ตัวอย่าง จงเปรียบเทียบความเป็นโลหะของ Li Na K

Li Na K อยู่หมู่เดียวกันจากบนลงล่าง 

ขนาด Li < Na < K

ความเป็นโลหะ Li < Na < K

ลขออกซิเดชัน(Oxidation number)

เลขออกซิเดชัน เป็นเลขที่แสดงประจุทางไฟฟ้าของธาตุ(ประจุแท้และประจุสมมติ)

1. ธาตุอิสระทุกตัวมีเลขออกซิเดชันเป็นศูนย์

2. ธาตุหมู่ IA, IIA และ IIIA ในสารประกอบมีเลขออกซิเดชัน +1, +2 และ +3 ตามลำดับ

3. ธาตุ F ในสารประกอบมีเลขออกซิเดชัน -1 เสมอ

4. ธาตุ H มีเลขออกซิเดชัน +1 เมื่อจับกับอโลหะ(โคเวเลนต์)

   มีเลขออกซิเดชัน -1 เมื่อจับกับโลหะ(ไอออนิก)

5. ในสารประกอบเลขออกซิเดชันของธาตุทุกตัวที่เป็นองค์ประกอบรวมกันมีค่าเท่ากับศูนย์

6. ในไอออนเลขออกซิเดชันของธาตุทุกตัวที่เป็นองค์ประกอบรวมกันมีค่าเท่ากับประจุที่แสดงของไอออน

7. ไอออนเชิงกลุ่ม จากข้อ 6 ถ้าโจทย์ไม่ได้ถามหาเลขออกซิเดชันของธาตุที่อยู่ในไอออนกลุ่ม ให้คิดประจุของไอออนกลุ่มทั้งก้อน ในการใช้หาเลขออกซิเดชันของธาตุอื่นได้เลย

*เลขออกซิเดชันสีแดง คือค่าที่พบมาก

ตัวอย่าง จงหาเลขออกซิเดชันของธาตุที่ขีดเส้นใต้

H2O2 2(H) + 2(O) = 0 

2(+1) + 2(O) = 0

  O = -1

KMnO4 K + Mn + 4(O) = 0

  (+1) + Mn + 4(-2) = 0

      Mn = +7

[Pt(NH3)4(NO3)2Cl]SO4

Pt + 4(NH3) + 2(NO3-) + Cl- + SO4- = 0

         Pt + 4(0) + 2(-1) + (-1) + (-2) = 0

       Pt = +5

ขนาดอะตอม (รัศมีอะตอม)

ประเภทของรัศมี

ตามคาบ ขนาดอะตอมจะเล็กลงจากซ้ายไปขวา (หรือขนาดอะตอมเล็กลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น) เพราะธาตุคาบเดียวกันจะมีระดับพลังงานเท่ากัน แต่จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเพิ่มขึ้น(เลขอะตอมเพิ่มขึ้น) ทำให้แรงดึงดูดของโปรตอนจากนิวเคลียสไปยังอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ขนาดอะตอมจึงเล็กลง

ตามหมู่ ขนาดอะตอมจะใหญ่ขึ้นจากบนลงล่าง (หรือขนาดอะตอมใหญ่ขึ้นเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น) เพราะธาตุหมู่เดียวกันจะมีระดับพลังงานเพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง ขนาดอะตอมจึงใหญ่ขึ้น

ขนาดไอออน

อะตอม เมื่อให้(เสีย)อิเล็กตรอนไป จะกลายเป็นไอออนบวก ขนาดจะเล็กลงเมื่อเทียบกับอะตอม

อะตอม เมื่อรับอิเล็กตรอนเข้ามา จะกลายเป็นไอออนลบ ขนาดจะใหญ่ขึ้นเมื่อเทียบกับอะตอม

"ไอออนยิ่งบวก ยิ่งเล็ก ไอออนยิ่งลบ ยิ่งใหญ่"

การเปรียบขนาดอะตอมและขนาดไอออน

step 1 : จัดเรียงอิเล็กตรอน แล้วเปรียบเทียบจำนวนระดับพลังงาน ระดับพลังงานมากว่า ขนาดใหญ่กว่า

step 2 : ถ้าระดับพลังงานเท่ากัน 

กรณีขนาดอะตอม แสดงว่าอยู่คาบเดียวกัน ให้ดูตามแนวโน้มช้ายไปขวา (หรือดูเลขอะตอม)

