บทที่ 3 สมบัติของธาตุและสารประกอบ

สมบัติของสารประกอบของธาตุตามคาบ

                การเกิดและสมบัติของสารประกอบคลอไรด์ ออกไซด์ของธาตุในคาบที่ 2 และคาบที่ 3 สรุปได้ดังนี้

                1. เนื่องจากในคาบเดียวกันประกอบด้วยโลหะ( ทางซ้าย ) กึ่งโลหะ และอโลหะ( ทางขวา ) แต่ละธาตุมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนไม่เท่ากัน ดังนั้นการเกิดสารประกอบของธาตุในคาบเดียวกันจึงต่างกันและสารประกอบที่ได้ส่วนใหญ่มีสมบัติต่างกัน

                2. อโลหะซึ่งอยู่ทางขวาทำปฏิกิริยากับธาตุชนิดหนึ่งเกิดสารประกอบได้หลายชนิด จึงทำให้มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า ส่วนธาตุโลหะซึ่งอยู่ทางซ้าย เมื่อทำปฏิกิริยากับอโลหะชนิดหนึ่งมักเกิดสารประกอบได้ชนิดเดียว จึงทำให้มีเลขออกซิเดชันได้เพียงค่าเดียว

                3. สารประกอบคลอไรด์ และออกไซด์ ของโลหะเป็นสารประกอบไอออนิก ยกเว้น BeCl₂ เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ จึงมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง เพราะการหลอมเหลวและการเดือดต้องสลายพันธะไอออนิก ซึ่งเป็นพันธะที่แข็งแรง ส่วนสารประกอบคลอไรด์และออกไซด์ของอโลหะ เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ จึงมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ เพราะการหลอมเหลวและการเดือดทำลายเพียงแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล ซึ่งอาจเป็นแรงแวนเดอร์วาลส์ชนิดแรงลอนดอน ( โมเลกุลไม่มีขั้ว ) หรือแรงแวนเดอร์วาลส์ชนิดแรงดึงดูดระหว่างขั้วบวกกับขั้วลบของโมเลกุล ( โมเลกุลมีขั้ว ) เนื่องจากแรงแวนเดอร์วาลส์เป็นแรงที่อ่อนจึงทำให้สารประกอบของอโลหะมีจุดหลอมเหลว จุดเดือดต่ำ ยกเว้นโมเลกุลที่มีมวลโมเลกุลมาก เช่น P₂O₅ , P₂S₅ , PCl₅ มีจุดหลอมเหลวค่อนข้างสูง สำหรับสารประกอบของธาตุกึ่งโลหะ คือ B และ Si บางชนิดมีจุดหลอมเหลวจุดเดือดค่อนข้างสูง ได้แก่ B₂O₃ , B₂S₃ บางชนิดมีจุดหลอมเหลวจุดเดือดสูงมาก ได้แก่ SiO₂ เพราะเป็นสารโครงผลึกร่างตาข่าย แต่บางชนิดมีจุดหลอมเหลวต่ำ ได้แก่ BCl₃ , SiCl₄

                4. สารประกอบของธาตุที่เป็นโลหะที่ภาวะปกติมีสถานะเป็นของแข็ง ไม่นำไฟฟ้า แต่เมื่อหลอมเหลวนำไฟฟ้าได้ เพราะเป็นสารประกอบไอออนิก ส่วนสารประกอบของธาตุที่เป็นอโลหะส่วนใหญ่มีสถานะเป็นก๊าซหรือของเหลว เพราะเป็นสารประกอบโคเวเลนต์

                5. สารละลายของสารประกอบออกไซด์ของโลหะ ส่วนใหญ่มีสมบัติเป็นเบส ( เบสิกออกไซด์ ) ส่วนสารประกอบออกไซด์ของอโลหะมีสมบัติเป็นกรด

                6. สารประกอบของธาตุในคาบที่ 2 และคาบที่ 3 บางชนิดไม่ละลายน้ำ ได้แก่ BeO , Al₂O₃ , SiO₂ , BeS , CS₂ , P₂S₅ , NCl₃ และ CCl₄

                7. SiO₂ ไม่ละลายน้ำ แต่มีสมบัติเป็นกรด เพราะ SiO₂ สามารถละลายในสารละลายเบสได้

( ทำปฏิกิริยากับเบสได้ ) เช่น สารละลาย NaOH

* สารที่ทำปฏิกิริยากับสารละลายเบสได้คือกรด และสารที่ทำปฏิกิริยากับสารละลายกรดได้คือเบส

                8. BeO และ Al₂O₃ ไม่ละลายน้ำแต่มีสมบัติเป็นได้ทั้งกรดและเบส เพราะ BeO และ Al₂O₃ ละลายได้ทั้งสารสารละลายกรด เช่น สารละลายกรดไฮโดรคลอริก ( HCl ) และสารละลายเบส เช่น สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ ( NaOH ) ( ทำปฏิกิริยากับสารละลายกรดและสารละลายเบสได้ )

เบส

แสดงว่า BeO มีสมบัติเป็นกรด        

               

กรด

แสดงว่า BeO มีสมบัติเป็นเบส

                9. สารประกอบคลอไรด์ของโลหะมีสถานะเป็นของแข็ง มีจุดหลอมเหลว จุดเดือดสูง เพราะเป็นสารประกอบไอออนิก ส่วนสารประกอบคลอไรด์ของอโลหะ ส่วนใหญ่มีสถานะเป็นก๊าซหรือของเหลว มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวต่ำ ส่วนคลอไรด์ของกึ่งโลหะ ( BCl₃ และ SiCl₄ ) มีสถานะเป็นของเหลว มีจุดหลอมเหลว จุดเดือดต่ำ เพราะคลอไรด์ของอโลหะและของกึ่งโลหะเป็นสารประกอบโคเวเลนต์

                10. สารประกอบคลอไรด์ของโลหะมีสมบัติเป็นกลางหรือกรด ( คลอไรด์ของหมู่ IA และ IIA เป็นกลาง ยกเว้น BeCl₂ ซึ่งเป็นสารประกอบโคเวเลนต์เป็นกรด และคลอไรด์ของโลหะหมู่ IIIA เป็นกรด ) ส่วนคลอไรด์ของอโลหะมีสมบัติเป็นกรด

                11. แนวโน้มความเป็นกรดและความเป็นเบสของสารประกอบออกไซด์ในตารางธาตุ คือ ความเป็นกรดเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวาภายในคาบเดียวกัน และความเป็นกรดลดลงจากบนลงล่างภายในหมู่เดียวกัน ส่วนความเป็นเบสลดลงจากซ้ายไปขวาภายในคาบเดียวกันและเพิ่มขึ้นจากบนลงล่างภายในหมู่เดียวกัน ( แนวโน้มความเป็นกรดของสารประกอบออกไซด์ เหมือนแนวโน้มของความเป็นอโลหะ ส่วนแนวโน้มความเป็นเบสของสารประกอบออกไซด์เหมือนแนวโน้มของความเป็นโลหะ )

ตาราง แสดงสมบัติของสารประกอบคลอไรด์ของธาตุคาบที่ 2 และคาบที่ 3

 

ตาราง  แสดงสมบัติของสารประกอบออกไซด์ของธาตุคาบที่ 2 และคาบที่ 3