สมบัติของธาตุและสารประกอบ

  ปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบของธาตุตามหมู่

    

หมู่ 1A   2M(s) + 2H₂O (l)          →         2M⁺(aq) + 2OH^-(aq) + H₂(g)

   เช่น     2Na(s) + (2H₂O l)          →         2Na⁺(aq) + 2OH^-(aq) + H₂(g)

                  

•  โลหะหมู่ IA  และ  IIA  ทำปฏิกิริยากับน้ำได้สารละลายเบสและก๊าซไฮโดรเจน  โดยโลหะหมู่ IA  จะเกิดปฏิริยากับน้ำได้ดังสมการ

2Na(s)  +  2H₂O(l)    ®   2NaOH(aq)  +  H₂(g)

   • โลหะหมู่ IIA  จะทำปฏิริยากับน้ำร้อนได้ดีกว่าน้ำเย็น

      Mg(s)  +  2H₂O(l)    ®   Mg(OH)₂(aq)  +  H₂(g)

     ** สรุปความว่องไวในการทำปฏิกิริยากับน้ำได้ดังนี้                      ธาตุหมู่ IA  >  หมู่ IIA  >  หมู่ IIIA

  การละลายน้ำของสารประกอบธาตุหมู่ IA  และ  IIA  

สารประกอบ	ธาตุ		ตัวอย่างสารประกอบ
	หมู่ IA	หมู่ IIA	หมู่ IA	หมู่ IIA
คลอไรด์	Ö	Ö	LiCl ,  NaCl	MgCl2 , CaCl2 , BaCl2
ไนเตรต	Ö	Ö	LiNO3  ,  KNO3	Ca(NO3)2 , Ba(NO3)2
ซัลเฟต	Ö	´ ยกเว้น  MgSO4	Na2SO4 ,  K2SO4	CaSO4 , BaSO4
คาร์บอเนต	Ö	´	Li2CO3 , Na2CO3	MgCO3 , CaCO3
ไฮโดรเจนฟอสเฟต	Ö	´	Na2HPO4 , K2HPO4	MgHPO4 , BaHPO4

สมบัติของสารประกอบของธาตุตามคาบ     

 1.ความเป็นกรดของสารประกอบเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา

2. ความเป็นเบสของสารประกอบเพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง

3. ธาตุหมู่ IA IIA และ IIIA เมื่อเกิดเป็นสารประกอบจะมีออกซิเดชันได้เพียงค่าเดียว คือ +1  +2  และ  +3  ตามลำดับ

4. ธาตุหมู่ IVA VA และ VIIA เมื่อเกิดเป็นสารประกอบจะมีออกซิเดชันได้หลายค่า

5. สารประกอบคลอไรด์ของธาตุหมู่ IA IIA  มีสมบัติเป็นกลาง ยกเว้น BeCl₂  มีสมบัติเป็นกรด  ส่วนสาร

ประกอบคลอไรด์ของธาตุหมู่  IIIA  ถึง  VIIA  มีสมบัติเป็นกรด

6. สารประกอบคลอไรด์ที่ไม่ละลายน้ำได้แก่  CCl₄ , NCl₃

 

 

7. เขียนสมการแสดงปฏิกิริยาของสารประกอบคลอไรด์กับน้ำได้ดังนี้

                            PCl₅  +  4H₂O   ®   H₃PO₄  +  5HCl

                           

                            SiCl₄  +  2H₂O   ®   SiO₂  +  4HCl

 

           

สมบัติของสารประกอบคลอไรด์ของธาตุตามคาบ

1. สารประกอบคลอไรด์ของธาตุหมู่ IA IIA  มีสมบัติเป็นกลาง ยกเว้น BeCl₂  มีสมบัติเป็นกรด  ส่วนสาร

ประกอบคลอไรด์ของธาตุหมู่  IIIA  ถึง  VIIA  มีสมบัติเป็นกรด

2. สารประกอบคลอไรด์ที่ไม่ละลายน้ำได้แก่  CCl₄ , NCl₃

 

3. เขียนสมการแสดงปฏิกิริยาของสารประกอบคลอไรด์กับน้ำได้ดังนี้

                            PCl₅  +  4H₂O   ®   H₃PO₄  +  5HCl

                         

                             SiCl₄  +  2H₂O   ®   SiO₂  +  4HCl

 

สารประกอบคลอไรด์ที่ควรรู้จัก

•   CaCl₂  ใช้ในเครื่องทำความเย็นในอุตสาหกรรมห้องเย็น ใช้ทำฝนเทียม

•    KCl  ใช้ทำปุ๋ย

•    NH₄Cl  ใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ของเซลล์ถ่านไฟฉาย ใช้เป็นน้ำประสานดีบุก