ขนาดเล็กลงจากซ้ายไปขวา (หรือ เล็กลง เมื่อเลขอะตอมเพิ่ม หรือ จำนวนโปรตอนมาก ขนาดเล็ก) 

กรณีขนาดไอออน ให้ดูประจุ ไอออนยิ่งบวก ยิ่งเล็ก ไอออนยิ่งลบ ยิ่งใหญ่

ตัวอย่าง จงเปรียบเทียบขนาดอะตอมและขนาดไอออนที่เสถียรของธาตุต่อไปนี้

พลังงานไอออไนเซชัน (IEn)

พลังงานไอออไนเซชัน คือ พลังงานที่ต้องการใช้ในการทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอมหรือไอออนในสถานะแก๊สให้กลายเป็นไอออนบวกในสถานะแก๊ส

สมการแสดงพลังงานไอออไนเซชัน

IE1 พลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 พลังงานที่ดูดเข้าไปเพื่อใช้ดึงe-ตัวแรกให้หลุดออกจากอะตอมของธาตุในสถานะแก๊ส

Na(g) + IE1 --> Na+(g) + e-   หรือ Na(g) --> Na+(g) + e- IE1 

IE2 พลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 2 พลังงานที่ดูดเข้าไปเพื่อใช้ดึงe-ตัวที่สองให้หลุดออกจากไอออนของธาตุในสถานะแก๊ส

Na+(g) + IE2 --> Na2+(g) + e-   หรือ Na+(g) --> Na2+(g) + e- IE2 

IE3 ...

Na2+(g) + IE3 --> Na3+(g) + e-   หรือ Na2+(g) --> Na3+(g) + e- IE3 

Na3+(g) + IE4 --> Na3+(g) + e-   หรือ Na3+(g) --> Na4+(g) + e- IE4 

Nam+(g) + IEn --> Nan+(g) + e-   หรือ Nam+(g) --> Nan+(g) + e- IEn 

การเปรียบเทียบพลังงานไอออไนเซชัน

IE1 ให้พิจารณาตามแนวโน้ม **หมู่ IA มีค่าต่ำสุด หมู่ VIIIA มีค่าสูงสุด

IEn ให้จัดเรียงอิเล็กตรอน แล้วพิจารณาว่า e- ตัวที่ดึงอยู่ที่ระดับพลังงานใด

             ชั้นนอกดึงง่าย IE ต่ำ          ชั้นในดึงยาก IE สูง

             *ถ้าดึงชั้นเดียวกันให้ดูจำนวนโปรตอน(p+) มีมาก ดึงยาก IE สูง

** IE ลำดับที่ n ใด ๆ หมู่ n จะมีค่าต่ำที่สุด และหมู่ n-1 มีค่าสูงสุด

ตัวอย่าง จงเปรียบเทียบพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 และ 3 ของธาตุที่มีเลขอะตอมต่อไปนี้

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน (EA)          

EA คือพลังงานที่ใช้ทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากไอออนลบของธาตุ ในสถานะแก๊ส

A-(g)  → A(g) + e-             EA

EA ที่มีค่ามากกว่า แสดงว่าจะต้องใช้พลังงานมากในการดึงอิเล็กตรอนให้หลุดออกหรือดึงให้หลุดได้ยากกว่า แสดงว่าไอออนลบนั้นมีแนวโน้มเป็นไอออนลบที่เสถียรกว่า

จากค่า EA ธาตุ VIIA มีค่า EA มาก รับ e- แสดงว่าเป็นไอออนลบที่เสถียร เพราะเมื่อรับอิเล็กตรอนแล้วจะทำให้การจัดเรียงอิเล็กตรอนเสถียร์ขึ้น

เช่น F มีค่า EA สูงมาก F- เป็นไอออนลบที่เสียร

ธาตุหมู่ IIA และ VIIIA มีค่า EA น้อยมาก 

เช่น Be มีค่า EA < 0 แสดงว่า Be- เป็นไอออนลบที่ไม่เสถียร

Electronegativity (EN)    

EN เป็นค่าที่แสดงถึงความสามารถในการดึงอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะเข้าหาอะตอมของธาตุ

