ตารางธาตุ: ประวัติโครงสร้างองค์ประกอบ - เคมี - 2025

ตารางธาตุขององค์ประกอบที่เป็นเครื่องมือที่ช่วยให้คำปรึกษาด้านคุณสมบัติทางเคมีของ 118 องค์ประกอบที่รู้จักกันเพื่อให้ห่างไกล เป็นสิ่งสำคัญเมื่อทำการคำนวณทางสโตอิชิโอเมตริกทำนายคุณสมบัติทางกายภาพขององค์ประกอบจำแนกประเภทและค้นหาคุณสมบัติเป็นระยะจากทั้งหมด

อะตอมจะหนักขึ้นเมื่อนิวเคลียสเพิ่มโปรตอนและนิวตรอนซึ่งจะต้องมาพร้อมกับอิเล็กตรอนใหม่ด้วย มิฉะนั้นจะไม่มีความเป็นกลางของอิเล็กโทร ดังนั้นอะตอมบางชนิดจึงมีน้ำหนักเบามากเช่นไฮโดรเจนและอื่น ๆ ที่มีน้ำหนักมากเช่นโอกาเนสัน

หัวใจเช่นนี้เป็นหนี้ใครในวิชาเคมี? สำหรับนักวิทยาศาสตร์ Dmitri Mendeleev ซึ่งตีพิมพ์ในปีพ. ศ. 2412 (เกือบ 150 ปีที่แล้ว) หลังจากการศึกษาและการทดลองทางทฤษฎีเป็นเวลาหนึ่งทศวรรษตารางธาตุแรกในความพยายามที่จะจัดระเบียบ 62 องค์ประกอบที่รู้จักกันในเวลานั้น

ในการทำเช่นนี้ Mendeleev อาศัยคุณสมบัติทางเคมีในขณะที่ Lothar Meyer ได้ตีพิมพ์ตารางธาตุอื่นที่จัดเรียงตามคุณสมบัติทางกายภาพของธาตุ

เริ่มแรกตารางมี "ช่องว่าง" ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ไม่เป็นที่รู้จักในช่วงหลายปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม Mendeleyev สามารถทำนายคุณสมบัติหลายประการได้อย่างแม่นยำ องค์ประกอบเหล่านี้บางส่วน ได้แก่ เจอร์เมเนียม (ซึ่งเขาเรียกว่า eka-silicon) และแกลเลียม (eka-aluminium)

ตารางธาตุแรกเรียงลำดับธาตุตามมวลอะตอม คำสั่งนี้แสดงให้เห็นถึงความเป็นระยะ ๆ (การทำซ้ำและความคล้ายคลึงกัน) ในคุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบ อย่างไรก็ตามองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงไม่เห็นด้วยกับคำสั่งนี้และก๊าซมีตระกูลก็ไม่ได้

ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องเรียงลำดับองค์ประกอบโดยพิจารณาจากเลขอะตอม (จำนวนโปรตอน) แทนมวลอะตอม จากที่นี่พร้อมกับการทำงานหนักและการมีส่วนร่วมของผู้เขียนหลายคนตารางธาตุของ Mendeleev ได้รับการขัดเกลาและเสร็จสมบูรณ์

ประวัติตารางธาตุ

องค์ประกอบ

การใช้องค์ประกอบเป็นพื้นฐานในการอธิบายสภาพแวดล้อม (อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นคือธรรมชาติ) ถูกนำมาใช้ตั้งแต่สมัยโบราณ อย่างไรก็ตามในเวลานั้นพวกเขาถูกเรียกว่าเป็นระยะและสถานะของสสารไม่ใช่ในลักษณะที่พวกเขาอ้างถึงจากยุคกลาง

ชาวกรีกโบราณมีความเชื่อว่าดาวเคราะห์ที่เราอาศัยอยู่ประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐาน 4 ประการ ได้แก่ ไฟดินน้ำและอากาศ

ในทางกลับกันในประเทศจีนโบราณมีจำนวนองค์ประกอบ 5 อย่างและแตกต่างจากชาวกรีกอากาศเหล่านี้ไม่รวมและรวมโลหะและไม้

การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1669 โดยแบรนด์ Henning ของเยอรมันผู้ค้นพบฟอสฟอรัส ณ วันนั้นรายการที่ตามมาทั้งหมดจะถูกบันทึก

เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การชี้แจงว่าองค์ประกอบบางอย่างเช่นทองคำและทองแดงเป็นที่รู้จักกันมาก่อนฟอสฟอรัส ความแตกต่างคือพวกเขาไม่เคยลงทะเบียน

