ปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบของธาตุตามหมู่
ปฏิกิริยาของธาตุหมู่ IA
และ
IIAธาตุหมู่ IA
ธาตุหมู่ IA เรียกว่า โลหะแอลคาไล(alkali metals) มี 6 ธาตุ คือ ลิเทียม(Li) โซเดียม (Na)
โพแทสเซียม (K) รูบิเดียม (Rb) ซีเซียม (Cs) และแฟรนเซียม (Fr)
สมบัติที่สำคัญของธาตุหมู่ IA มีดังนี้
1. ธาตุหมู่ IA ทุกชนิดเป็นของแข็งเนื้ออ่อน สามารถใช้มัดตัดได้ นำความร้อนและไฟฟ้าได้ดี
2. ธาตุหมู่ IA ทุกชนิดเป็นโลหะและมีความเป็นโลหะมากที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอื่นในคาบ
เดียวกัน
3. มีความหนาแน่นต่ำ(Li , Na และ K มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ)
4. มีขนาดอะตอมใหญ่ที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอื่นในคาบเดียวกัน
5. มีค่าพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 (IE1) และค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี (EN) ต่ำ และเมื่อ
เปรียบเทียบกับธาตุอื่นในคาบเดียวกันจะมีค่าต่ำสุด แสดงว่าเสียอิเล็กตรอนได้ง่ายที่สุด
6. เป็นโลหะที่เสียอิเล็กตรอนได้ง่ายที่สุด (ตัวรีดิวซ์ที่ดีที่สุด) เมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอื่นในคาบ
เดียวกัน
7. ธาตุหมู่ IA เมื่อรวมตัวกับโลหะได้สารประกอบไอออนิก และในสารประกอบไอออนิกธาตุหมู่
IA มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ +1 เพราะให้ 1 อิเล็กตรอนแก่อโลหะ
8. ธาตุหมู่ IA เป็นโลหะที่ว่องไวในการเกิดปฏิกิริยามาก เช่น ธาตุหมู่ IA สามารถทำปฏิกิริยากับ
น้ำและอโลหะหลายชนิด
การทดลองเกี่ยวกับปฏิกิริยาของโลหะโซเดียม กับน้ำ
วิธีทดลอง
1. ใส่น้ำกลั่นลงในบีกเกอร์ขนาด 50 ลูกบาศก์เซนติเมตร จำนวน 25 ลูกบาศก์เซนติเมตร และ
หยดฟีนอล์ฟทาลีนลงไป 3 หยด สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง
2. ใช้คีมคีบชิ้นโลหะโซเดียมขนาดประมาณเท่าเมล็ดถั่วเขียว ใส่ลงในบีกเกอร์ข้อ 1 และใช้กระจก
นาฬิกาปิดปากบีกเกอร์ทันที สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง(ฟีนนอล์ทาลีนเป็นอินดิเคเตอร์ที่ใช้
ทดสอบความเป้นกรด-เบส ในสารละลายที่เป็นกลางหรือเป็นกรดจะไม่มีสี ส่วนในสารละลายที่
เป็นเบสส่วนใหญ่จะมีสีชมพู)
ผลการทดลอง
1. เมื่อหยดฟีนอล์ฟทาลีนลงในน้ำกลั่น ไม่เห็นการเปลี่ยนแปลง (ยังไม่มีสีเหมือนเดิม)
2. เมื่อใส่ชิ้นโซเดียมลงในบีกเกอร์ที่มีน้ำผสมฟีนอล์ฟทาลีน โซเดียมจะลอยน้ำและวิ่งไปมาบนผิว
น้ำอย่างรวดเร็ว ขณะที่วิ่งอยู่มีฟองแก็สเกิดขึ้น มีประกายไฟเกิดขึ้น และเกิดประกายไฟเหนือผิว
น้ำด้วยส่วนชั้นน้ำกลายเป็นสีชมพูเข้ม
สรุปผลการทดลอง
1. เมื่อหยดฟีนอล์ฟทาลีนลงในน้ำกลั่น ไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นเพราะน้ำกลั่นเป็นกลาง
ฟีนอล์ฟทาลีนจึงไม่มีสี
2. โซเดียมลอยน้ำเพราะมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ
