เฉลย

1. ค.                        2. ข.                        3. ค.                        4. ค.                        5. ข.                        6. ค.

7. ค.                         8. ก.                        9. ค.                        10. ง.                      11. ค.                      12. ก.

13. ค.                     14. ค.                      15. ค.     

แบบทดสอบบทที่ 3 ธาตุและสารประกอบ

1.     ธาตุซึ่งมีเลขอะตอมต่อไปนี้  ข้อใดมีค่า IE₁ เรียงตามลำดับจากน้อยไปหามาก

        ก. 8, 9, 10, 11, 12                                      ข. 12, 11, 10, 9, 8

        ค. 11, 12, 8, 9, 10                                      ง. 10, 9, 8, 12, 11

2.     พิจารณาธาตุ ₃Li , ₄Be , ₅B และ ₆C ค่า IE₃ ของธาตุใดมีค่ามากที่สุด

        ก. Li                   ข. Be              ค. B            ง. C

3.     ธาตุ Li ทำปฏิกิริยากับธาตุ A ในสารประกอบ X ซึ่งทำปฏิกิริยากับน้ำรุนแรงในสารละลายเป็นเบส เลขออกซิเดชันของ A ในสารประกอบ X มีค่าเป็น -1 สารประกอบ X คืออะไร

        ก. Li2O          ข. Li3N           ค. LiH         ง. LiCl

4.     การที่ธาตุแทรนซิชันสามารถเกิดสารประกอบได้หลายอย่าง เพราะ

        ก. มีเวเลนต์อิเล็กตรอนมาก                        ข. เป็นโลหะที่จัดไว้เป็นกลุ่มพิเศษ

        ค. มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า                  ง. พลังงานไอออไนเซชันลำดับ 1-3 มีค่าต่ำ

5.     สารประกอบต่อไปนี้ข้อใดมีสี

        ก. K₂SO₄ , MnCl₂                                        ข. K₂Cr₂O₇ , Fe(OH)₃

        ค. Cl₂O , Co(NO₃)₂                                     ง. Ni(NH₃)²⁺₆ , RbCl

6.    สิ่งที่เหมือนกันในระหว่างธาตุต่าง ๆ ที่อยู่ในหมู่เดียวกันในตารางธาตุ คือ

ก.       มีค่าพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 เท่ากัน

ข.       มีการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนเหมือนกัน

ค.       มีการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนของระดับพลังงานชั้นนอกสุดเหมือนกัน

ง.       มีขนาดใกล้เคียงกันมาก

7.    สารประกอบคลอไรด์ที่มีจุดหลอมเหลวต่ำที่สุด คือ

       ก. NaCl                                                    ข. CaCl₂

       ค. NCl₃                                                     ง. LiCl

8.     เลขออกซิเดชันของซีนอนในสารประกอบใดมีค่าสูงที่สุด

        ก. Na₄XeO₆                      ข. XeOF₄               ค. H₆XeO₆                  ง. XeF₄

9.    ถ้าอะตอมของอาร์เซนิกได้รับ 3 อิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น จะได้อนุภาคที่มีการจัดอิเล็กตรอน เหมือนกับอะไร

       ก. อาร์กอน                                              ข. โบนมีน

       ค. คลิปตอน                                            ง. อันติโมนี

กำหนดเลขอะตอมของธาตุดังนี้

10.    ธาตุที่มีอิเล็กโตรเนกาติวิตีสูงที่สุดและไอออนที่มีขนาดเล็กที่สุดตามลำดับ ที่ถูกต้องควรเป็นข้อใด

         ก.   C,A²⁺                           ข. A,B⁺                   ค. B,C                         ง. C,B⁺

11.    ในกรณีที่พบว่ามีโลหะโซเดียมเหลือใช้จากปฏิกิริยา เมื่อต้องการจะทำลายโลหะโซเดียมให้เป็นสารประกอบที่เฉื่อยลง ท่านควรจะเติมสารใดต่อไปนี้

         ก. น้ำบริสุทธ์                                          ข. น้ำผสมกรดเล็กน้อย

         ค. เอธานอล                                            ง. เฮกเซน

12.    ธาตุใดต่อไปนี้มีความว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยามากที่สุด

         ก. F₂                                                        ข. O₂

         ค. Na                                                      ง. Cl₂

13.    สาร A เป็นธาตุมีสมบัตินำไฟฟ้าได้ ทั้งซัลไฟด์และคลอไรด์ของ A เป็นของเหลวที่ไม่ละลายในน้ำ สาร A ควรเป็นธาตุใด

         ก. Ca                                  ข. N                         ค. C                          ง. Sn

14.    เมื่อนำ CaO ไปละลายน้ำ จะได้สารใดเป็นผลิตภัณฑ์

         ก. CaOH                           ข. H₂                         ค. Ca(OH)₂                 ง. O₂

15.    ข้อใดเป็นประโยชน์ของสารประกอบคลอไรด์

         ก. ใช้ฆ่าเชื่อโรค                                     ข. ใช้ในอุตสาหกรรมฟอกสี

         ค. ใช้เป็นตัวทำละลาย                            ง. ถูกทั้งข้อ ก. ข. และ ค.