•    DDT  และดีลดริน  ใช้เป็นยาฆ่าแมลง  กำจัดศัตรูพืช

•    เกลือแกง  ใช้ปรุงแต่งอาหาร  ถนอมอาหาร  และใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิต NaHCO₃ (โซดาทำ

  ขนม)  Na₂CO₃ (โซดาแอช)  NaOH (โซดาไฟ) และ HCl  นอกจากนี้ยังใช้ละลายน้ำแข็งในหิมะ

จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของสารประกอบของธาตุตามคาบ

* แนวโน้มจุดหลอมเหลวและจุดเดือดของสารประกอบคลอไรด์ของธาตุในคาบที่ 2  และคาบที่ 3 จะลดลงจากซ้ายไปขวา  เพราะคลอไรด์ของโลหะเป็นสารประกอบไอออนิก  ส่วนคลอไรด์ของอโลหะสารประกอบโคเวเลนต์

 

* จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของสารประกอบออกไซด์ของโลหะมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงเพราะสารประกอบเหล่านี้เป็นสารประกอบไอออนิก มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างไอออนบวกกับไอออนลบเกิดขึ้นต่อเนื่องกันทั่วทั้งสาร  ส่วนสารประกอบออกไซด์ของอโลหะมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ เพราะแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเหล่านี้คือแรงแวนเดอร์วาส์ล  การทำให้สารระเหยหรือกลายเป็นไอจึงใช้พลังงานต่ำ

 

สมบัติของธาตุแทรนซิชัน

การที่ธาตุแทรนซิชันมีสมบัติแตกต่างจากโลหะทั่วๆ ไป ทำให้ต้องแยกออกเป็นกลุ่ม ๆ ต่างหาก ลักษณะที่สำคัญของธาตุแทรนซิชันเป็นดังนี้

1.   มีเลขออกซิเดชันมากกว่า 1 ค่า ยกเว้นหมู่ IIIB  เช่น Sc เป็น +3 ค่าเดียว และหมู่ IIB  (Zn, Cd)  เป็น +2 ค่าเดียว

2.    ธาตุแทรนซิชันเป็นโลหะ จึงดึงดูดกับแม่เหล็ก และมีบางธาตุ เช่น Fe, Co, และ Ni สามารถแสดงสมบัติเป็นแม่เหล็กได้เมื่อนำไปวางไว้ในสนามแม่เหล็กนาน ๆ นอกจากนี้ยังมีสารประกอบของธาตุแทรนซิชันอีกหลายชนิดที่สามารถดูดกับแม่เหล็กได้

3.    สารประกอบส่วนใหญ่ มีสี (ยกเว้นหมู่ IIIB)  ซึ่งเป็นสีของไอออนเชิงซ้อนของธาตุแทรนซิชัน

4.     ธาตุแทรนซิชันมีแนวโน้มที่จะเกิดสารประกอบเชิงซ้อนได้

5.  มีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 (ยกเว้น Cr, และ Cu มีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1) และอิเล็กตรอนถัดจากวงนอกสุดไม่ครบ 18 (ยกเว้น Cu และ Zn)

6.            รัศมีอะตอมมีแนวโน้มลดลงจากซ้ายไปขวาของคาบ (หรือเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น รัศมีอะตอมจะเล็กลง) ซึ่งเหมือนกับธาตุในคาบเดียวกันทั่วๆ ไป)

7.            มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดค่อนข้างสูง เพราะมีพันธะโลหะ

8.            หนาแน่นเพิ่มขึ้น เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น เนื่องจากมวลเพิ่มขึ้นในขณะที่ขนาดเล็กลง

9.            ค่า IE1 , IE2 , และ IE3  มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น แต่ค่าต่างกันไม่มากนัก เพราะขนาดใกล้เคียงกัน

10.            อิเล็กโทรเนกาติวิตีมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น

11.            เป็นโลหะที่นำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดีเหมือนกับโลหะทั่ว ๆ ไป ทั้งนี้เพราะมีพันธะโลหะ

สารประกอบเชิงซ้อนของธาตุแทรนซิชัน

ตารางแสดงสารประกอบเชิงซ้อนบางชนิดและไอออนองค์ประกอบ

สารประกอบเชิงซ้อน	ไอออนบวก	ไอออนลบ	สีของสารประกอบ
KMnO4	K+	[MnO4]-	ม่วงแดง
K2MnO4	K+	[MnO4]2-	เขียว
PbCrO4	Pb2+	[CrO4]2+	เหลือง
K3[Fe(CN)6]	K+	[Fe(CN)6]3-	ส้มแดง
Cu[(NH3)4SO4]	[Cu(NH3)4]2+	[SO4]2-	คราม
Cu[(H2O)5SO4]	[Cu(H2O)5]2+	[SO4]2-	น้ำเงิน