้มโพแทส 
มีสูตรKAl(SO4 )2•  12H2 O   มีลักษณะเป็น อ่านเพิ่มเติม

การทำนายตำแหน่งและสมบัติของธาตุในตารางธาตุ

การทำนายตำแหน่งและสมบัติของธาตุในตารางธาตุ
                  การศึกษาสมบัติของธาตุตามตารางธาตุ จะช่วยในการทำนายสมบัติของธาตุได้ ถ้ารู้ตำแหน่งของธาตุนั้นในตารางธาตุหรือถ้ารู้สมบัติบางประการของธาตุอาจพิจารณาตำแหน่งของธาตุได้ดังตัวอย่างการจัดตำแหน่งของธาตุไฮโดรเจนที่ศึกษามาแล้ว ต่อไปนักเรียนจะได้ทำการทดลองเพื่อศึกษาวิธีการประมาณตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุและการทำนายสมบัติของธาตุเมื่อรู้ตำแหน่งของธาตุนั้นในตารางธาตุดังต่อไปนี้

การทดลอง 3.5  การศึกษาสมบัติของธาตุเพื่อหาตำแหน่งในตารางธาตุ
1.  สังเกตลักษณะภายนอกของธาตุตัวอย่าง 2 ธาตุที่อยู่ในหลอดทดลองหมายเลข 1 และ 2 ตามลำดับและทดสอบการนำไฟฟ้าของธาตุทั้งสอง
2.  วางแผนและออกแบบการทดลองเพื่อทดสอบสมบัติของธาตุทั้งสองในเรื่องความเปราะ การทำปฏิกิริยากับน้ำ การเผาไหม้ การทำปฏิกิริยากับแก๊สคลอรีน และ อ่านเพิ่มเติม

ธาตุกัมมันตรังสี

  ในปี ค.ศ. 1896 อองตวน อองรี เบ็กเคอเรล นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส พบว่า  เมื่อเก็บแผ่นฟิล์มถ่ายรูปที่หุ้มด้วยกระดาษสีดำไว้กับสารประกอบของยูเรเนียม ฟิล์มจะมีลักษณะเหมือนถูกแสง และเมื่อทำการทดลองกับสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่นๆ ก็ได้ผลเช่นเดียวกัน  จึงสรุปได้ว่าน่าจะมีรังสีแผ่ออกมาจากธาตุยูเรเนียม 

ต่อมา ปีแอร์ และมารี กูรี ได้ค้นพบว่า ธาตุยูพอโลเนียม เรเดียม และทอเรียม ก็สามารถแผ่รังสีได้เช่นเดียวกัน  เพราะฉะนั้นจึงสรุปได้ว่า

          ธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ธาตุที่แผ่รังสีได้ เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมไม่เสถียร เป็นธาตุที่มีเลขอะตอมสูงกว่า  82
          กัมมันตภาพรังสี หมายถึง ปรากฏการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่อง รังสีที่ได้จากการสลายตัว มี 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา รังสีบีตา และรังสีแกมมา
          ในนิวเคลียสของธาตุประกอบด้วยโปรตอนซึ่งมีประจุบวกและนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า สัดส่วนของจำนวนโปรตอนต่อจำนวนนิวตรอนไม่เหมาะสมจนทำให้ธาตุนั้นไม่เสถียร ธาตุนั้นจึงปล่อยรังสีออกมาเพื่อปรับตัวเองให้เสถียร ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ  อ่านเพิ่มเติม

ธาตุกึ่งโลหะ

ธาตุกึ่งโลหะ 
เมื่อพิจารณาตารางธาตุที่ใช้ในปัจจุบัน จะพบว่าค่อนไปทางขวาของตารางธาตุจะมีเส้นทึบเป็น

ขั้นบันไดปรากฏอยู่ ธาตุทางขวาเส้นทึบจัดเป็นกลุ่มอโลหะ ส่วนทางด้านซ้ายจัดเป็นกลุ่มโลหะ สำหรับธาตุที่อยู่ชิดเส้นแบ่งนี้จะเรียกว่า ธาตุกึ่งโลหะ มีดังนี้