สัญลักษณ์

นักเล่นแร่แปรธาตุ (บรรพบุรุษของนักเคมีในปัจจุบัน) ตั้งชื่อให้กับองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกับกลุ่มดาวผู้ค้นพบและสถานที่ที่พวกเขาถูกค้นพบ

ในปี 1808 ดาลตันได้เสนอชุดภาพวาด (สัญลักษณ์) เพื่อแสดงถึงองค์ประกอบต่างๆ ต่อมาระบบสัญกรณ์นี้ถูกแทนที่ด้วยระบบของ Jhon Berzelius (ใช้จนถึงปัจจุบัน) เนื่องจากแบบจำลองของ Dalton มีความซับซ้อนมากขึ้นเมื่อองค์ประกอบใหม่ปรากฏขึ้น

โครงการวิวัฒนาการ

ความพยายามครั้งแรกในการสร้างแผนที่ที่จัดระเบียบข้อมูลขององค์ประกอบทางเคมีเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 19 พร้อมกับDöbereiner Triads (1817)

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีการค้นพบองค์ประกอบใหม่ ๆ ก่อให้เกิดรูปแบบองค์กรใหม่ ๆ จนกระทั่งถึงแบบที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน

สกรู Telluric ของ Chancourtois (1862)

Alexandré-ÉmileBéguyer de Chancourtois ออกแบบเกลียวกระดาษที่แสดงกราฟของเกลียว (สกรูเทลลูริค)

ในระบบนี้องค์ประกอบต่างๆจะเรียงลำดับตามลำดับที่เพิ่มขึ้นตามน้ำหนักอะตอมของมัน รายการที่คล้ายกันจัดวางในแนวตั้ง

Octaves of Newlands (1865)

จากผลงานของDöbereinerจอห์นอเล็กซานเดอร์ไรนานิวแลนด์ชาวอังกฤษได้จัดเรียงองค์ประกอบทางเคมีตามลำดับที่เพิ่มขึ้นตามน้ำหนักอะตอมโดยสังเกตว่าธาตุทุก 7 ชนิดมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน (ไม่รวมไฮโดรเจน)

โต๊ะของ Mendeleev (1869)

Mendeleev จัดเรียงองค์ประกอบทางเคมีตามลำดับที่เพิ่มขึ้นตามน้ำหนักอะตอมโดยวางไว้ในคอลัมน์เดียวกันซึ่งมีคุณสมบัติใกล้เคียงกัน เขาทิ้งช่องว่างไว้ในแบบจำลองตารางธาตุเพื่อคาดการณ์การปรากฏตัวขององค์ประกอบใหม่ในอนาคต (นอกเหนือจากการทำนายคุณสมบัติที่ควรมี)

ก๊าซมีตระกูลไม่ปรากฏในตารางของ Mendeleev เนื่องจากยังไม่ถูกค้นพบ นอกจากนี้ Mendeleiv ไม่ได้พิจารณาไฮโดรเจน

ตารางธาตุของ Moseley (ตารางธาตุในปัจจุบัน) - 1913

Henry Gwyn Jeffreys Moseley เสนอให้จัดลำดับองค์ประกอบทางเคมีของตารางธาตุตามเลขอะตอมของมัน นั่นคือขึ้นอยู่กับจำนวนโปรตอน

โมสลีย์ตีพิมพ์ "กฎธาตุ" ในปี 1913: "เมื่อองค์ประกอบต่างๆถูกจัดเรียงตามลำดับเลขอะตอมคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีจะแสดงแนวโน้มเป็นระยะ ๆ "

ดังนั้นแต่ละแถวหรือจุดแนวนอนจะแสดงความสัมพันธ์ประเภทหนึ่งและแต่ละคอลัมน์หรือกลุ่มจะแสดงอีกประเภทหนึ่ง

จัดอย่างไร? (โครงสร้างและองค์กร)

จะเห็นได้ว่าพาสเทลตารางธาตุมีหลายสี แต่ละสีเชื่อมโยงองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกัน มีคอลัมน์สีส้มเหลืองน้ำเงินม่วง สี่เหลี่ยมสีเขียวและแอปเปิ้ลเขียวในแนวทแยง

โปรดสังเกตว่าเซลล์ในคอลัมน์ตรงกลางจะมีสีเทาดังนั้นองค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้จึงต้องมีบางอย่างที่เหมือนกันซึ่งก็คือพวกมันเป็นโลหะทรานซิชันที่มีวงโคจร d ครึ่งเต็ม

ในทำนองเดียวกันองค์ประกอบของสี่เหลี่ยมสีม่วงแม้ว่าพวกมันจะเปลี่ยนจากสารที่เป็นก๊าซจากของเหลวสีแดงไปจนถึงของแข็งสีดำม่วง (ไอโอดีน) และสีเทาเงิน (แอสทาทีน) แต่ก็เป็นคุณสมบัติทางเคมีที่ทำให้พวกมันเกิดขึ้น คุณสมบัติเหล่านี้ถูกควบคุมโดยโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม

