ธาตุ- ธาตุและสารประกอบ

เรื่อง : ธาตุ

สารบัญทที่ 4

ธาตุ

ธาตุ (Element) หมายถึง สารบริสุทธิ์เนื้อเดียวที่มีองค์ประกอบอะตอมของธาตุเพียงชนิดเดียวเท่านั้น ธาตุไม่สามารถ จะนำมาแยกสลาย ให้กลายเป็นสารอื่นโดยวิธีการทางเคมี แต่อาจแยกออกโดยวิธีนิวเคลียร์ สารซึ่งประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกัน มีธาตุที่ค้นพบแล้ว 109 ธาตุเป็นธาตุที่อยู่ในธรรมชาติ 89 ธาตุ นอกจากนี้เป็นธาตุที่สังเคราะห์ขึ้น มีธาตุบางชนิด ที่ไม่ค่อยจะทำปฏิกิริยา เช่นทองคำที่เกิดจากธาตุบริสุทธิ์ แต่ธาตุส่วนมากมักเกิดกับรูปสารประกอบกับธาตุอื่น ๆ

ธาตุ

1. ประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียว
2. แยกออกโดยวิธีเคมีไม่ได้
3. อาจแยกออกโดยวิธีนิวเคลียร์
4. เขียนแทนด้วยสัญลักษณ์

การแบ่งสารตามองค์ประกอบทางเคมี แบ่งได้ดังนี้
ธาตุ (Element) หมายถึง สารบริสุทธิ์เนื้อเดียวที่มีองค์ประกอบอย่างเดียว
ธาตุไม่สามารถจะนำมาแยกสลายให้กลายเป็นสารอื่นโดยวิธีการทางเคมี ธาตุมีทั้งสถานะที่เป็นของแข็ง เช่น ธาตุสังกะสี (Zn), ตะกั่ว (Pb), เงิน (Ag) และดีบุก (Sn) เป็นของเหลว เช่น ปรอท (Hg) เป็นก๊าซ เช่น ไนโตรเจน (N2), ฮีเลียม (He),
ออกซิเจน (O2), ไฮโดรเจน (H2) เป็นต้น ธาตุยังแบ่งออกเป็น โลหะ อโลหะ และ กึ่งโลหะ ตามสมบัติที่แตกต่างกันออกไป

ธาตุโลหะ (metal) จะเป็นธาตุที่มีสถานะเป็นของแข็ง (ยกเว้นปรอทที่เป็นของเหลว) มีผิวที่มันวาว นำความร้อน และไฟฟ้าได้ดี มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง (ช่วงอุณหภูมิระหว่างจุดหลอมเหลวกับจุดเดือดจะต่างกันมาก) ได้แก่ โซเดียม (Na), เหล็ก (Fe), แคลเซียม (Ca), ปรอท (Hg), อะลูมิเนียม (Al), แมกนีเซียม (Mg), สังกะสี (Zn), ดีบุก(Sn) ฯลฯ
ธาตุอโลหะ (non-metal) มีได้ทั้งสามสถานะ สมบัติส่วนใหญ่จะตรงข้ามกับอโลหะ เช่น ผิวไม่มันวาว ไม่นำไฟฟ้า ไม่นำความร้อน จุดเดือด และจุดหลอมเหลวต่ำ เป็นต้น ได้แก่ คาร์บอน ( C ), ฟอสฟอรัส (P), กำมะถัน (S), โบรมีน (Br), ออกซิเจน (O2), ไฮโดรเจน (H2), คลอรีน (Cl2), ฟลูออรีน (F2) เป็นต้น
ธาตุกึ่งโลหะ (metalloid) ได้แก่ โบรอน (B), ซิลิคอน ( Si), เป็นต้น

กึ่งโลหะ หมายถึง ธาตุที่มีสมบัติ กึ่งโลหะ และอโลหะ เช่น ธาตุซิลิคอน มีลักษณะคล้าย ของแข็งมีสีเงินวาว แต่เปราะง่ายคล้ายธาตุอโลหะ มีจุดเดือดสูงถึง 3,265 องศาเซลเซียส และนำไฟฟ้าได้เล็กน้อย

ตารางที่ 1 ตัวอย่างของธาตุโลหะและอโลหะที่เราพอรู้จักกันดี

โลหะ		อโลหะ
ทองคำ เงิน เหล็ก ปรอท ตะกั่ว สังกะสี อะลูมิเนียม โซเดียม แมกนีเซียม	(ของแข็ง) (ของแข็ง) (ของแข็ง) (ของเหลว) (ของแข็ง) (ของแข็ง) (ของแข็ง) (ของแข็ง) (ของแข็ง)	ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ออกซิเจน คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน กำมะถัน อาร์กอน คาร์บอน	(ก๊าซ) (ก๊าซ) (ก๊าซ) (ก๊าซ) (ของเหลว) (ของแข็ง) (ของแข็ง) (ก๊าซ) (ของแข็ง)