1.โบรอน (อังกฤษ:Boron) เป็นธาตุในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ B และเลขอะตอม 5 เป็นธาตุที่มี วาเลนซ์ 3 และเป็นกึ่งโลหะ โบรอนปรากฏมากในแร่บอแรกซ์ โบรอนมี 2 อัญรูปโดยที่ amorphous boron เป็นผงสีน้ำตาล และ metallic boron มีสีดำ รูปแบบที่เป็นโลหะมีความแข็งมาก (9.3 บนมาตราของโมห์ส) แต่นำไฟฟ้าไม่ดีที่อุณหภูมิห้อง ไม่ปรากฏแบบอิสระในธรรมชาติ เป็นสารประกอบออกไซด์และเฮไลด์ เป็นพันธะโควาเลนท์ เช่น อ่านเพิ่มเติม

ธาตุแทรนซิชัน

ธาตุแทรนซิชัน
                   นักเรียนได้ศึกษาสมบัติบางประการของธาตุหมู่ A มาแล้ว ต่อไปจะได้ศึกษาธาตุอีกกลุ่มหนึ่งซึ่งอยู่ระหว่างธาตุหมู่ IIA และหมู่ IIIA ที่เรียกว่า ธาตุแทรนซิชัน ประกอบด้วยธาตุหมู่ IB ถึงหมู่ VIIIB รวมทั้งกลุ่มแลนทาไนด์กับกลุ่มแอกทิไนด์ ดังรูป 3.4
 

รูป 3.4  ตารางธาตุแสดงเฉพาะธาตุแทรนซิชัน

               ธาตุแทรนซิชันเหล่านี้มีอยู่ทั้งในธรรมชาติและได้จากการสังเคราะห์ บางธาตุเป็นธาตุกัมมันตรังสีธาตุแทรนซิชันมีสมบัติอย่างไร จะได้ศึกษาต่อไป อ่านเพิ่มเติม

ตําแหน่งของธาตุไฮโดรเจนในตารางธาตุ

 ตำแหน่งของธาตุไฮโดรเจนในตารางธาตุ
                การจัดธาตุให้อยู่ในหมู่ใดของตารางธาตุจะใช้สมบัติที่คล้ายกันเป็นเกณฑ์ ตารางธาตุในปัจจุบันได้จัดให้ธาตุไฮโดรเจนอยู่ในคาบที่ 1 ระหว่างหมู่ IA กับหมู่ VIIA เพราะเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น ให้ศึกษาสมบัติบางประการของธาตุไฮโดรเจนเปรียบเทียบกับสมบัติของธาตุหมู่ IA และหมู่ VIIA จาก อ่านเพิ่มเติม

สมบัติ	ธาตุหมู่ IA	ธาตุไฮโดรเจน	ธาตุหมู่ VIIA
1. จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน	1	1	7
2. เลขออกซิเดชันในสารประกอบ	+1	+1 และ -1	+1  +3  +5  +7  -1
3. ค่า IE1 (kJ/mol)	382E26	1318	1015E687
4. ค่า EN (lJ/mol)	1.0E.7	2.1	4.0E.2
5. สถานะ	ของแข็ง	แก๊ส	แก๊ส ของเหลว ของแข็ง
6. การนำไฟฟ้า	นำ	ไม่นำ	ไม่นำ

ปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบของธาตุตามหมู่

ปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบของธาตุตามหมู่

               นักเรียนได้ศึกษาสมบัติของธาตุตามหมู่และตามคาบรวมทั้งสมบัติของสารประกอบของธาตุบางชนิดตามคาบมาแล้ว ต่อไปนี้จะศึกษาปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบของธาตุตามหมู่

3.2.1  ปฏิกิริยาของธาตุหมู่ IA  และ IIA

                นักเรียนทราบมาแล้วว่าธาตุหมู่ IA  และ IIA  เป็นโลหะ เมื่อทำปฏิกิริยากับอโลหะแล้วจะเกิดเป็นสารประกอบไอออนิกเป็นส่วนใหญ่ ในตอนนี้นักเรียนจะได้ศึกษาเพิ่มเติมอีกว่าโลหะหมู่ IA และ IIA เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำจะเกิดปฏิกิริยาได้ช้าหรือเร็วแตกต่างกันหรือไม่ ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีสมบัติเป็นอย่างไรจากการทดลองต่อไปนี้

การทดลอง 3.1  ปฏิกิริยาของโซเดียมและแมกนีเซียมกับน้ำ

                  1.  ใส่สารละลาย  HCl 0.1 mol/และ อ่านเพิ่มเติม

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)  มีสถานะเป็น อ่านเพิ่มเติม