การจัดระเบียบและโครงสร้างของตารางธาตุไม่ได้เป็นไปตามอำเภอใจ แต่เป็นไปตามชุดของคุณสมบัติประจำงวดและรูปแบบของค่าที่กำหนดสำหรับองค์ประกอบ ตัวอย่างเช่นหากอักขระโลหะลดลงจากซ้ายไปขวาของตารางจะไม่สามารถคาดหวังองค์ประกอบโลหะที่มุมขวาบนได้

ช่วงเวลา

องค์ประกอบถูกจัดเรียงเป็นแถวหรือช่วงเวลาขึ้นอยู่กับระดับพลังงานของวงโคจร ก่อนช่วงเวลาที่ 4 เมื่อองค์ประกอบต่างๆประสบความสำเร็จซึ่งกันและกันในลำดับที่เพิ่มขึ้นของมวลอะตอมพบว่าสำหรับทุก ๆ แปดของคุณสมบัติทางเคมีซ้ำตัวเอง (กฎของอ็อกเทฟของ John Newlands)

โลหะทรานซิชันถูกหล่อด้วยองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะอื่น ๆ เช่นกำมะถันและฟอสฟอรัส ด้วยเหตุนี้การเข้ามาของฟิสิกส์ควอนตัมและการกำหนดค่าอิเล็กตรอนจึงมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจตารางธาตุสมัยใหม่

วงโคจรของเปลือกพลังงานจะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน (และนิวเคลียสของโปรตอนและนิวตรอน) เมื่อมันเคลื่อนที่ผ่านช่วงเวลาหนึ่ง ชั้นพลังงานนี้สอดคล้องกับขนาดหรือรัศมีอะตอม ดังนั้นรายการในช่วงบนจึงมีขนาดเล็กกว่ารายการด้านล่าง

H และเขาอยู่ในระดับพลังงานแรก (ช่วงเวลา) แถวแรกของสี่เหลี่ยมสีเทาในช่วงที่สี่ และแถวของสี่เหลี่ยมสีส้มในช่วงที่หก โปรดทราบว่าแม้ว่าช่วงหลังจะอยู่ในช่วงที่เก้าที่ควรจะเป็น แต่ก็เป็นของช่วงที่หกรองจากกล่องสีเหลืองสำหรับ Ba

กลุ่ม

เมื่อผ่านช่วงเวลาหนึ่งจะพบว่ามวลจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ในคอลัมน์หรือกลุ่มเดียวกันแม้ว่ามวลและโปรตอนจะแตกต่างกัน แต่จำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกวาเลนซ์จะเท่ากัน

ตัวอย่างเช่นในคอลัมน์หรือกลุ่มแรก H มีอิเล็กตรอนตัวเดียวใน 1s ¹ออร์บิทัลเช่นเดียวกับ Li (2s ¹ ) โซเดียม (3s ¹ ) โพแทสเซียม (4s ¹ ) เป็นต้นไปจนถึงแฟรนเซียม (7 วินาที¹ ) หมายเลข 1 หมายถึงองค์ประกอบเหล่านี้แทบจะไม่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนดังนั้นจึงอยู่ในกลุ่ม 1 (IA) แต่ละรายการอยู่ในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน

ไม่นับรวมไฮโดรเจนชนิดบรรจุกล่องสีเขียวองค์ประกอบด้านล่างเป็นสีส้มและเรียกว่าโลหะอัลคาไล อีกหนึ่งช่องทางด้านขวาในช่วงเวลาใด ๆ คือกลุ่มหรือคอลัมน์ 2 นั่นคือองค์ประกอบของมันมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนสองตัว

แต่เมื่อเลื่อนไปอีกขั้นหนึ่งไปทางขวาโดยไม่มีความรู้เกี่ยวกับ d ออร์บิทัลก็มาถึงกลุ่มโบรอน (B) หรือกลุ่ม 13 (IIIA); แทนที่จะเป็นกลุ่ม 3 (IIIB) หรือสแกนเดียม (Sc) เมื่อพิจารณาถึงการเติมออร์บิทัล d เราจะเริ่มผ่านช่วงเวลาของสี่เหลี่ยมสีเทานั่นคือโลหะทรานซิชัน