สมบัติของธาตุแทรนซิชัน

สมบัติของธาตุแทรนซิชัน ธาตุแทรนซิชันมีสมบัติคล้ายคลึงกันทั้งในแนวนอนและแนวดิ่ง  ซึ่งทุกธาตุต่างเป็นพวกโลหะ  แต่มีความแตกต่างหมู่  IA  และหมู่  IIA  หลายประการดังนี้

1. ธาตุแทรนซิชัน  เป็นโลหะซึ่งส่วนใหญ่มีจุดหลอมเหลว  จุดเดือด  และความหนาแน่นสูง

2. เวเลนต์อิเล็กตรอนของธาตุแทรนซิชันในคาบที่  4  เท่ากับ  2  ยกเว้นโครเมียม  กับทองแดง  ซึ่งมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ  1

3. อิเล็กตรอนในระดับพลังงานถัดเข้ามานับจากระดับพลังงานของเวเลนซ์อิเล็กตรอน  ส่วนใหญ่มีจำนวนไม่เท่ากัน  ส่วนของธาตุหมู่   IA  และหมู่  IIA  ในคาบเดียวกันมีจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานถัดเข้ามาเท่ากับ  8

4. รัศมีอะตอมมีขนาดใกล้เคียงกันและมีแนวโน้มลดลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้นตามคาบ

5. ความหนาแน่นมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามคาบ

6. ธาตุแทรนซิชันมีสมบัติคล้ายคลึงกันตามคาบมากกว่าธาตุอื่นๆ  ในตารางธาตุ

นอกจากสมบัติที่ธาตุแทรนซิชันแตกต่างจากโลหะหมู่  IA  และหมู่  IIA  แล้ว  ธาตุแทรนซิชันยังมีสมบัติพิเศษที่เด่นชัดอีกหลายประการ  ดังนี้

1. โลหะแทรนซิชันเป็นตัวนำไฟฟ้าและนำความร้อนที่ดี  โดยเฉพาะอย่างยิ่งธาตุในหมู่  IB  คือ  ทองแดง  เงิน  และทอง

2. รัศมีอะตอมของธาตุแทรนซิชันโดยทั่วไปมีขนาดลดลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น  แต่รัศมีอะตอมของธาตุต่างๆ  จากโครเมียม  (Cr)  ถึงทองแดง   (Cu)  มีขนาดใกล้เคียงกันมาก  ทั้งนี้เนื่องจากแม้ว่าธาตุในแถวเดียวกันจะมีประจุในนิวเคลียสเพิ่มขึ้นซึ่งทำให้หมอกอิเล็กตรอนเล็กลงก็ตาม  แต่อิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อยมีจำนวนมากขึ้นและมีแรงต้านกับการหดขนาดของหมอกอิเล็กตรอน  จึงทำให้ขนาดอะตอมของธาตุแทรนซิชันไม่ค่อยเปลี่ยนแปลงมากนัก  และจะลดลงอย่างช้า ๆ เท่านั้น

3. พลังงานไอออไนเซชันลำดับที่  1  ที่เปลี่ยนแปลงอย่างไม่สม่ำเสมอเป็นผลจากการต้านกันระหว่างประจุของนิวเคลียสที่เพิ่มขึ้น  กับการเพิ่มอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อย

4. มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า  ยกเว้น  IIIB  และหมู่  IIB  ซึ่งเกิดสารประกอบที่มีเลขออกซิเดชัน  +3  และ  +2  ตามลำดับ  ส่วนธาตุแทรนซิชันอื่น ๆ สามารถแสดงเลขออกซิเดชันร่วมกันเป็นอย่างน้อย

5. สารประกอบส่วนมากของธาตุแทรนซิชันมีสี  (ยกเว้นหมู่  IIIB)

6. มีแนวโน้มเกิดสารประกอบเชิงซ้อน (Complex  compounds)   ได้ง่ายกว่าธาตุหมู่  IA  และหมู่  IIA