3. โซเดียมวิ่งไปมาบนผิวน้ำอย่างรวดเร็ว เพราะโซเดียมทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรุนแรง เกิดปฏิกิริยา
ดังสมการ
2Na(s)+2H2O(l) → 2NaOH(aq)+H2(g)
(เบส)
แก๊ส H2 ที่เกิดขึ้นจะช่วยดันให้โลหะโซเดียมวิ่งบนผิวน้ำ และแก๊ส H ที่เกิดขึ้นจะสะสมเหนือผิว
น้ำประกายไฟที่เกิดจากโซเดียมทำปฏิกิริยากับน้ำจะช่วยจุดระเบิดให้แก๊ส H ติดไฟขึ้น ส่วน
NaOH ที่เกิดขึ้นแตกตัวให้ Na+ และ OH- ซึ่ง เป็นเบสและเกิดขึ้นเป็นจำนวนมาก จึงทำให้ ฟี
นอล์ฟทาลีนเปลี่ยนเป็นสีชมพูเข้ม
1. เมื่อหยดฟีนอล์ฟทาลีนลงในน้ำกลั่น ไม่เห็นการเปลี่ยนแปลง (ยังไม่มีสีเหมือนเดิม)
2. เมื่อใส่ชิ้นโซเดียมลงในบีกเกอร์ที่มีน้ำผสมฟีนอล์ฟทาลีน โซเดียมจะลอยน้ำและวิ่งไปมาบนผิว
น้ำอย่างรวดเร็ว ขณะที่วิ่งอยู่มีฟองแก็สเกิดขึ้น มีประกายไฟเกิดขึ้น และเกิดประกายไฟเหนือผิว
น้ำด้วยส่วนชั้นน้ำกลายเป็นสีชมพูเข้ม
สรุปผลการทดลอง
1. เมื่อหยดฟีนอล์ฟทาลีนลงในน้ำกลั่น ไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นเพราะน้ำกลั่นเป็นกลาง
ฟีนอล์ฟทาลีนจึงไม่มีสี
2. โซเดียมลอยน้ำเพราะมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ
3. โซเดียมวิ่งไปมาบนผิวน้ำอย่างรวดเร็ว เพราะโซเดียมทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรุนแรง เกิดปฏิกิริยา
ดังสมการ
2Na(s)+2H2O(l) → 2NaOH(aq)+H2(g)
(เบส)
แก๊ส H2 ที่เกิดขึ้นจะช่วยดันให้โลหะโซเดียมวิ่งบนผิวน้ำ และแก๊ส H ที่เกิดขึ้นจะสะสมเหนือผิว
น้ำประกายไฟที่เกิดจากโซเดียมทำปฏิกิริยากับน้ำจะช่วยจุดระเบิดให้แก๊ส H ติดไฟขึ้น ส่วน
NaOH ที่เกิดขึ้นแตกตัวให้ Na+ และ OH- ซึ่ง เป็นเบสและเกิดขึ้นเป็นจำนวนมาก จึงทำให้ ฟี
นอล์ฟทาลีนเปลี่ยนเป็นสีชมพูเข้ม
ตารางแสดงสมบัติบางประการของโลหะหมู่ IA
|
สมบัติ
|
Li
|
Na
|
K
|
Rb
|
Cs
|
|
เลขอะตอม
การจัดอิเล็กตรอน การจัดอิเล็กตรอนในระดับ พลังงานย่อย มวลอะตอม รัศมีอะตอมในโลหะ รัศมีไอออน ปริมาณของอะตอม |
3
2 1 [He] 2s1 6.939 152 60 13.1 |
11
2 8 1 [Ne] 3s1 22.898 186 95 23.7 |
19
2 8 8 1 [Ar] 4s1 39.102 227 133 45.5 |
37
2 8 18 8 1 [Kr] 5s1 85.47 248 148 55.8 |
55
2 8 18 18 8 1 [Xe] 6s1 132.905 265 169 71 |
สรุปเข้มเคมีพื้นฐานและเพิ่มเติม
|
สมบัติ
|
Li
|
Na
|
K
|
Rb
|
Cs
|
|
จุดหลอมเหลว
จุดเดือด ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ พลังงานไฮเดรชัน ความหนาแน่น อิเล็กโทรเนกาติวิตี พลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 ปริมาณในธรรมชาติ |
180
1,317 2.89 135 -498 0.53 0.98 526 65 |
97.8
892 2.6 98 -393 0.97 0.93 502 28,300 |
64
774 2.32 79 -310 0.86 0.82 425 25,900 |
39
688 2.3 76 -284 1.53 0.82 409 310 |
28.5
690 2.1 68 -251 1.87 0.79 382 7 |
ข้อควรทราบ การทำปฏิกิริยากับน้ำของโลหะหมู่ IA สามารถเขียนเป็นสมการทั่วไป
ได้ดังนี้
2M(s)+2H2O(l) → 2MOH(aq)+H2(g)
(เบส)
หรือ