หมายเลขโปรตอนเทียบกับเวเลนซ์อิเล็กตรอน

เมื่อศึกษาตารางธาตุความสับสนอาจเกิดขึ้นระหว่างเลขอะตอม Z หรือจำนวนโปรตอนทั้งหมดในนิวเคลียสและจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน ตัวอย่างเช่นคาร์บอนมี Z = 6 นั่นคือมีโปรตอนหกตัวและมีอิเล็กตรอนหกตัว (มิฉะนั้นจะไม่สามารถเป็นอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าเป็นกลางได้)

แต่ในบรรดาอิเล็กตรอนหกตัวนั้นมีความจุสี่ตัว ด้วยเหตุผลว่าการกำหนดค่าอิเล็กตรอนเป็น 2s ² 2p 2 หมายถึงอิเล็กตรอน 1s ^{2 2}ตัวของเปลือกปิดและในทางทฤษฎีพวกมันไม่ได้มีส่วนร่วมในการสร้างพันธะเคมี

นอกจากนี้เนื่องจากคาร์บอนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนสี่ตัวจึง "สะดวก" จึงอยู่ในกลุ่ม 14 (IVA) ของตารางธาตุ

องค์ประกอบด้านล่างคาร์บอน (Si, Ge, Sn, Pb และ Fl) มีเลขอะตอมสูงกว่า (และมวลอะตอม); แต่พวกมันทั้งหมดมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนสี่ตัวเหมือนกัน นี่เป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจว่าเหตุใดรายการจึงเป็นของกลุ่มหนึ่งไม่ใช่อีกกลุ่มหนึ่ง

องค์ประกอบของตารางธาตุ

บล็อก s

ดังที่ได้อธิบายไปแล้วกลุ่มที่ 1 และ 2 มีลักษณะเฉพาะคือมีอิเล็กตรอนหนึ่งหรือสองตัวในวงโคจรของ s ออร์บิทัลเหล่านี้เป็นรูปทรงเรขาคณิตทรงกลมและเมื่อเคลื่อนลงมาผ่านกลุ่มใด ๆ เหล่านี้องค์ประกอบต่างๆจะได้รับชั้นที่เพิ่มขนาดของอะตอม

เนื่องจากมีแนวโน้มที่ชัดเจนในคุณสมบัติทางเคมีและวิธีการทำปฏิกิริยาองค์ประกอบเหล่านี้จึงถูกจัดเป็นบล็อก s ดังนั้นโลหะอัลคาไลและโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ จึงอยู่ในบล็อกนี้ การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบของบล็อกนี้คือ ns (1s, 2s เป็นต้น)

แม้ว่าองค์ประกอบฮีเลียมจะอยู่ที่มุมขวาบนของตาราง แต่การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์คือ 1s ²ดังนั้นจึงเป็นของบล็อกนี้

บล็อกพี

ซึ่งแตกต่างจากบล็อก s องค์ประกอบของบล็อกนี้มีออร์บิทัลที่เต็มไปหมดในขณะที่วงโคจรของพวกมันยังคงเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบที่อยู่ในบล็อกนี้เป็นประเภท ns ² np ^1-6 (วงโคจร p สามารถเติมอิเล็กตรอนได้หนึ่งตัวหรือมากถึงหกตัว)

แล้วบล็อกนี้อยู่ที่ไหนบนตารางธาตุ? ด้านขวา: สี่เหลี่ยมสีเขียวสีม่วงและสีน้ำเงิน นั่นคือองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะและโลหะหนักเช่นบิสมัท (Bi) และตะกั่ว (Pb)

เริ่มต้นด้วยโบรอนกับ ns การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์² NP ¹คาร์บอนไปทางขวาของมันเพิ่มอิเล็กตรอนอื่น: 2s ² 2p 2 ถัดไปการกำหนดค่าอิเล็กตรอนขององค์ประกอบอื่น ๆ ของคาบที่ 2 ของบล็อก p ได้แก่ 2s ² 2p ³ (ไนโตรเจน) 2s ² 2p ⁴ (ออกซิเจน) 2s ² 2p ⁵ (ฟลูออรีน) และ 2s ² 2p ⁶ (นีออน)

หากคุณลงไปที่ช่วงล่างคุณจะมีระดับพลังงาน 3: 3s ² 3p ^1-6ไปเรื่อย ๆ จนถึงช่วงท้ายของบล็อก p

โปรดทราบว่าสิ่งที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับบล็อกนี้คือในช่วงที่ 4 องค์ประกอบของมันได้เติม d ออร์บิทัลอย่างสมบูรณ์ (กล่องสีน้ำเงินทางด้านขวา) กล่าวโดยย่อ: บล็อก s อยู่ทางซ้ายของตารางธาตุและบล็อก p ทางด้านขวา