ตารางธาตุ (Periodic table of elements) คือ ตารางที่นักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมธาตุต่าง ๆ ไว้เป็นหมวดหมู่ตามลักษณะ และคุณสมบัติที่เหมือนกัน เพื่อเป็นประโยชน์ในการศึกษา ในแต่ละส่วนของตารางธาตุ โดยคาบ (Period) เป็นการจัดแถวของธาตุแนวราบ ส่วนหมู่ (Group) เป็นการจัดแถวของธาตุในแนวดิ่ง ซึ่งมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

Content_04

รหัสสีของธาตุกลุ่มต่าง ๆ
	หมู่โลหะอัลคาไล (Alkali Metal)	อโลหะ (Non-Metal)
	หมู่โลหะอัลคาไลเอิร์ธ (Alkali Earth Metal)	ก๊าซมีตระกูล (Noble Gas)
	หมู่โลหะแทรนซิชัน (Transition)	แลนทาไนด์ (Lanthanide)
	โลหะอ่อน	แอกทิไนด์ (Actinide)
	กึ่งโลหะ (Metalloid)

ภาพที่ 1 ตารางธาตุในปัจจุบัน
ตารางแสดงที่ 2 ชื่อธาตุและสัญลักษณ์ของธาตุบางชนิด

ชื่อธาตุ	ชื่อในภาษาอังกฤษ	ชื่อในภาษาละติน	สัญลักษณ์
เหล็ก ตะกั่ว ทองแดง เงิน ดีบุก ปรอท อลูมิเนียม ทองคำ สังกะสี พลวง สารหนู แมงกานีส โซเดียม โพแทสเซียม แคลเซียม คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน ไฮโดเจน คลอรีน กำมะถัน ฟอสฟอรัส ไอโอดีน	Lron Lead Copper Silver Tin Mercury Aluminium Gold Zinc Antimony Aresnic Manganesw Sodium Potassium Calcium Carbon Nitrogen Oxygen Hydrogen Chlorine Sulphur Phosphorus Iodine	Ferrum Plumbum Cuprum Argentum Stannum Hydragyrum - Aurum - - - - Natrium Kalium - - - - - - - - -	Fe Pb Cu Ag Sn Hg Al Au Zn Sb As Mn Na K Ca C N O H Cl S P I

การที่เราจำแนกธาตุทั้งหลายออกเป็นโลหะกับอโลหะ ก็เนื่องจากธาตุต่าง ๆ แม้จะมีสมบัติเฉพาะตัวแตกต่างกัน แต่ก็มีสมบัติบางประการเหมือนกันหรือคล้ายกัน พอจะแยกออกได้เป็น 2 พวก คือ โลหะกับ อโลหะ

ตางรางที่ 3 แสดงสมบัติธาตุโลหะและ อโลหะ

สมบัติ	โลหะ	อโลหะ
1. สถานะ	เป็นของแข็งในสภาวะปกติ ยกเว้นปรอทซึ่งเป็นของเหลว ไม่มีโลหะที่เป็นแก๊สในภาวะปกติ	มีอยู่ได้ทั้ง 3 สถานะ ธาตุที่เป็นแก๊สในภาวะปกติเป็น อโลหะทั้งสิ้น อโลหะที่เป็นของเหลว คือ โบรมีน ที่เป็นของแข็งได้แก่ คาร์บอน กำมะถัน ฟอสฟอรัส ฯลฯ
2. ความมันวาว	มีวาวโลหะ ขัดขึ้นเงาได้	ส่วนมากไม่มีวาวโลหะ ยกเว้น แกรไฟต์ (ผลึกคาร์บอน) เกล็ด ไอโอดีน (ผลึกไอโอดีน)
3. การนำไฟฟ้า และ นำความร้อน	นำไฟฟ้า และนำความร้อนได้ดี เช่น สาย ๆ ไฟฟ้ามักทำด้วยทองแดง	นำไฟฟ้าและนำความร้อนไม่ได้ยกเว้นแกรไฟต์ นำไฟฟ้าได้ดี
4. ความเหนียว	ส่วนมากเหนียว ดึงยืดเป็นเส้นลวดหรือตีเป็นแผ่นบาง ๆ ได้	อโลหะที่เป็นของแข็ง มีเปราะดึกยืดออกเป็นเส้นลวดหรือตีเป็น แผ่นบาง ๆ ไม่ได้
5. ความหนาแน่น หรือ ถ.พ.	ส่วนมากมีความหนาแน่น หรือ ถ.พ.สูง	มีความหนาแน่น หรือ ถ.พ.ต่ำ
6. จุดเดือดและจุดหลอมเหลว	ส่วนมากสูงเช่น เหล็ก มีจุดหลอดเหลว 1,536 0C ยกเว้นปรอท ซึ่งมีจุดหลอดเหลวต่ำเพียง –39 0C	ส่วนมากต่ำโดยเฉพาะพวก อโลหะที่เป็นแก๊ส เช่น ออกซิเจน มีจุดเดือด – 183 0C จุดเยือกแข็ง (จุดหลอดเหลว)-219 0C กำมะถันมีจุดหลอดเหลว 1130C จุดเดือด 444 0C เป็นต้น
7. การเกิดเสียงเมื่อเคาะ	มีเสียงดังกังวาน	ไม่มีเสียงดังกังวาน