2M(s)+2H2O(l) → 2M2+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)
(เบส)
เมื่อ M คือโลหะหมู่ IA เนื่องจากโลหะหมู่ IA ทุกชนิดทำปฏิกิริยากับน้ำแล้วเกิดเบส (alkali ) ขึ้น
จึงเรียกโลหะหมู่ IA ว่าโลหะแอลคาไล
สารประกอบของธาตุหมู่ IA
ธาตุหมู่ IA มีความว่องไวในการทำปฏิกิริยาจึงไม่พบในรูปของธาตุอิสระแต่จะพบในรูปของสารประกอบต่าง ๆ มากมาย เช่น LiCl, NaCl, KCl, NaNO3 , KNO3 , NaHCO3 เป็นต้น
สารประกอบของธาตุหมู่ IA ที่พบมากที่สุด คือ สารประกอบของธาตุโซเดียม เช่น เกลือโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ในน้ำทะเล
สมบัติบางประการของสารประกอบของธาตุหมู่ IA มีดังนี้
1. สารประกอบของโลหะหมู่ IA ละลายน้ำได้ดี
2. มีจุดเดือดและจุหลอมเหลวสูง เนื่องจากมีพันธะไอออนิก
3. เมื่อหลอมเหลวหรือละลายน้ำแล้วจะเป้นสารละลายที่นำไฟฟ้าได้
4. สารประกอบคลอไรด์ของธาตุหมู่ IA เมื่อละลายน้ำเป็นสารละลายที่มีสมบัติเป็นกลาง ส่วน
สารประกอบออกไซด์ ซัลไฟด์ และไฮไดรด์ของธาตุหมู่ IA เมื่อละลายน้ำเป็นสารละลายที่มี
สมบัติเป็นเบส
ประโยชน์ของธาตุหมู่ IA
Na และ K ใช้ถ่ายเทความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู เพราะนำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดีรวมทั้งราคาไม่แพงCs ใช้ทำโฟโตเซลล์สำหรับเปลี่ยนสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
Na ใช้บรรจุในท่อพอลิเอทิลีน สำหรับใช้แทนสายเคเบิล และ เพราะโลหะโซเดียมมีน้ำหนักเบา
ราคาถูกกว่า และประสิทธิภาพดีกว่าสารประกอบ ใช้ในการปรุงอาหาร ถนอมอาหาร
(เบส)
หรือ
2M(s)+2H2O(l) → 2M2+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)
(เบส)
เมื่อ M คือโลหะหมู่ IA เนื่องจากโลหะหมู่ IA ทุกชนิดทำปฏิกิริยากับน้ำแล้วเกิดเบส (alkali ) ขึ้น
จึงเรียกโลหะหมู่ IA ว่าโลหะแอลคาไล
สารประกอบของธาตุหมู่ IA
ธาตุหมู่ IA มีความว่องไวในการทำปฏิกิริยาจึงไม่พบในรูปของธาตุอิสระแต่จะพบในรูปของสารประกอบต่าง ๆ มากมาย เช่น LiCl, NaCl, KCl, NaNO3 , KNO3 , NaHCO3 เป็นต้น
สารประกอบของธาตุหมู่ IA ที่พบมากที่สุด คือ สารประกอบของธาตุโซเดียม เช่น เกลือโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ในน้ำทะเล
สมบัติบางประการของสารประกอบของธาตุหมู่ IA มีดังนี้
1. สารประกอบของโลหะหมู่ IA ละลายน้ำได้ดี
2. มีจุดเดือดและจุหลอมเหลวสูง เนื่องจากมีพันธะไอออนิก
3. เมื่อหลอมเหลวหรือละลายน้ำแล้วจะเป้นสารละลายที่นำไฟฟ้าได้
4. สารประกอบคลอไรด์ของธาตุหมู่ IA เมื่อละลายน้ำเป็นสารละลายที่มีสมบัติเป็นกลาง ส่วน
สารประกอบออกไซด์ ซัลไฟด์ และไฮไดรด์ของธาตุหมู่ IA เมื่อละลายน้ำเป็นสารละลายที่มี
สมบัติเป็นเบส
ประโยชน์ของธาตุหมู่ IA
Na และ K ใช้ถ่ายเทความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู เพราะนำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดีรวมทั้งราคาไม่แพงCs ใช้ทำโฟโตเซลล์สำหรับเปลี่ยนสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