องค์ประกอบตัวแทน

องค์ประกอบตัวแทนคืออะไร? พวกมันคือพวกที่สูญเสียอิเล็กตรอนไปอย่างง่ายดายในอีกด้านหนึ่งหรือในทางกลับกันได้รับพวกมันมาเพื่อทำให้เวเลนซ์ออคเต็ตสมบูรณ์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง: พวกเขาเป็นองค์ประกอบของบล็อก s และ p

กลุ่มของพวกเขาแตกต่างจากกลุ่มอื่น ๆ ด้วยตัวอักษร A ในตอนท้าย ดังนั้นจึงมีแปดกลุ่ม: จาก IA ถึง VIIIA แต่ปัจจุบันระบบเลขที่ใช้ในตารางธาตุสมัยใหม่คือภาษาอาหรับตั้งแต่ 1 ถึง 18 รวมถึงโลหะทรานซิชัน

ด้วยเหตุนี้กลุ่มโบรอนจึงสามารถเป็น IIIA หรือ 13 (3 + 10); กลุ่มคาร์บอนภาษีมูลค่าเพิ่มหรือ 14; และก๊าซมีตระกูลอันสุดท้ายทางขวาของตารางคือ VIIIA หรือ 18

โลหะทรานซิชั่น

โลหะทรานซิชันเป็นองค์ประกอบทั้งหมดของสี่เหลี่ยมสีเทา ตลอดช่วงเวลาของพวกมันวงโคจร d ของพวกมันจะเต็มไปด้วยซึ่งมีห้าตัวและสามารถมีอิเล็กตรอนได้สิบ เนื่องจากต้องมีอิเล็กตรอนสิบตัวเพื่อเติมเต็มวงโคจรเหล่านี้จึงต้องมีสิบกลุ่มหรือคอลัมน์

แต่ละกลุ่มเหล่านี้ในระบบการนับแบบเก่าถูกกำหนดด้วยตัวเลขโรมันและตัวอักษร B ต่อท้าย กลุ่มแรกของสแกนเดียมคือ IIIB (3) ซึ่งเป็นเหล็กโคบอลต์และนิกเกิล VIIIB เนื่องจากมีปฏิกิริยาที่คล้ายคลึงกันมาก (8, 9 และ 10) และสังกะสี IIB (12)

ดังจะเห็นได้ว่าการจดจำกลุ่มด้วยตัวเลขอารบิกทำได้ง่ายกว่าการใช้เลขโรมัน

โลหะทรานซิชันภายใน

ในช่วงที่ 6 ของตารางธาตุ f ออร์บิทัลจะพร้อมใช้งานอย่างกระตือรือร้น สิ่งเหล่านี้จะต้องเติมก่อน d ออร์บิทัล ดังนั้นองค์ประกอบของมันจึงมักจะอยู่ห่างกันเพื่อไม่ให้โต๊ะยาวเกินไป

สองช่วงเวลาสุดท้ายคือสีส้มและสีเทาเป็นโลหะทรานซิชันภายในที่เรียกว่าแลนทาไนด์ (แผ่นดินหายาก) และแอกทิไนด์ มีวงโคจร f เจ็ดวงซึ่งต้องการอิเล็กตรอนสิบสี่ตัวเพื่อเติมเต็มดังนั้นจึงต้องมีสิบสี่กลุ่ม

หากเพิ่มกลุ่มเหล่านี้ลงในตารางธาตุจะมีทั้งหมด 32 (18 + 14) และจะมีเวอร์ชัน "ยาว":

ที่มา: โดย Sandbh จาก Wikimedia Commons

แถวสีชมพูอ่อนตรงกับแลนธานอยด์ในขณะที่แถวสีชมพูเข้มตรงกับแอกตินอยด์ แลนทานัม, ลากับ Z = 57, แอกทิเนียม, Ac กับ Z = 89 และบล็อก f ทั้งหมดอยู่ในกลุ่มเดียวกับสแกนเดียม ทำไม? เนื่องจากสแกนเดียมมีออร์บิทัลที่¹ซึ่งมีอยู่ในแลนทานอยด์และแอกตินอยด์ที่เหลือ

La และ Ac มีการกำหนดค่าความจุ 5D ¹ 6s ²และ 6d ¹ 7s 2 เมื่อคุณเลื่อนไปทางขวาผ่านทั้งสองแถววงโคจร 4f และ 5f จะเริ่มเติม เมื่อเติมเต็มแล้วคุณจะไปที่ธาตุลูเทเทียมลูและลอเรนซิโอ Lr

โลหะและอโลหะ

ทิ้งเค้กของตารางธาตุไว้ข้างหลังมันจะสะดวกกว่าที่จะหันไปใช้เค้กในภาพด้านบนแม้ในรูปแบบที่ยืดออก ในขณะนี้องค์ประกอบส่วนใหญ่ที่กล่าวถึงเป็นโลหะ