พันธะโลหะ

พันธะโลหะ (อังกฤษ: Metallic bonding) เป็นพันธะภายในโลหะซึ่งเกี่ยวข้องกับ การเคลื่อนย้าย อิเล็กตรอน อิสระระหว่างแลตทิซของอะตอมโลหะ ดังนั้นพันธะโลหะจึงอาจเปรียบได้กับเกลือที่หลอมเหลว อะตอมของโลหะมีอิเล็กตรอนพิเศษเฉพาะในวงโคจรชั้นนอกของมันเทียบกับคาบ (period) หรือระดับพลังงานของพวกมัน อิเล็กตรอนที่เคลื่อนย้ายเหล่านี้เปรียบได้กับทะเลอิเล็กตรอน(Sea of Electrons) ล้อมรอบแลตทิชขนาดใหญ่ของไอออนบวก ยังไม่สามารถเขียนเป็นสูตรทางเคมีได้ เพราะไม่ทราบจำนวนอะตอมที่แท้จริง พันธะโลหะอาจจะมีเป็นล้าน ๆ อะตอมก็ได้

พันธะโลหะเทียบได้กับพันธะโควาเลนต์ที่เป็น นอน-โพลาร์ ที่จะไม่มีในธาตุโลหะบริสุทธ์ หรือมีน้อยมากในโลหะผสม ความแตกต่าง อิเล็กโตรเนกาทิวิตีระหว่างอะตอม ซึ่งมีส่วนในปฏิกิริยาพันธะ และอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาจะเคลื่อนย้ายข้ามระหว่างโครงสร้างผลึกของโลหะ

พันธะโลหะเป็นแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต (electrostatic attraction) ระหว่างอะตอม หรือไออนของโลหะ และอิเล็กตรอนอิสระ(delocalised electrons) นี่คือเหตุว่าทำไมอะตอมหรือชั้นของมันยอมให้มีการเลื่อนไถลไปมาระหว่างกันและกันได้ เป็นผลให้โลหะมีคุณสมบัติที่สามารถตีเป็นแผ่นหรือดึงเป็นเส้นได้

พันธะไอออนิก

พันธะไอออนิก (อังกฤษ: Ionic bonding) เป็นพันธะเคมีชนิดหนึ่ง เกิดจากที่อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมสร้างพันธะกันโดยที่อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมให้อิเล็กตรอนกับอะตอมหรือกลุ่มของอะตอม ทำให้กลายเป็นประจุบวก ในขณะที่อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่ได้รับอิเล็กตรอนนั้นกลายเป็นประจุลบ เนื่องจากทั้งสองกลุ่มมีประจุตรงกันข้ามกันจะดึงดูดกัน ทำให้เกิดพันธะไอออน โดยทั่วไปพันธะชนิดนี้มักเกิดขึ้นระหว่างโลหะกับอโลหะ โดยอะตอมที่ให้อิเล็กตรอนมักเป็นโลหะ ทำให้โลหะนั้นมีประจุบวก และอะตอมที่รับอิเล็กตรอนมักเป็นอโลหะ จึงมีประจุลบ ไอออนที่พันธะไอออนมีความแข็งแรงมากกว่าพันธะไฮโดรเจน แต่แข็งแรงพอ ๆ กับพันธะโคเวเลนต์

พันธะโคเวเลนต์

พันธะโคเวเลนต์ (อังกฤษ: Covalent bond) คือพันธะเคมี ภายในโมเลกุลลักษณะหนึ่ง พันธะโคเวเลนต์เกิดจากอะตอมสองอะตอมใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนหนึ่งคู่หรือมากกว่าร่วมกัน ทำให้เกิดแรงดึงดูดที่รวมอะตอมเป็นโมเลกุลขึ้น อะตอมมักสร้างพันธะโคเวเลนต์เพื่อเติมวงโคจรอิเล็กตรอนรอบนอกสุดให้เต็ม ดังนั้น อะตอมที่สร้างพันธะโคเวเลนต์จึงมักมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่มาก เช่น ธาตุหมู่ VI และหมู่ VII เป็นต้น พันธะโคเวเลนต์แข็งแรงกว่าพันธะไฮโดรเจนและมีความแข็งแรงพอ ๆ กับพันธะไอออนิก

พันธะโคเวเลนต์มักเกิดขึ้นระหว่างอะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาทิวิตีใกล้เคียงกัน ธาตุอโลหะมีแนวโน้มที่จะสร้างพันธะโคเวเลนต์มากกว่าธาตุโลหะซึ่งมักสร้างพันธะโลหะ เนื่องจากอิเล็กตรอนของธาตุโลหะสามารถเคลื่อนอย่างอิสระ ในทางกลับกัน อิเล็กตรอนของธาตุอโลหะไม่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระนัก การใช้อิเล็กตรอนร่วมกันจึงเป็นทางเลือกเดียวในการสร้างพันธะกับธาตุที่มีสมบัติคล้าย ๆ กัน อย่างไรก็ดี พันธะโคเวเลนต์ที่มีโลหะนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเร่งปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น พันธะโคเวเลนต์ระหว่างสารอินทรีย์กับโลหะเป็นเครื่องมือสำคัญของกระบวนการสร้างพอลิเมอร์หลายๆ กระบวนการ เป็นต้น