Na ใช้บรรจุในท่อพอลิเอทิลีน สำหรับใช้แทนสายเคเบิล และ เพราะโลหะโซเดียมมีน้ำหนักเบา
ราคาถูกกว่า และประสิทธิภาพดีกว่าสารประกอบ ใช้ในการปรุงอาหาร ถนอมอาหาร
ปฏิกิริยาของธาตุหมู่ IIA
ธาตุหมู่ IIA
ธาตุหมู่ IIA เรียกว่า โลหะแอลคาไลน์เอิร์ท (allaline earth metals) มี 6 ธาตุ คือ เบริลเลียม( Be)
แมกนีเซียม (Mg) แคลเซียม(Ca) สทรอนเซียม (Sr) แบเรียม(Ba) และเรเดียม(Ra)
ธาตุหมู่ IIA เรียกว่า โลหะแอลคาไลน์เอิร์ท (allaline earth metals) มี 6 ธาตุ คือ เบริลเลียม( Be)
แมกนีเซียม (Mg) แคลเซียม(Ca) สทรอนเซียม (Sr) แบเรียม(Ba) และเรเดียม(Ra)
สมบัติที่สำคัญของธาตุหมู่ IIA มีดังนี้
1. ทุกธาตุเป็นของแข็ง และมีความแข็งมากกว่าธาตุหมู่ IA เพราะมีความหนาแน่นมากกว่าธาตุหมู่
IA
2. ทุกธาตุเป็นโลหะ แต่มีความเป็นโลหะน้อยกว่าหมู่ IA เมื่อเปรียบเทียบในคาบเดียวกัน
3. นำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดี แต่ไม่เท่ากับธาตุหมู่ IA ในคาบเดียวกัน
4. มีค่าพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 อิเล็กโทรเนกาติวิตี และค่าสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนต่ำ แต่
สูงกว่าธาตุหมู่ IA ในคาบเดียวกัน
5. มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกว่าธาตุหมู่ IA ในคาบเดียวกันเพราะมีพันธะฏลหะที่แข็งแรงกว่า
6. เสียอิเล็กตรอนได้ง่ายทั้งในสภาวะแก๊สและในสารละลาย แต่ไม่ดีเท่ากับธาตุหมู่IA ในคาบ
เดียวกัน
7. ธาตุหมู่ IIA เมื่อรวมตัวอโลหะได้สารประกอบไอออนิกซึ่งธาตุหมู่ IIA มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ
+2 เท่านั้น เพราะให้ 2 อิเล็กตรอนแก่อโลหะ
8. เนื่องจากธาตุหมู่นี้จัดเป็นธาตุที่ว่องไว และความว่องไวเพิ่มขึ้นเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น ธาตุหมู่นี้
จึงทำปฏิกิริยากับน้ำและสารอื่นได้หลายชนิด
การทดลองเกี่ยวกับปฏิกิริยาของโลหะแมกนีเซียม กับน้ำ
วิธีทดลอง
1. ใส่น้ำกลั่นลงในบีกเกอร์ขนาด 50 ลูกบาศก์เซนติเมตร ประมาณ 25 ลูกบาศก์เซนติเมตร และ
หยดฟีนอล์ฟทาลีนลงไป 3 หยด สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง
2. ใช้ลวดแมกนีเซียมขนาด 0.5 เซนติเมตร x 1.0 เซนติเมตร ที่ขัดสะอาดใส่ลงในบีกเกอร์ข้อ 1
สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง
3. นำบีกเกอร์ในข้อ 2 ไปต้มที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง
ผลการทดลอง
1. เมื่อหยดฟีนอล์ฟทาลีนลงในน้ำกลั่นไม่เห็นการเปลี่ยนแปลง (ยังไม่มีสีเหมือนเดิม)
2. ลวดแมกนีเซียมที่อยู่ในน้ำมีฟองแก๊สเกาะที่ผิวแมกนีเซียม และเมื่อต้มน้ำให้ร้อน 60 องศา
เซลเซียสมีฟองแก๊สเกาะที่ชิ้นแมกนีเซียมเพิ่มมากขึ้น
3. ส่วนน้ำที่มีฟีนอล์ฟทาลีนผสมอยู่กลายเป็นสีชมพูอ่อน เมื่อต้มน้ำให้ร้อน 60 องศาเซลเซียส เกิดสี
ชมพูเข้มขึ้น