ที่อุณหภูมิห้องโลหะทั้งหมดเป็นสารทึบ (ยกเว้นปรอทซึ่งเป็นของเหลว) มีสีเทาเงิน (ยกเว้นทองแดงและทอง) นอกจากนี้มักจะแข็งและเงางาม แม้ว่าบล็อก s จะอ่อนนุ่มและบอบบาง องค์ประกอบเหล่านี้จะโดดเด่นด้วยความสะดวกในการสูญเสียอิเล็กตรอนและการขึ้นรูป M ⁺ไพเพอร์

ในกรณีของแลนธานอยด์พวกมันจะสูญเสียอิเล็กตรอนสามตัวไป 5d ¹ 6s ²กลายเป็นไอออนบวก M ^{3+ ที่มีความสามารถพิเศษ} (เช่น La ³⁺ ) ซีเรียมในส่วนของมันสามารถสูญเสียอิเล็กตรอนได้สี่ตัว (Ce ⁴⁺ )

ในทางกลับกันธาตุที่ไม่ใช่โลหะเป็นส่วนที่น้อยที่สุดของตารางธาตุ เป็นก๊าซหรือของแข็งที่มีอะตอมเชื่อมโยงโคเวเลนต์ (เช่นกำมะถันและฟอสฟอรัส) ทั้งหมดตั้งอยู่ในบล็อก p; อย่างแม่นยำมากขึ้นในส่วนบนของมันตั้งแต่มากไปน้อยไปจนถึงช่วงล่างจะเพิ่มอักขระโลหะ (Bi, Pb, Po)

นอกจากนี้อโลหะแทนที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนคุณจะได้รับมัน ดังนั้นพวกมันจึงสร้างแอนไอออน X ^-โดยมีประจุลบต่างกัน: -1 สำหรับฮาโลเจน (กลุ่ม 17) และ -2 สำหรับชาลโคเจน (กลุ่ม 16 ซึ่งเป็นออกซิเจน)

ตระกูลโลหะ

ภายในโลหะมีการจำแนกประเภทภายในเพื่อแยกความแตกต่างออกจากกัน:

- โลหะของกลุ่มที่ 1 เป็นด่าง

- กลุ่มที่ 2 โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ (Mr. Becambara)

- กลุ่มที่ 3 (IIIB) ตระกูลสแกนเดียม ตระกูลนี้ประกอบด้วยสแกนเดียมซึ่งเป็นหัวหน้ากลุ่มของ yttrium Y แลนทานัมแอกทิเนียมและแลนทานอยด์และแอกตินอยด์ทั้งหมด

- กลุ่ม 4 (IVB), ตระกูลไทเทเนียม: Ti, Zr (เซอร์โคเนียม), Hf (แฮฟเนียม) และ Rf (รัทเทอร์ฟอร์ด) มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนกี่ตัว? คำตอบอยู่ในกลุ่มของคุณ

- กลุ่มที่ 5 (VB) ตระกูลวานาเดียม กลุ่มที่ 6 (VIB) ตระกูลโครเมียม และอื่น ๆ จนถึงครอบครัวสังกะสีกลุ่ม 12 (IIB)

Metalloids

อักขระโลหะจะเพิ่มขึ้นจากขวาไปซ้ายและจากบนลงล่าง แต่อะไรคือรอยต่อระหว่างองค์ประกอบทางเคมีทั้งสองประเภทนี้? เส้นขอบนี้ประกอบด้วยองค์ประกอบที่เรียกว่า metalloids ซึ่งมีลักษณะของทั้งโลหะและอโลหะ

Metalloids สามารถมองเห็นได้บนตารางธาตุใน "บันได" ที่ขึ้นต้นด้วยโบรอนและลงท้ายด้วยธาตุกัมมันตภาพรังสีแอสทาทีน องค์ประกอบเหล่านี้คือ:

-B: โบรอน

- ซิลิคอน: ใช่

-Ge: เจอร์เมเนียม

-As: สารหนู

-Sb: พลวง

- เต: เทลลูเรียม

- ที่: แอสทาทีน

องค์ประกอบทั้งเจ็ดนี้มีคุณสมบัติระดับกลางซึ่งแตกต่างกันไปตามสภาพแวดล้อมทางเคมีหรืออุณหภูมิ หนึ่งในคุณสมบัติเหล่านี้คือเซมิคอนดักเตอร์กล่าวคือโลหะเป็นสารกึ่งตัวนำ

