ตารางธาตุและ ความสัมพันธ์ของธาตุ ในตารางธาตุ

1. ตารางธาตุและความสัมพันธ์ของธาตุในตารางธาตุตารางธาตุและความสัมพันธ์ของธาตุในตารางธาตุ

2. กฎพิริออดิกกับตารางธาตุกฎพิริออดิกกับตารางธาตุ • 1869, Dimitri Mendeleev Lother Meyer เมื่อธาตุถูกจัดเรียงตามน้ำหนักอะตอมที่เพิ่มขึ้น สมบัตของธาตุจะมีลักษณะคล้ายกันเป็นช่วงๆ When the elements are arranged in order of increasing atomic mass, certain sets of properties recur periodically.

3. กฎพิริออดิก กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง ปริมาตรอะตอมกับเลขอะตอม

4. — = 44 — = 68 — = 72 — = 100 Mendeleev’s Periodic Table 1871

5. คำทำนายของ Dmitri Mendeleev (1869) ตารางธาตุของ Mendeleev มีธาตุที่รู้จักแล้วเพียง 66 ตัว Eka-Aluminum (Ea) Gallium (Ga) Atomic mass 68 amu 69.9 amu Melting point Low 30.15 oC Density 5.9 g/cm3 5.94 g/cm3 Formula of oxide Ea2O3 Ga2O3

6. X-Ray Spectra • Moseley 1913 • X-ray emission is explained in terms of transitions in which e- drop into orbits close to the atomic nucleus. • Correlated frequencies to nuclear charges. •  = A (Z – b)2 • Used to predict new elements (43, 61, 75) later discovered. เมื่อธาตุถูกจัดเรียงตามเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น สมบัตของธาตุจะมีลักษณะคล้ายกันเป็นช่วงๆ

7. ลำดับการค้นพบธาตุ

8. สมการคลื่นของ Schrodinger Y = fn(n, l, ml, ms) angular momentum quantum number l สำหรับ principal quantum number, n lจะมีค่าเท่ากับ 0, 1, 2, 3, … n-1 l = 0 s ออร์บิตัล l = 1 p ออร์บิตัล l = 2 d ออร์บิตัล l = 3 f ออร์บิตัล n = 1, l = 0 n = 2, l = 0 or 1 n = 3, l = 0, 1, or 2 สำหรับค่า l นี้จะเป็นตัวบอกรูปร่างของ space ที่ e- อาศัยอยู่

9. ลำดับการเติมอิเลกตรอนในออร์บิตัลของอะตอมที่มีหลายอิเลกตรอนลำดับการเติมอิเลกตรอนในออร์บิตัลของอะตอมที่มีหลายอิเลกตรอน 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s

10. ns2np6 ns1 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ns2 d10 d1 d5 4f 5f การจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุ

11. Noble Gases Alkali Metals Main Group Alkaline Earths Halogens Transition Metals Main Group Lanthanides and Actinides The Periodic table

12. การจัดเรียงอิเล็กตรอนของแคทไอออนและแอนไอออนการจัดเรียงอิเล็กตรอนของแคทไอออนและแอนไอออน ของธาตุ Representative Na [Ne]3s1 Na+ [Ne] อะตอมสูญเสียอิเล็กตรอนเพื่อทำให้แคทไออออนมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเหมือนกับ Noble Gas. Ca [Ar]4s2 Ca2+ [Ar] Al [Ne]3s23p1 Al3+ [Ne] H 1s1 H- 1s2 or [He] อะตอมรับอิเล็กตรอนเพื่อทำให้แอนไอออนมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเหมือนกับ Noble Gas F 1s22s22p5 F- 1s22s22p6 or [Ne] O 1s22s22p4 O2- 1s22s22p6 or [Ne] N 1s22s22p3 N3- 1s22s22p6 or [Ne]

13. -1 -2 -3 +1 +2 +3 แคทไอออนและแอนไอออนของธาตุ Representative

14. อะตอมของธาตุใด isoelectric กับ H- ? Na+: [Ne] Al3+: [Ne] F-: 1s22s22p6 or [Ne] O2-: 1s22s22p6 or [Ne] N3-: 1s22s22p6 or [Ne] Na+, Al3+, F-, O2-, และ N3- เป็น isoelectronic กับ Ne มีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากัน He มี 2 อิเล็กตรอนเหมือน H-