1. ทุกธาตุเป็นของแข็ง และมีความแข็งมากกว่าธาตุหมู่ IA เพราะมีความหนาแน่นมากกว่าธาตุหมู่
IA
2. ทุกธาตุเป็นโลหะ แต่มีความเป็นโลหะน้อยกว่าหมู่ IA เมื่อเปรียบเทียบในคาบเดียวกัน
3. นำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดี แต่ไม่เท่ากับธาตุหมู่ IA ในคาบเดียวกัน
4. มีค่าพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 อิเล็กโทรเนกาติวิตี และค่าสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนต่ำ แต่
สูงกว่าธาตุหมู่ IA ในคาบเดียวกัน
5. มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกว่าธาตุหมู่ IA ในคาบเดียวกันเพราะมีพันธะฏลหะที่แข็งแรงกว่า
6. เสียอิเล็กตรอนได้ง่ายทั้งในสภาวะแก๊สและในสารละลาย แต่ไม่ดีเท่ากับธาตุหมู่IA ในคาบ
เดียวกัน
7. ธาตุหมู่ IIA เมื่อรวมตัวอโลหะได้สารประกอบไอออนิกซึ่งธาตุหมู่ IIA มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ
+2 เท่านั้น เพราะให้ 2 อิเล็กตรอนแก่อโลหะ
8. เนื่องจากธาตุหมู่นี้จัดเป็นธาตุที่ว่องไว และความว่องไวเพิ่มขึ้นเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น ธาตุหมู่นี้
จึงทำปฏิกิริยากับน้ำและสารอื่นได้หลายชนิด
การทดลองเกี่ยวกับปฏิกิริยาของโลหะแมกนีเซียม กับน้ำ
วิธีทดลอง
1. ใส่น้ำกลั่นลงในบีกเกอร์ขนาด 50 ลูกบาศก์เซนติเมตร ประมาณ 25 ลูกบาศก์เซนติเมตร และ
หยดฟีนอล์ฟทาลีนลงไป 3 หยด สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง
2. ใช้ลวดแมกนีเซียมขนาด 0.5 เซนติเมตร x 1.0 เซนติเมตร ที่ขัดสะอาดใส่ลงในบีกเกอร์ข้อ 1
สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง
3. นำบีกเกอร์ในข้อ 2 ไปต้มที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง
ผลการทดลอง
1. เมื่อหยดฟีนอล์ฟทาลีนลงในน้ำกลั่นไม่เห็นการเปลี่ยนแปลง (ยังไม่มีสีเหมือนเดิม)
2. ลวดแมกนีเซียมที่อยู่ในน้ำมีฟองแก๊สเกาะที่ผิวแมกนีเซียม และเมื่อต้มน้ำให้ร้อน 60 องศา
เซลเซียสมีฟองแก๊สเกาะที่ชิ้นแมกนีเซียมเพิ่มมากขึ้น
3. ส่วนน้ำที่มีฟีนอล์ฟทาลีนผสมอยู่กลายเป็นสีชมพูอ่อน เมื่อต้มน้ำให้ร้อน 60 องศาเซลเซียส เกิดสี
ชมพูเข้มขึ้น
สรุปผลการทดลอง
1. ลวดแมกนีเซียมมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำจึงจมน้ำฟองแก๊สที่เกาะที่เกาะอยู่ที่ผิวแมกนีเซียมคือ
แก๊ส ซึ่ง เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างแมกนีเซียมกับน้ำดังนี้
Mg(s)+2H2O(l) → Mg(OH)2(aq)+H2(g) หรือ
(เบส)
Mg(s)+2H2O(l) → Mg2+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)
(เบส)
แต่ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นช้ากว่าปฏิกิริยาระหว่างโซเดียมกับน้ำมากแสดงว่าโลหะหมู่ ว่องไวน้อยกว่า
โลหะหมู่ IA
3. เมื่อต้มน้ำให้ร้อนถึง 60 องศาเซลเซียส มีฟองแก๊สเกาะที่ผิวลวดแมกนีเซียมมากขึ้นแสดงว่า
แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำร้อนได้ดีกว่าน้ำเย็น