พบว่า ค่า EN แปรผกผันกับขนาดอะตอม

ตามคาบ EN มีค่าเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา (หรือเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น)

ตามหมู่ EN มีค่าลดลงจากบนลงล่าง (หรือเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขี้น

ธาตุที่มี ค่า EN สูงสุด 5 ตัวแรก F > O > Cl > N > Br

หมู่ VIIIA He Ne Ar ไม่มีค่า EN เพราะมันไม่เกิดสารประกอบ (ไม่เกิดพันธะ) กับธาตุอื่น 

ส่วน Kr และ Xe มีค่า EN เพราะKr และ Xe เกิดพันธะกับธาตุอื่น (F, O) เช่น KrF2  XeF2  XeO2

ธาตุที่มีค่า EN เท่ากัน เมื่อเกิดพันธะจะทำให้เกิดการกระจายตัวของอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะสม่ำเสมอ พันธะที่เกิดจากอะตอมของธาตุทั้งสองจึงไม่มีสภาพขั้วของพันธะเกิดขึ้น

ธาตุที่มีค่า EN ต่างกัน เมื่อเกิดพันธะ การกระจายตัวของอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะจะไม่สม่ำเสมอ พันธะที่เกิดจากอะตอมของธาตุทั้งสอง จะเป็นพันธะมีขั้ว 

แต่ถ้าค่า EN ต่างกันมาก จะเกิดการให้และรับอิเล็กตรอนกลายเป็นไอออน เกิดเป็นพันธะไอออนิก

ตัวอย่าง จงเปรียบเทียบค่า EN ของธาตุที่มีเลขอะตอมต่อไปนี้

8A 2  6

9B 2  7

11C 2  8  1

17D 2  8  7

20E 2  8  8  2

ค่า EN ของธาตุ C < E < D < A < F

ค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน (E0)  

-ค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน มี 2 ประเภท ค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานรีดักชัน และค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานออกซิเดชัน

*เมื่อค่า E0 เป็นบวก แสดงว่าธาตุหรือไอออนของธาตุนั้นมีความสามารถในการรับหรือให้ e- ได้ แต่ถ้าติดลบ แสดงว่าธาตุหรือไอออนนั้น จะรับหรือให้ e- ได้แย่ จากตัวอย่าง พบว่า

* เรียกตัวที่รับ e- ว่าตัวออกซิไดซ์ หรือตัวถูกรีดิวซ์

*เรียกตัวที่ให้ e- ว่าตัวรีดิวซ์ หรือตัวถูกออกซิไดซ์            

แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค           

• ธาตุโลหะ ยึดเกาะกันด้วยพันธะโลหะ ซึ่งเป็นแรงยึดเหนี่ยวทางไฟฟ้าระหว่าง e- กับกลุ่มของไอออนบวก(นิวเคลียส)ของโลหะ ซึ่งเป็นแรงยึดเหนี่ยวที่แข็งแรงมาก

พันธะโลหะ(ความแข็งแรงของพันธะ) แปรผกผันกับขนาดอะตอม

• ธาตุอโลหะ มี 2 กลุ่ม

1. แรงลอนดอน หรือ dispersion force คือธาตุอโลหะที่อยู่ในรูปอะตอมเดี่ยวหรือโมเลกุล แรงยึดเหนี่ยวจึงเป็นแรงกระจาย

ซึ่งเป็นแรงอ่อนๆและขึ้นกับการกระจายตัวของอิเล็กตรอนในอะตอมหรือโมเลกุล

แรงลอนดอน หรือ dispersion force แปรผันตาม ขนาดอะตอม

2. พันธะโคเวเลนต์ หรือธาตุอโลหะที่อยู่เป็นโครงผลึกร่างตาข่าย (network) จะมีลักษณะเป็นโครงผลึกต่อเนื่องกันเป็นร่าง

ตาข่าย แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคจึงเป็นพันธะโคเวเลนต์ ซึ่งแข็งแรงมากๆ

เช่น เพชร (C) แกรไฟต์ (C)

จุดหลอมเหลว (Mp.) จุดเดือด (Bp.)

Mp.,bp. แปรผันตาม แรงยึดเหนึ่ยวระหว่างอนุภาค(ความแข็งแรงของแรงยึดเหนึ่ยว)

ผังแนวคิด