15. การจัดเรียงอิเล็กตรอนของโลหะทรานสิชันการจัดเรียงอิเล็กตรอนของโลหะทรานสิชัน การเกิดแคทไอออนของธาตุทรานสิชันได้จากการดึงอิเล็กตรอนจากออร์บิทัล ns ก่อนแล้วจึงดึงออกจากออร์บิทัล (n-1)-d เช่น Fe: [Ar]4s23d6 Fe2+: [Ar]4s03d6 or [Ar]3d6 Fe3+: [Ar]4s03d5 or [Ar]3d5 Mn: [Ar]4s23d5 Mn2+: [Ar]4s03d5 or [Ar]3d5

16. ธาตุชนิดหนึ่งมีเลขอะตอมเป็น 15 แสดงการจัดเรียงอิเล็กตรอนโดยไม่ดูตารางธาตุ ระบุว่าธาตุนี้เป็น paramagnetic หรือ diamagnetic และระบุประเภทของธาตุนี้ 15 อิเล็กตรอน: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 p orbital ไม่เต็ม (มี 3 unpaired spin) เป็น paramagnetic เป็นธาตุ representative

17. การรับรู้ประจุที่นิวเคลียสของอิเล็กตรอนการรับรู้ประจุที่นิวเคลียสของอิเล็กตรอน shielding of electrons Zeff = Z – s s = shielding constant En = - Zeff2 RH n2

18. Core Radius Z Zeff Na 11 10 1 186 12 10 2 160 Mg Al 13 10 3 143 Si 14 10 4 132 Effective nuclear charge (Zeff) คือ ประจุบวกของนิวเคลียส ที่อิเล็กตรอนรับรู้ Zeff = Z - s 0 < s < Z (s = shielding constant) Zeff~ Z – number of inner or core electrons ในคาบเดียวกัน เมื่อ Zeff เพิ่ม รัศมีอะตอมลด

20. ขนาดอะตอม

21. เรียงลำดับรัศมีอะตอมของธาตุต่อไปนี้จากเล็กไปหาใหญ่เรียงลำดับรัศมีอะตอมของธาตุต่อไปนี้จากเล็กไปหาใหญ่ P, Si, N N < P < Si Li,C, Be, C < Be < Li Na,Al, P, Cl, Mg Cl < P < Al < Mg < Na

22. ขนาดไอออนเทียบกับขนาดอะตอมขนาดไอออนเทียบกับขนาดอะตอม

23. แคทไอออน มีขนาด เล็กกว่าขนาดอะตอมของมันเสมอ แอนไอออน มีขนาด ใหญ่กว่า ขนาดอะตอมของมันเสมอ

24. รัศมีของไอออน

25. ไอออนใดมีขนาดใหญ่กว่าในแต่ละคู่ต่อไปนี้ไอออนใดมีขนาดใหญ่กว่าในแต่ละคู่ต่อไปนี้ N3-, F- N3- Mg2+, Ca2+ Ca2+ Fe2+, Fe3+ Fe2+ O2-, Cl- Cl-

26. I1 + X (g) X+(g) + e- I2 + X (g) X2+(g) + e- I3 + X (g) X3+(g) + e- Ionization energyคือพลังงานที่น้อยที่สุด (kJ/mol) ที่ต้องใช้ในการดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมในสภานะแก็สที่สภาวะพื้น I1 first ionization energy I2 second ionization energy I3 third ionization energy I1 < I2 < I3

27. ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานไอออไนซ์ขั้นที่ 1 กับเลขอะตอม Filled n=1 shell Filled n=2 shell Filled n=3 shell Filled n=4 shell Filled n=5 shell

28. 1012 999.6 577.6 737.7 1451 7733 I2 (Mg) vs. I3 (Mg) I1 (Mg) vs. I1 (Al) I1 (P) vs. I1 (S)

29. ธาตุใดต่อไปนี้มีค่า first ionization energy สูงกว่า Be Li, Be O O, S ธาตุใดต่อไปนี้มีค่า second ionization energy สูงกว่า Li Li, Be O O, S

30. แนวโน้มพลังงงานไอออไนซ์ขั้นที่ 1 First Ionization Energy เพิ่มขึ้น First Ionization Energy เพิ่มขึ้น 8.4

