K-Me Article


สมบัติของธาตุและสารประกอบ ตอนที่ 2 สมบัติของธาตุหมู่ 1A และ 2A

ธาตุหมู่  IA  โลหะอัลคาไล (alkali metals)     (คลิ้กเพื่อเปิดตารางธาตุ)

         มีทั้งหมด 6 ธาตุ  คือ  Li  Na  K  Rb  Cs  และ  Fr   โดย  Fr  เป็นธาตุกัมมันตรังสี   ธาตุเหล่านี้เป็นโลหะอ่อน  ทำปฏิกิริยาน้ำและออกซิเจนได้ว่องไวและรุนแรง  มีแนวโน้มว่าธาตุคาบล่างจะทำ

ปฏิกิริยารุนแรงกว่าธาตุคาบบน 

 

สมบัติบางประการของธาตุหมู่ IA

 

สมบัติ

ธาตุหมู่  1A โลหะอัลคาไล (alkali metals)

Li

Na

K

Rb

Cs

เลขเชิงอะตอม

3

11

19

37

55

การจัดเรียงอิเล็กตรอน

2,1

[He]2s1

2, 8, 1

[Ne]3s1

2, 8, 8, 1

[Ar]4s1

2,8,18,8,1


2,8,18,18,8,1

[Xe]6s1

มวลอะตอม

6.941

22.990

39.098

85.468

132.905

รัศมีอะตอม (pm)

152

186

227

248

265

IE1 (kJ/mol)

526

502

425

409

382

อิเล็กโทรเนกาติวิตี

0.98

0.92

0.82

0.82

0.79

อิเล็กตรอนอัฟฟินิตี(kJ/mol)

57

21

-

-

-

จุดหลอมเหลว (oC)

180

98

64

39

29

จุดเดือด(oC)

1330

892

760

688

690

ความหนาแน่น(g/cm3)

0.53

0.97

0.86

1.53

1.87

% โดยมวลที่พบบนโลก

0.0065

2.6

2.4

0.031

0.0007

สีของเปลวไฟ

แดงสด
(คลิ้กชมได้)

เหลือง
(คลิ้กชมได้)

น้ำเงินม่วง
(คลิ้กชมได้)

แดงม่วง
(คลิ้กชมได้)

น้ำเงิน
(คลิ้กชมได้)

 

(คลิ้ก ชมวีดีทัศน์สีของเปลวไฟ Li Na K Rb)  

(ชมวีดีทัศน์สีของเปลวไฟ Li Na K Rb Cs พร้อมแถบสเปกตรัม)

 

สมบัติทั่วไปของธาตุหมู่  IA

1.   เป็นธาตุที่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ  1  เมื่อเป็นไอออนจึงมีประจุ  1+ เมื่ออยู่ในสารประกอบมี

      เลขออกซิเดชัน +1

2.   ทุกธาตุเป็นโลหะ ธาตุคาบล่างมีความเป็นโลหะมากกว่าธาตุคาบบน   แต่ธาตุคาบบนมีจุด

     หลอมเหลวสูงกว่าธาตุคาบล่าง

3.   นำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดี

4.   ธาตุคาบล่างมีขนาดอะตอมใหญ่กว่าธาตุคาบบน

5.   IE1 ค่อนข้างต่ำ  ธาตุคาบล่างมีค่า   IE1 ต่ำกว่าธาตุคาบบน

6.   อิเล็กโตรเนกาติวิตี (EN) ต่ำ  ธาตุคาบล่างมีค่า   EN  ต่ำกว่าธาตุคาบบน

7.   เกิดปฏิกิริยาง่ายธาตุคาบล่างจะมีความไวและความรุนแรงมากกว่าธาตุคาบบน 

 

  •  ถ้าทำปฏิกิริยากับออกซิเจน  จะได้สารประกอบออกไซด์ชนิด  basic oxide  เมื่อนำไปละลายน้ำจะได้สารละลายที่มีสมบัติเป็นเบส  เช่น

      2Li(s)  +  O2(g)  →  Li2O(s)

      Li2O(s)  +  H2O(l)  →  2LiOH(aq)

      LiOH  ที่เกิดขึ้นจะละลายน้ำแล้วแตกตัวเป็นไอออน  ดังสมการ

      LiOH(s) →  Li+(aq)  +  OH-(aq)  ;  สิ่งที่แสดงความเป็นเบสคือ  OH- 

  • ถ้าทำปฏิกิริยากับน้ำ  จะเกิดก๊าซไฮโดรเจนและสารละลายที่เป็นเบส  ปฏิกิริยาคายความร้อนมาก  อาจทำให้ก๊าซไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจนในอากาศ 

        เกิดการติดไฟระเบิดได้  ปฏิกิริยาเป็นดังสมการ

     2Li(s)  +  2H2O(l) →  2Li+(aq)  +  H2(g)  +  2OH-(aq)  +  ความร้อน

         ความเป็นเบสของสารละลายดูได้จากการเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์  ถ้าใช้ฟีนอล์ทาลีนจะเปลี่ยนเป็นสีชมพู