3. น้ำที่ผสมฟีนอล์ฟทาลีนมีสีชมพู เนื่องจากมีเบส (OH-) เกิดขึ้นจึงทำให้เกิดสีชมพู แต่ที่เกิดสีชมพู
อ่อนเพราะว่ามีเบสเกิดขึ้นน้อย
1. ลวดแมกนีเซียมมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำจึงจมน้ำฟองแก๊สที่เกาะที่เกาะอยู่ที่ผิวแมกนีเซียมคือ
แก๊ส ซึ่ง เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างแมกนีเซียมกับน้ำดังนี้
Mg(s)+2H2O(l) → Mg(OH)2(aq)+H2(g) หรือ
(เบส)
Mg(s)+2H2O(l) → Mg2+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)
(เบส)
แต่ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นช้ากว่าปฏิกิริยาระหว่างโซเดียมกับน้ำมากแสดงว่าโลหะหมู่ ว่องไวน้อยกว่า
โลหะหมู่ IA
3. เมื่อต้มน้ำให้ร้อนถึง 60 องศาเซลเซียส มีฟองแก๊สเกาะที่ผิวลวดแมกนีเซียมมากขึ้นแสดงว่า
แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำร้อนได้ดีกว่าน้ำเย็น
3. น้ำที่ผสมฟีนอล์ฟทาลีนมีสีชมพู เนื่องจากมีเบส (OH-) เกิดขึ้นจึงทำให้เกิดสีชมพู แต่ที่เกิดสีชมพู
อ่อนเพราะว่ามีเบสเกิดขึ้นน้อย
ตารางแสดงสมบัติบางประการของโลหะหมู่ IIA
|
สมบัติ
|
Be
|
Mg
|
Ca
|
Sr
|
Ba
|
|
เลขอะตอม
การจัดอิเล็กตรอน การจัดอิเล็กตรอนในระดัพลังงานย่อย มวลอะตอม รัศมีอะตอมในโลหะ (pm) รัศมีไอออน (pm) ปริมาณของอะตอม ( จุดหลอมเหลว จุดเดือด ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ พลังงานไฮเดรชัน ความหนาแน่น อิเล็กโทรเนกาติวิตี พลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 ปริมาณในธรรมชาติ |
4
2 2 [He]2s2 9.012 112 31 4.9 1,280 2,970 9.8 310 -1,455 1.85 1.57 906 6 |
12
2 8 2 [Ne]3s2 24.312 160 65 14 651 1,107 9.0 132 -1,900 1.74 1.31 744 20,900 |
20
2 8 8 2 [Ar]4s2 40.08 197 99 26 845 1,487 8.7 161 -1,565 1.54 1.00 596 36,300 |
38
2 8 18 8 2 [Kr]5s2 87.62 215 113 33.7 789 1,334 8.7 141 -1,415 2.6 0395 556 150 |
56
2 8 18 18 8 2 [Xe]6s2 137.34 222 135 39.3 725 1,140 7.7 149 -1,275 3.5 0.89 509 430 |
สารประกอบของธาตุหมู่ IIA
ธาตุหมู่ IIA มีความว่องไวในการทำปฏิกิริยา (แต่น้อยกว่าหมู่ IA ) จึงไม่พบในรูปของธาตุอิสระแต่จะพบในรูปของสารประกอบต่าง ๆ มากมาย เช่น CaCO3 , MgCl2 , MgCO3 , Ca(NO3) , CaS , CaHPO4 เป็นต้น
สมบัติบางประการของสารประกอบของธาตุหมู่ IIA มีดังนี้
1. สารประกอบของธาตุหมู่ IIA เป็นสารประกอบไอออนิก ยกเว้นสารประกอบของ Be เช่น BeCl2
เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ เนื่องจากBe มี IE และ EN ค่อนข้างสูงจึงเสียอิเล็กตรอนได้ยากกว่า
ธาตุอื่นในหมู่เดียวกัน
2. มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงเนื่องจากมีพันธะไอออนิก
3. เมื่อหลอมเหลวหรือละลายน้ำสามารถนำไฟฟ้าได้
4. สารประกอบคลอไรด์ของธาตุหมู่ IIA เมื่อละลายน้ำเป็นสารละลายที่มีสมบัติเป็นกลาง (ยกเว้น
เป็นกรด) ส่วนสารประกอบออกไซด์ ซัลไฟด์ และไฮไดรด์ของธาตุหมู่ IIA เมื่อละลาน้ำเป็น