31. X (g) + e- X-(g) F (g) + e- X-(g) O (g) + e- O-(g) Electron affinity(EA) คือพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากการรับอิเล็กตรอนของอะตอมธาตุแล้วเกิดเป็นแอนไอออน ณ สถานะแก๊ส หรือ พูดอีกอย่างหนึ่ง EA ก็คือพลังงานที่จะต้องใช้ในการดึง e-ออกจากแอนไอออน DH = -328 kJ/mol EA = +328 kJ/mol DH = -141 kJ/mol EA = +141 kJ/mol

32. ความสัมพันธ์ระหว่าง Electron affinity กับเลขอะตอม

33. First Electron Affinities

34. Second Electron Affinities O(g) + e- → O-(g) EA = -141 kJ O-(g) + e- → O2-(g) EA = +744 kJ

35. ทำไมโลหะหมู่ 2A จึงรับอิเล็กตรอนได้ยากกว่าโลหะหมู่ 1A โลหะหมู่ 2A มีอิเล็กตรอนอยู่เต็ม subshell s แล้ว อิเล็กตรอนที่เข้ามาใหม่จะอยู่ห่างจากนิวเคลียสและถูก shield มากกว่า ในกรณีของโลหะหมู่ 1A ที่ยังมีที่ว่างใน subshell s ธาตุใดมีค่า electron affinity สูงกว่า Li, Na Li O, F F

36. สมบัติความเป็นแม่เหล็กสมบัติความเป็นแม่เหล็ก • Diamagnetic atoms or ions: • All e- are paired. • Weakly repelled by a magnetic field. • Paramagnetic atoms or ions: • Unpaired e-. • Attracted to an external magnetic field.

37. ความเป็น paramagnetism

38. Periodic Properties of the Elements

39. ความสัมพันธ์แบบทะแยงมุม (diagonal relationships)

40. H H+ +e- H +e- H- H (1S1) ไฮโดรเจนควรอยู่ที่ไหนในตารางธาตุ ? หมู่ 1A? หมู่ 7A? H+เป็นกรด ส่วน H-เป็นเบส ไฮโดรเจนควรจัดแยกเป็นประเภทของมันเอง

41. ? ? 332 266 จุดเดือด

42. จุดหลอมเหลว

44. I1 = 419 kJ I1 = 590 kJ I2 = 1145 kJ ความสามารถในการเป็นตัวรีดิวซ์ของธาตุหมู่ 1 และ 2 2 K(s) + 2 H2O(l) → 2 K+ + 2 OH- + H2(g) Ca(s) + 2 H2O(l) → Ca2+ + 2 OH- + H2(g)

45. ความสามารถในการเป็นตัวออกซิไดซ์ของธาตุเฮโลเจนความสามารถในการเป็นตัวออกซิไดซ์ของธาตุเฮโลเจน 2 Na + Cl2→ 2 NaCl Cl2 + 2 I-→ 2 Cl- + I2

46. ความเป็นกรดเบสของออกไซด์ของธาตุต่างๆความเป็นกรดเบสของออกไซด์ของธาตุต่างๆ • Basic oxides or base anhydrides: Li2O(s) + H2O(l) → 2 Li+(aq) + 2 OH-(aq) • Acidic oxides or acid anhyhydrides: SO2 (g) + H2O(l) → H2SO3(aq) • Na2O and MgO yield basic solutions • Cl2O, SO2 and P4O10 yield acidic solutions • SiO2 dissolves in strong base, acidic oxide.

47. กรด-เบส เบส แอมโฟเทริก กรด ชนิดสารประกอบ ไอออนิก โคแวเลนต์ โครงสร้าง ร่างแห 3 มิติ โมเลกุล จุดหลอมเหลว (oC) 1275 2800 2045 1610 580 16.8 -91.5 จุดเดือด(oC) ? 3600 2980 2230 ? 44.8 82 สมบัติของสารประกอบออกไซด์ Na2O MgO Al2O3 SiO2 P4O10 SO3 Cl2O7

48. ทำไมปรอทจึงเป็นของเหลวทำไมปรอทจึงเป็นของเหลว • Should be a solid. • Relativistic shrinking of s-orbitals affects all heavy metals but is maximum with Hg.