ก๊าซ

ในสภาวะบนบกองค์ประกอบของก๊าซคือสิ่งที่ไม่ใช่โลหะที่มีน้ำหนักเบาเช่นไนโตรเจนออกซิเจนและฟลูออรีน นอกจากนี้คลอรีนไฮโดรเจนและก๊าซมีตระกูลก็อยู่ในการจำแนกประเภทนี้ ในบรรดาทั้งหมดนี้สิ่งที่เป็นสัญลักษณ์มากที่สุดคือก๊าซมีตระกูลเนื่องจากมีแนวโน้มต่ำที่จะทำปฏิกิริยาและทำตัวเป็นอะตอมอิสระ

หลังพบในกลุ่ม 18 ของตารางธาตุและ ได้แก่ :

- เฮลิโอเขา

- นีออน, เน

-Argon, Ar

- คริปทอน, Kr

- ซีนอน, Xe

- เรดอน, Rn

- และล่าสุดก็คือโอกาเนสันก๊าซไฮโซสังเคราะห์ Og

ก๊าซมีตระกูลทั้งหมดมีเหมือนกันในการกำหนดค่าความจุ ns ² np ⁶ ; นั่นคือพวกมันมีออคเต็ตเวเลนซ์ทั้งหมด

สถานะการรวมตัวขององค์ประกอบที่อุณหภูมิอื่น

องค์ประกอบอยู่ในสถานะของแข็งของเหลวหรือก๊าซขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความแรงของปฏิกิริยา ถ้าอุณหภูมิของโลกเย็นลงจนเหลือศูนย์สัมบูรณ์ (0K) องค์ประกอบทั้งหมดจะหยุดนิ่ง ยกเว้นฮีเลียมซึ่งจะควบแน่น

ในอุณหภูมิที่สูงมากก๊าซที่เหลือจะอยู่ในรูปของน้ำแข็ง

ในทางกลับกันถ้าอุณหภูมิอยู่ที่ประมาณ 6000K องค์ประกอบ "ทั้งหมด" จะอยู่ในสถานะก๊าซ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้คุณจะเห็นเมฆทองคำเงินตะกั่วและโลหะอื่น ๆ

การใช้งานและการใช้งาน

ตารางธาตุนั้นมีมาโดยตลอดและจะเป็นเครื่องมือในการให้คำปรึกษาเกี่ยวกับสัญลักษณ์มวลอะตอมโครงสร้างและคุณสมบัติอื่น ๆ ของธาตุ มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อทำการคำนวณทางสโตอิชิโอเมตริกซึ่งเป็นลำดับของวันในงานต่างๆทั้งภายในและภายนอกห้องปฏิบัติการ

ไม่เพียงแค่นั้นตารางธาตุยังช่วยให้คุณเปรียบเทียบองค์ประกอบของกลุ่มหรือช่วงเวลาเดียวกันได้ ดังนั้นเราสามารถคาดเดาได้ว่าสารประกอบบางอย่างขององค์ประกอบจะเป็นอย่างไร

การทำนายสูตรออกไซด์

ตัวอย่างเช่นสำหรับออกไซด์ของโลหะอัลคาไลเนื่องจากมีอิเล็กตรอนเวเลนซ์เดี่ยวดังนั้นจึงมีความจุ +1 จึงคาดว่าสูตรของออกไซด์ของพวกมันจะอยู่ในประเภท M ₂ O ซึ่งได้รับการตรวจสอบด้วยออกไซด์ ของไฮโดรเจนน้ำ H ₂ O นอกจากนี้ยังมีออกไซด์ของโซเดียม Na ₂ O และโพแทสเซียม K ₂ O

สำหรับกลุ่มอื่นออกไซด์ของพวกมันจะต้องมีสูตรทั่วไป M ₂ O _nโดยที่ n เท่ากับหมายเลขกลุ่ม (ถ้าองค์ประกอบมาจากบล็อก p ให้คำนวณ n-10) ดังนั้นคาร์บอนซึ่งอยู่ในกลุ่ม 14 รูปแบบ CO ₂ (C ₂ O _4/2 ); กำมะถันจากกลุ่ม 16 SO ₃ (S ₂ O _6/2 ); และไนโตรเจนจากกลุ่ม 15, N ₂ O 5

อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ใช้ไม่ได้กับโลหะทรานซิชัน เนื่องจากเหล็กแม้ว่าจะอยู่ในกลุ่ม 8 แต่ไม่สามารถสูญเสียอิเล็กตรอน 8 ตัว แต่เป็น 2 หรือ 3 ดังนั้นแทนที่จะจดจำสูตรจึงควรให้ความสนใจกับความจุของแต่ละองค์ประกอบมากกว่า