สารละลายที่มีสมบัติเป็นเบส
ประโยชน์ของธาตุหมู่ IIA
- Mgใช้ทำไส้หลอดไฟแฟลชสำหรับถ่ายรูป
- โลหะผสมระหว่าง Mg กับ Al ใช้ทำส่วนประกอบของเครื่องบินเพราะน้ำหนักเบา
- โลหะผสมระหว่าง Be กับ Cu ใช้ทำส่วนประกอบของเรือเดินทะเลเพราะมีความทนทานต่อน้ำ
ทะเล
- สารประกอบ CaSO4 ใช้ทำแผ่นวัสดุกันความร้อนที่เรียกว่า ยิปซัมบอร์ด
- สารประกอบ Sr(NO3)2 , SrCO3 ใช้ทำพลุและดอกไม้ไฟสีแดง
- สารประกอบ Ba(NO3) 2ใช้ทำพลุและดอกไม้ไฟสีเขียว
- สารประกอบ Mg(OH)2ใช้เป็นส่วนผสมของยาสีฟันและใช้เป็นยาลดกรดในกระเพาะอาหาร
ธาตุหมู่ IIA มีความว่องไวในการทำปฏิกิริยา (แต่น้อยกว่าหมู่ IA ) จึงไม่พบในรูปของธาตุอิสระแต่จะพบในรูปของสารประกอบต่าง ๆ มากมาย เช่น CaCO3 , MgCl2 , MgCO3 , Ca(NO3) , CaS , CaHPO4 เป็นต้น
สมบัติบางประการของสารประกอบของธาตุหมู่ IIA มีดังนี้
1. สารประกอบของธาตุหมู่ IIA เป็นสารประกอบไอออนิก ยกเว้นสารประกอบของ Be เช่น BeCl2
เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ เนื่องจากBe มี IE และ EN ค่อนข้างสูงจึงเสียอิเล็กตรอนได้ยากกว่า
ธาตุอื่นในหมู่เดียวกัน
2. มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงเนื่องจากมีพันธะไอออนิก
3. เมื่อหลอมเหลวหรือละลายน้ำสามารถนำไฟฟ้าได้
4. สารประกอบคลอไรด์ของธาตุหมู่ IIA เมื่อละลายน้ำเป็นสารละลายที่มีสมบัติเป็นกลาง (ยกเว้น
เป็นกรด) ส่วนสารประกอบออกไซด์ ซัลไฟด์ และไฮไดรด์ของธาตุหมู่ IIA เมื่อละลาน้ำเป็น
สารละลายที่มีสมบัติเป็นเบส
ประโยชน์ของธาตุหมู่ IIA
- Mgใช้ทำไส้หลอดไฟแฟลชสำหรับถ่ายรูป
- โลหะผสมระหว่าง Mg กับ Al ใช้ทำส่วนประกอบของเครื่องบินเพราะน้ำหนักเบา
- โลหะผสมระหว่าง Be กับ Cu ใช้ทำส่วนประกอบของเรือเดินทะเลเพราะมีความทนทานต่อน้ำ
ทะเล
- สารประกอบ CaSO4 ใช้ทำแผ่นวัสดุกันความร้อนที่เรียกว่า ยิปซัมบอร์ด
- สารประกอบ Sr(NO3)2 , SrCO3 ใช้ทำพลุและดอกไม้ไฟสีแดง
- สารประกอบ Ba(NO3) 2ใช้ทำพลุและดอกไม้ไฟสีเขียว
- สารประกอบ Mg(OH)2ใช้เป็นส่วนผสมของยาสีฟันและใช้เป็นยาลดกรดในกระเพาะอาหาร
ปฏิกิริยาของธาตุหมู่ VIIA
ธาตุหมู่ VIIA เรียกว่า ธาตุแฮโลเจน(halogen) มี 5 ธาตุ คือ ฟลูออรีน(F) คลอรีน(Cl) โบรมีน (Br)
ไอโอดีน (I) และแอสทาทีน (At)
สมบัติที่สำคัญของธาตุหมู่ VIIA มีดังนี้
1. เป็นธาตุโมเลกุลอะตอมคู่ (diatomic molecule) ทุกธาตุ
2. ที่อุณหภูมิห้องธาตุในหมู่นี้จะมี 3 สถานะและเป็นพิษ
- F2เป็นแก๊สสีเหลืองอ่อน
- Cl2เป็นแก๊สสีเขียวอ่อน มีกลิ่นฉุนแสบจมูก
- Br2 เป็นของเหลวสีน้ำตาลแก่ มีความดันไอสูง ระเหยง่าย
- At2 เป็นของแข็งและเป็นธาตุกัมมันตรังสี
3. ไม่นำความร้อน ไม่นำไฟฟ้า และไม่ละลายน้ำเพราะเป็นโมเลกุลโคเวเลนต์ที่ไม่มีขั้ว
4. มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำ
5. เป็นธาตุที่มีค่า EN สูงสุดในหมู่เดียวกัน
ปฏิกิริยาของธาตุหมู่ อธิบายได้จากการทดลองต่อไปนี้
