ตารางธาตุ
ตารางธาตุในปัจจุบัน
เนื่องจากปัจจุบันนักเคมีพบว่า
การจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุมีส่วนสัมพันธ์กับสมบัติต่าง ๆ ของธาตุ
กล่าวคือ ถ้าเรียงลำดับธาตุตามเลขอะตอมจากน้อยไปหามาก
จะพบว่าธาตุที่มีสมบัติคล้ายคลึงกันเป็นช่วง ๆ
ตามลักษณะของการจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุนั้น
ดังนั้นในปัจจุบันจึงจัดตารางธาตุโดยเรียงตามเลขอะตอมจากน้อยไปมาก ดังในรูป
ตารางธาตุในปัจจุบัน
ตารางธาตุในรูปที่ 5.13 เป็นแบบที่ใช้กันอยู่มากในปัจจุบัน
แบ่งธาตุในแนวตั้งออกเป็น 18 แถวหรือ 18 หมู่ โดยธาตุทั้งหมด 18 แถว แบ่งเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ คือกลุ่ม A และ B กลุ่ม
A มี 8 หมู่ คือหมู่ IA ถึง VIIIA ส่วนกลุ่ม B ซึ่งอยู่ระหว่างหมู่
IIA และ IIIA มี 8 หมู่เช่นเดียวกัน คือ หมู่ IB ถึง VIIIB (แต่มี 10 แนวตั้ง) เรียกธาตุกลุ่ม B ว่า ธาตุทรานซิชัน
ธาตุในแต่ละหมู่ ของกลุ่ม A ถ้ามีสมบัติคล้ายกันจะมีชื่อเรียกเฉพาะหมู่
เช่น
- ธาตุหมู่ IA เรียกว่า
โลหะอัลคาไล (alkali metal) ได้แก่ Li , Na , K
, Rb , Cs , Fr
- ธาตุหมู่ IIA เรียกว่า
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท (alkaline earth) ได้แก่ Be
Mg Ca Sr Ba Ra
- ธาตุหมู่ VIIA เรียกว่า
ธาตุเฮโลเจน (halogen) ได้แก่ F Cl Br I At
- ธาตุหมู่ที่ VIIIA เรียกว่า
ก๊าซเฉื่อย (Inert gas) ได้แก่ He Ne Ar Kr Xe
Rn
สำหรับการแบ่งธาตุเป็นคาบ
ธาตุทั้งหมดในตารางธาตุแบ่งเป็น 7 คาบ ซึ่งในแต่ละคาบอาจจะมีจำนวนธาตุไม่เท่ากัน เช่น
สำหรับคาบต่าง ๆ ในตารางธาตุแบ่งเป็น 7 คาบดังนี้
- คาบที่ 1 มี 2 ธาตุ คือ H , He
- คาบที่ 2 มี 8 ธาตุ คือ ตั้งแต่ Li ถึง Ne
- คาบที่ 3 มี 8 ธาตุ คือ ตั้งแต่ Na ถึง Ar
- คาบที่ 4 มี 18 ธาตุ คือ ตั้งแต่ K ถึง Kr
- คาบที่ 5 มี 18 ธาตุ คือ ตั้งแต่ Rb ถึง Xe
- คาบที่ 6 มี 32 ธาตุ คือ ตั้งแต่ Cs ถึง Rn
- คาบที่ 7 มี 19 ธาตุ คือ ตั้งแต่ Fr ถึง Ha
รวมทั้งหมด 105 ธาตุ เป็นก๊าซ 11 ธาตุ
คือ H , N , O , F , Cl , He , Ne , Ar , Kr , Xe และ Rn
เป็นของเหลว 5 ธาตุ คือ Cs , Fr , Hg ,
Ga และ Br ที่เหลือเป็นของแข็ง
สำหรับ 2 แถวล่างเลขอะตอม 58 - 71 และ 90 - 103 เป็นธาตุกลุ่มย่อยที่แยกมาจากหมู่ IIIB
ในคาบที่ 6 และ 7 เรียกธาตุในกลุ่มย่อยนี้รวม
ๆ ว่า กลุ่มธาตุเลนทาไนด์ และกลุ่มธาตุแอกทิไนด์
นอกจากนี้เมื่อพิจารณาธาตุหมู่ IIIA ไปทางขวามือ
จะพบเส้นหนักหรือเส้นทึบเป็นแบบขั้นบันได
เส้นหนักนี้จะเป็นเส้นแบ่งกลุ่มธาตุโลหะและอโลหะ กล่าวคือ
ธาตุทางขวาของเส้นขั้นบันไดจะเป็นอโลหะ ธาตุทางซ้ายมือของเส้นขั้นบันไดจะเป็นโลหะ
ธาตุที่อยู่ชิดกับเส้นขั้นบันได เป็นธาตุกึ่งโลหะ ซึ่งมีทั้งสมบัติของโลหะและอโลหะ
เช่น ธาตุ B , Si , Ge , As , Sb , Te
การจัดเรียงอิเล็กตรอนกับหมู่และคาบของธาตุ
จากการพิจารณาการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุ
พบว่ามีส่วนสัมพันธ์กับการจัดหมู่และคาบของตารางธาตุในปัจจุบัน สำหรับธาตุกลุ่ม A ธาตุที่อยู่ในหมู่เดียวกันจะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากัน
จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนของธาตุในแต่ละหมู่จะตรงกับเลขประจำหมู่
จำนวนระดับพลังงานที่มีอิเล็กตรอนอยู่
จะเท่ากับเลขที่คาบ นั่นคือธาตุที่อยู่ในคาบเดียวกันจะมีจำนวนระดับพลังงานเท่ากัน
เช่น 11Na
= 2 , 8 , 1
12Mg = 2 , 8 , 2
19K = 2 , 8 , 8 , 1
ทั้ง Na
และ K ต่างก็มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากัน
แสดงว่าเป็นธาตุในหมู่เดียวกัน เนื่องจากมี 1 เวเลนซ์อิเล็กตรอน
จึงจัดเป็นธาตุหมู่ที่ 1 เหมือนกัน
Na มี 3 ระดับพลังงาน จึงจัดอยู่ในคาบที่ 3 ของตารางธาตุ
K มี 4 ระดับพลังงานจึงจัดอยู่ในคาบที่ 4 ของตารางธาตุ
Mg มี 3 ระดับพลังงานจึงจัดอยู่ในคาบที่ 3 ของตารางธาตุ
ดังนั้น Na และ Mg จัดเป็นธาตุที่อยู่ในคาบเดียวกันคือคาบที่
3 แต่ต่างหมู่กันเพราะมีเวเลนต์อิเล็กตรอนต่างกัน คือ หมู่ 1A
และ 2A ตามลำดับ
การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่
จากตารางธาตุในรูปที่ 5.13 จะพบว่ามีธาตุอยู่ 106 ธาตุ ซึ่งยังมีการค้นพบธาตุใหม่ ๆ เพิ่มขึ้นอีกหลายธาตุ
แต่ยังไม่ได้กำหนดสัญลักษณ์ที่แน่นอนไว้ในตารางธาตุ
ธาตุบางธาตุถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคณะ ทำให้มีชื่อเรียกและสัญลักษณ์ต่างกัน
เช่น ธาตุที่ 104 ค้นพบโดยคณะนักวิทยาศาสตร์ 2 คณะ คือ คณะของนักวิทยาศาสตร์สหรัฐอเมริกา ซึ่งเรียกชื่อว่า
รัทเทอร์ฟอร์เดียม (Ratherfordium) และใช้สัญลักษณ์ Rf
ในขณะที่คณะนักวิทยาศาสตร์สหภาพโซเวียตเรียกชื่อว่าเคอร์ซาโตเวียม (Kurchatovium)
และใช้สัญลักษณ์ Ku
ธาตุที่ 105 ค้นพบโดยคณะนักวิทยาศาสตร์ 2 คณะเช่นเดียวกัน คือคณะนักวิทยาศาสตร์สหรัฐอเมริกาเรียกชื่อว่า ฮาห์เนียม
(Hahnium) และใช้สัญลักษณ์ Ha ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์สหภาพโซเวียตใช้ชื่อว่า
นิลส์บอห์เรียม (Neilbohrium) และใช้สัญลักษณ์เป็น Ns
การที่คณะนักวิทยาศาสตร์ต่างคณะตั้งชื่อแตกต่างกัน
ทำให้เกิดความสับสน International Union of Pure and
Applied Chemistry (IUPAC) จึงได้กำหนดระบบการตั้งชื่อขึ้นใหม่
โดยใช้กับชื่อธาตุที่มีเลขอะตอมเกิน 100 ขึ้นไป
ทั้งนี้ให้ตั้งชื่อธาตุโดยระบุเลขอะตอมเป็นภาษาละติน แล้วลงท้ายด้วย ium
ระบบการนับเลขในภาษาละตินเป็นดังนี้
0 = nil (นิล) 1
= un (อุน)
2 = bi (ไบ) 3 =
tri (ไตร)
4 = quad (ควอด) 5
= pent (เพนท์)
6 = hex (เฮกซ์) 7
= sept (เซปท์)
8 = oct (ออกตฺ) 9
= enn (เอนน์)
เช่น
ธาตุที่ 104 ตามระบบ IUPAC อ่านว่า
อุนนิลควอเดียม (Unnilquadium) สัญลักษณ์ Unq
ธาตุที่ 105 ตามระบบ IUPAC อ่านว่า
อุนนิลเพนเทียม (Unnilpentium) สัญลักษณ์ Unp
การจัดตารางธาตุเป็นหมู่เป็นคาบ ทำให้ศึกษาสมบัติต่าง ๆ ของธาตุได้ง่ายขึ้น สามารถทำนายสมบัติบางประการของธาตุบางธาตุได้ กล่าวคือธาตุที่อยู่ในหมู่เดียวกันจะมีสมบัติต่าง ๆ คล้าย ๆ กัน และธาตุที่อยู่ในคาบเดียวกัน จะมีแนวโน้มของการเปลี่ยนแปลงสมบัติต่าง ๆ ต่อเนื่องกันไป ซึ่งจะกล่าวถึงรายละเอียดต่อไป
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น