แบบจำลองอะตอมของดอลตัน

ปรากฏเป็นหลักฐานว่า  นักปราชญ์กรีกชื่อ เดโมคริตุส ( Democritus ) ได้ให้ความคิดเห็นเกี่ยวกับโครงสร้างของสสารไว้เป็นครั้ง  แรกเมื่อราว 400ปีก่อนค.ศ. เขากล่าวว่าสสารทุกชนิดประกอบด้ยอนุภาค ทั้งนี้เพราะเขาได้ลองทุบเกลือเม็ดให้แตกออกเป็นชิ้นเล็กๆได้ และเขาเกิดความคิดว่า ถ้าเขาทุบเศษเกลือชิ้นเล็กๆเหล่านั้นให้แตกออกไปอีก ก็คงจะได้เศษเกลือชิ้นเล็กลงไปอีก ดังนี้เรื่อยๆไปจนถึงชิ้นที่เล็กที่สุด ซึ่งไม่สามารถจะทุบให้แตกออกไปอีกได้ เขาเรียกชิ้นของสสารที่เล็กที่สุดนี้ว่า อะตอม ( Atom )
             แต่เดโมคริตุสไม่เคยทดสอบความคิดเห็นอันนี้และไม่ได้พยายามทดสอบด้วยจนกระทั่งถึงต้นคริสตวรรษที่ 18 คือ ปี ค.ศ. 1804นักวิทยาศาสตร์ในประเทศอังกฤษ คือ  จอห์น ดอลตัน ( John Dalton ) ได้ทำการทดลองเคมีหลายอย่างโดยเฉพาะที่เกี่ยวกับเรื่องก๊าซ เขาเป็นคนแรกที่เชื่อว่า ถ้าได้ศึกษาจนทราบธรรมชาติและสมบัติของอะตอมแล้ว จะสามารถอธิบายปรากฏการณ์เคมี และกฎต่างๆ ได้มากมาย เขาพยายามหาเหตุผลว่าทำไมผลการทดลองจึงปรากฏออกมาเช่นนั้น ในที่สุดก็คิดว่า น่าจะเป็นเพราะอนุภาคของก๊าซ      ต่างๆมีที่ว่างระหว่างมันอยู่ จงทำให้ก๊าซต่างๆในอากาศผสมกันจนเป็นเนื้อเดียวกันได้ เมื่ออากาศละลายลงไปในน้ำและมองไม่เห็น อากาศแยกตัวอยู่ก็คงด้วยเหตุผลเดียวกน คืออนุภาคของอากาศเข้าไปแทรกแซงอยู่ระหว่างอนุภาคของน้ำ และการที่ก๊าซต่างๆชนิดละลายน้ำจำนวนจำกันเฉพาะตัวก็เพราะการละลายได้มาน้อยขึ้นอยู่กับน้ำหนัก และจำนวนของอนุภาคของก๊าซนั้นๆ  ซึ่งมีข้อความสำคัญสรุปได้ดังนี้
    -  สารประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กเรียกว่าอะตอม แบ่งแยกไม่ได้และสร้างขึ้นหรือทำลายให้สูญหายไปไม่ได้    -  อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีมวลเท่ากัน มีสมบัติเหมือนกัน แต่จะแตกต่างจากอะตอมของธาตุอื่น    -  สารประกอบเกิดจากการรวมตัวของอะตอมของธาตุตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป มีอัตราส่วนการรวมตัวเป็นตัวเลขอย่างง่าย
    -  อะตอมของธาตุสองชนิดอาจรวมตัวกันด้วยอัตราส่วนต่างๆ กัน เกิดเป็นสารประกอบได้หลายชนิด                   ต่อจากสมัยของดอลตันได้มีการทดลองที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมเพิ่มมากขึ้นและมีบางเรื่องที่ไม่สอดคล้องกับแนวคิดของดอลตันเช่น  พบว่าอะตอมประกอบด้วยอนุภาคย่อยๆ และอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันก็มีมวลแตกต่างกันได้  นอกจากนี้ยังมีบางเรื่องที่ใช้แนวคิดของ ดอลตันอธิบายไม่ได้   เช่น ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในหลอดรังสีแคโทด ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์คนต่อๆ มาจึงได้พยายามค้นคว้าเพิ่มเติมเพื่อสร้างแบบจำลองอะตอมขึ้นใหม่  เราจะศึกษาต่อไปว่านักวิทยาศาสตร์สร้างแบบจำลองของอะตอมไว้อย่างไรบ้าง  เพราะเหตุใดแบบจำลองของอะตอม  จึงมีผู้เสนอไว้หลายแบบ

รูป แบบจำลองของดอลตัน