ธาตุหมู่ VIIA เรียกว่า ธาตุแฮโลเจน(halogen) มี 5 ธาตุ คือ ฟลูออรีน(F) คลอรีน(Cl) โบรมีน (Br)
ไอโอดีน (I) และแอสทาทีน (At)
สมบัติที่สำคัญของธาตุหมู่ VIIA มีดังนี้
1. เป็นธาตุโมเลกุลอะตอมคู่ (diatomic molecule) ทุกธาตุ
2. ที่อุณหภูมิห้องธาตุในหมู่นี้จะมี 3 สถานะและเป็นพิษ
- F2เป็นแก๊สสีเหลืองอ่อน
- Cl2เป็นแก๊สสีเขียวอ่อน มีกลิ่นฉุนแสบจมูก
- Br2 เป็นของเหลวสีน้ำตาลแก่ มีความดันไอสูง ระเหยง่าย
- At2 เป็นของแข็งและเป็นธาตุกัมมันตรังสี
3. ไม่นำความร้อน ไม่นำไฟฟ้า และไม่ละลายน้ำเพราะเป็นโมเลกุลโคเวเลนต์ที่ไม่มีขั้ว
4. มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำ
5. เป็นธาตุที่มีค่า EN สูงสุดในหมู่เดียวกัน
ปฏิกิริยาของธาตุหมู่ อธิบายได้จากการทดลองต่อไปนี้
|
สารละลาย
|
ผลการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ในชั้น
|
||
|
Cl2/CCl4 (ใสไม่มีสี)
|
Br2/CCl4 (สีส้ม)
|
l2 /CCl4 (ชมพูแกมม่วง)
|
|
|
KCl
KBr KI |
ไม่มีสี
สีส้ม ชมพูแกมม่วง |
สีส้ม
สีส้ม ชมพูแกมม่วง |
ชมพูแกมม่วง
ชมพูแกมม่วง ชมพูแกมม่วง |
จากผลการทดลองสรุปได้ว่า
เมื่อเติมสารละลาย Cl2/CCl4 ลงในสารละลาย KBrได้สีส้มในชั้น CCl4 แสดงว่ามี Br2 เกิดขึ้นในชั้น CCl4 เมื่อเติมสารละลาย Cl2/CCl4 และสารละลายBr2/CCl4 ลงในสารละลาย KI แล้วได้สีชมพูแกมม่วงในชั้น CCl4 ทั้ง 2 หลอด แสดงว่ามี l4 เกิดขึ้นในชั้น
CCl4 สมการแสดงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นสามารถเขียนได้ดังนี้
2Br-+Cl2 2Cl-+Br2
2I-+Cl2 2Cl-+I2
2I-+ Br4 2 2Br-+I2
สำหรับผลการทดลองที่สีในชั้น ไม่เปลี่ยนแปลง แสดงว่าไม่ได้เกิดปฏิกิริยาคือ
2Cl - +Cl2
2Cl - + Br2
2Br - + Br2
2Cl - + I2
2Br - + I2
2I - + I2
สรุปได้ว่าธาตุตัวบนของหมู่ สามารถทำปฏิกิริยากับไอออนของธาตุตัวล่างได้ทุกตัว หรือกล่าวว่าธาตุตัวบนสามารถออกซิไดส์ (รับอิเล็กตรอน) ไอออนของธาตุตัวล่างได้ทุกตัว
ความแรงของตัวออกซิไดส์ ; F2 > Cl2 > Br2 > I2
เมื่อเติมสารละลาย Cl2/CCl4 ลงในสารละลาย KBrได้สีส้มในชั้น CCl4 แสดงว่ามี Br2 เกิดขึ้นในชั้น CCl4 เมื่อเติมสารละลาย Cl2/CCl4 และสารละลายBr2/CCl4 ลงในสารละลาย KI แล้วได้สีชมพูแกมม่วงในชั้น CCl4 ทั้ง 2 หลอด แสดงว่ามี l4 เกิดขึ้นในชั้น
CCl4 สมการแสดงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นสามารถเขียนได้ดังนี้
2Br-+Cl2 2Cl-+Br2
2I-+Cl2 2Cl-+I2
2I-+ Br4 2 2Br-+I2
สำหรับผลการทดลองที่สีในชั้น ไม่เปลี่ยนแปลง แสดงว่าไม่ได้เกิดปฏิกิริยาคือ
2Cl - +Cl2
2Cl - + Br2
2Br - + Br2
2Cl - + I2
2Br - + I2
2I - + I2
สรุปได้ว่าธาตุตัวบนของหมู่ สามารถทำปฏิกิริยากับไอออนของธาตุตัวล่างได้ทุกตัว หรือกล่าวว่าธาตุตัวบนสามารถออกซิไดส์ (รับอิเล็กตรอน) ไอออนของธาตุตัวล่างได้ทุกตัว
ความแรงของตัวออกซิไดส์ ; F2 > Cl2 > Br2 > I2
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น