                                                                   (คลิ้ก ชมวีดีทัศน์แสดงปฏิกิริยาระหว่าง Li กับ H2O)

        ความรุนแรงของปฏิกิริยาระหว่างโลหะอัลคาไลน์กับน้ำ  มีแนวโน้มตามสมบัติของธาตุตามหมู่  คือธาตุคาบล่างมีความรุนแรงมากกว่าธาตุคาบบน

(คลิ้ก ชมวีดีทัศน์เปรียบเทียบความรุนแรงของปฏิกิริยาระหว่าง  Li  Na  K  Rb  Cs  กับ  H2O)

 

ธาตุหมู่ IIA โลหะอัลคาไล เอิร์ธ  (alkaline earth metals)

 

ธาตุหมู่ IIA มีทั้งหมด 6 ธาตุ ได้แก่ Be ( เบริลเลียม )  Mg  (แมกนีเซียม)  Ca ( แคลเซียม ) Sr (สตรอนเตียม)  Ba (แบเรียม) และ  Ra (เรเดียม) โดยเรเดียม  (Ra)  เป็นธาตุกัมมันตรังสี ธาตุหมู่นี้

มีชื่อเรียกว่า โลหะอัลคาไลน์  เอิร์ท  เนื่องจากพบว่าเป็นส่วนประกอบจำนวนมากของเปลือกโลก   ธาตุหมู่นี้ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและน้ำได้เช่นเดียวกับธาตุหมู่  1A  แต่ความรุนแรงน้อยว่า

เมื่อเปรียบเทียบกับธาตุหมู่  IA  ที่อยู่คาบเดียวกัน 

 

สมบัติทั่วไปของธาตุหมู่  IIA

1.   ทุกธาตุมีสมบัติเป็นโลหะ   มีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2  เมื่อเป็นไอออนจะมีประจุ   2+  เมื่ออยู่ใน

      สารประกอบมีเลขออกซิเดชัน  +2 

2.   มีความหนาแน่น  จุดหลอมเหลว  จุดเดือดและความแข็งมากกว่าโลหะหมู่ IA ที่อยู่ในคาบเดียวกัน 

     แต่มีความเป็นโลหะน้อยกว่า 

3.   ขนาดอะตอมเล็กกว่าหมู่  IA ที่อยู่ในคาบเดียวกัน  และมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นจากคาบบนสู่คาบล่าง

               4.   IE1 มีค่าค่อนข้างต่ำ (แต่มากกว่าหมู่  IA ในคาบเดียวกัน) และมีแนวโน้มลดลง จากคาบบนสู่คาบล่าง

5.   อิเล็กโตรเนกาติวิตีมีค่าต่ำแต่มากกว่าธาตุหมู่  IA  ที่อยู่คาบเดียวกัน  และมีแนวโน้มลดลงจากคาบ

      บนสู่คาบล่าง

6.   ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและน้ำได้เช่นเดียวกับธาตุหมู่  IA  แต่ความรุนแรงของปฏิกิริยาน้อยกว่าธาตุหมู่   IA  ที่อยู่คาบเดียวกัน  แต่มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นจากคาบบนสู่คาบล่าง

 

  •  การทำปฏิกิริยากับออกซิเจนจะได้สารประกอบเบสิกออกไซด์  (basic oxide)  ดังสมการ

                       2Ca(s)  +  O2(g)  →  2CaO(s)

  •  เมื่อนำสารประกอบออกไซด์ที่เกิดขึ้นไปละลายน้ำ  จะได้สารละลายที่มีสมบัติเป็นเบส  ดังสมการ

        CaO(s)  +  H2O(l)  →  Ca2+(aq)  +  2OH-(aq)
        *    การทำปฏิกิริยากับน้ำโดยตรง  จะได้ได้ก๊าซไฮโดรเจนและสารละลายมีสมบัติเป็นเบส  แต่ความรุนแรงไม่เท่าธาตุหมู่   IA  ที่อยู่คาบเดียวกัน  มีแนวโน้มว่าธาตุคาบล่างเกิดปฏิกิริยาได้ว่องไวกว่าธาตุคาบบน  ถ้าใช้น้ำร้อนปฏิกิริยาจะเกิดได้ดีกว่าใช้น้ำเย็น  ปฏิกิริยาเป็นดังสมการ

                Mg(s)  +  2H2O(l)  →  Mg2+(aq)  +  2OH-(aq)  +  H2(g)

(คลิ้ก ชมวีดีทัศน์เปรียบเทียบความแรงของปฏิกิริยาระหว่าง Mg และ  Ca  กับน้ำ)

 

ตารางแสดงสมบัติทั่วไปของธาตุหมู่  IIA

สมบัติ

ธาตุหมู่  1IA โลหะอัลคาไล เอิร์ธ (alkali earth  metals)

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

เลขเชิงอะตอม

4

12

20

38

56

การจัดเรียงอิเล็กตรอน

2,2

[He]2s2

2, 8, 2

[Ne]3s2

2, 8, 8, 2

[Ar]4s2

2,8,18,8,2


Generated 0.616330 sec.