ความสำคัญขององค์ประกอบ

ตารางธาตุ (บางส่วน) แสดงวาเลนซ์ที่เป็นไปได้สำหรับแต่ละองค์ประกอบ เมื่อทราบสิ่งเหล่านี้แล้วระบบการตั้งชื่อของสารประกอบและสูตรทางเคมีสามารถประมาณได้ล่วงหน้า Valences ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นเกี่ยวข้องกับหมายเลขกลุ่ม แม้ว่าจะใช้ไม่ได้กับทุกกลุ่ม

วาเลนเซขึ้นอยู่กับโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมและอิเล็กตรอนชนิดใดที่พวกเขาสามารถได้รับหรือสูญเสียได้

เมื่อทราบจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนคุณยังสามารถเริ่มต้นด้วยโครงสร้างลิวอิสของสารประกอบจากข้อมูลนี้ ดังนั้นตารางธาตุจึงช่วยให้นักเรียนและผู้เชี่ยวชาญสามารถร่างโครงสร้างและหาทางตรวจสอบรูปทรงเรขาคณิตและโครงสร้างโมเลกุลที่เป็นไปได้

ตารางธาตุดิจิตอล

เทคโนโลยีในปัจจุบันทำให้ตารางธาตุมีความหลากหลายมากขึ้นและให้ข้อมูลเพิ่มเติมสำหรับทุกคน หลายภาพนำเสนอภาพประกอบที่โดดเด่นของแต่ละองค์ประกอบรวมทั้งข้อมูลสรุปสั้น ๆ เกี่ยวกับการใช้งานหลัก

วิธีที่คุณโต้ตอบกับพวกเขาทำให้พวกเขาเข้าใจและศึกษาได้เร็วขึ้น ตารางธาตุควรเป็นเครื่องมือที่เพลินตาสำรวจง่ายและวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการรู้องค์ประกอบทางเคมีของมันคือการดูจากคาบไปเป็นกลุ่ม

ความสำคัญของตารางธาตุ

ปัจจุบันตารางธาตุเป็นเครื่องมือจัดระเบียบที่สำคัญที่สุดในทางเคมีเนื่องจากความสัมพันธ์โดยละเอียดขององค์ประกอบต่างๆ การใช้งานมีความสำคัญทั้งสำหรับนักเรียนและครูตลอดจนนักวิจัยและผู้เชี่ยวชาญหลายคนที่ทุ่มเทให้กับสาขาเคมีและวิศวกรรม

เพียงแค่ดูตารางธาตุคุณจะได้รับข้อมูลจำนวนมากอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพเช่น:

- ลิเธียม (Li) เบริลเลียม (Be) และโบรอน (B) นำไฟฟ้า

- ลิเธียมเป็นโลหะอัลคาไลเบริลเลียมเป็นโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ และโบรอนเป็นอโลหะ

- ลิเธียมเป็นตัวนำที่ดีที่สุดในสามชื่อตามด้วยเบริลเลียมและสุดท้ายคือโบรอน (เซมิคอนดักเตอร์)

ดังนั้นโดยการค้นหาองค์ประกอบเหล่านี้ในตารางธาตุจึงสามารถสรุปแนวโน้มการนำไฟฟ้าได้ทันที

อ้างอิง

1. Scerri, E. (2007). ตารางธาตุ: เรื่องราวและความสำคัญ Oxford New York: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
2. Scerri, E. (2011). ตารางธาตุ: บทนำสั้น ๆ Oxford New York: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
3. มัวร์เจ. (2546). เคมีสำหรับหุ่น นิวยอร์กนิวยอร์ก: Wiley Pub
4. Venable, FP. (พ.ศ. 2439) การพัฒนากฎหมายประจำงวด Easton, Pennsylvania: บริษัท สำนักพิมพ์เคมี
5. บอล, ป. (2545). ส่วนผสม: ทัวร์แนะนำองค์ประกอบ Oxford New York: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
6. Whitten, Davis, Peck & Stanley เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
7. ราชสมาคมเคมี. (2018) ตารางธาตุ. สืบค้นจาก: rsc.org
8. ธนาคาร Richard C. (มกราคม 2544). ตารางธาตุ ดึงมาจาก: chemistry.boisestate.edu
9. ฟิสิกส์ 2000. (nd). ที่มาของตารางธาตุ ดึงมาจาก: phys.bk.psu.edu
10. King K. & Nazarewicz W. (7 มิถุนายน 2018). ตารางธาตุมีจุดจบหรือไม่? กู้คืนจาก: msutoday.msu.edu
11. ดร. ดั๊กสจ๊วต (2018) ตารางธาตุ ดึงมาจาก: chemicool.com
12. Mendez A. (16 เมษายน 2553). ตารางธาตุของ Mendeleev สืบค้นจาก: quimica.laguia2000.com