การทำนายแนวโน้มสมบัติของธาตุในตารางธาตุ (ตะลุยโจทย์)

การทำนายแนวโน้มและสมบัติตามตารางธาตุ

1. ขนาดอะตอม

ขนาดอะตอม (Atomic Radius) การบอกขนาดอะตอม จะบอกด้วย  “รัศมีอะตอม” โดยจะแบ่งประเภทของรัศมีอะตอมดังนี้ 

1) รัศมีโคเวเลนต์ (Covalent radius) คือ ระยะทางครึ่งหนึ่งของความยาวพันธะโคเวเลนต์ (พันธะเดี่ยว) ระหว่างอะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน

2) รัศมีแวนเดอร์วาลส์ (Van der Waals radius) คือ ระยะทางครึ่งหนึ่งของระยะห่างระหว่างนิวเคลียสของอะตอมที่อยู่ใกล้ที่สุด

3) รัศมีโลหะ (Metallic radius) คือ ระยะทางครึ่งหนึ่งขอ

ธาตุในหมู่เดียวกัน เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น ขนาดอะตอมจะใหญ่ขึ้น  เพราะเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น จะมีจำนวนระดับพลังงานเพิ่มขึ้น แม้ว่าจำนวนโปรตอนจะเพิ่มขึ้นด้วยก็ตาม แต่แรงดึงดูดต่อเวเลนซ์อิเล็กตรอนมีน้อย จึงทำให้ขนาดใหญ่ขึ้น กล่าวได้ว่ากรณีนี้การเพิ่มระดับพลังงานมีผลมากกว่าการเพิ่มจำนวนโปรตอน

    ธาตุในคาบเดียวกัน เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น ขนาดอะตอมจะเล็กลง  เนื่องจากธาตุในคาบเดียวกันมีจำนวนระดับพลังงานเท่ากัน แต่เมื่อเลขอะตอมเพิ่ม จำนวนโปรตอนจะเพิ่มขึ้นด้วย แรงดึงดูดระหว่างนิวเคลียสกับเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ขนาดจึงลดลง

2. รัศมีไอออน

การเกิดเป็นไอออนของโลหะ โลหะจะเกิดเป็นไอออนบวก จำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมลดลง ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนก็ลดลงด้วย ทำให้แรงดึงดูดระหว่างโปรตอนในนิวเคลียสกับเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ขนาดไอออนจึงเล็กกว่าขนาดอะตอมเดิม

การเกิดเป็นไอออนของอโลหะ อโลหะจะเกิดเป็นไอออนลบจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมเพิ่มขึ้น ทำให้แรงผลักระหว่างอิเล็กตรอนกับอิเล็กตรอน ที่เคลื่อนที่รอบนิวเคลียสเพิ่มขึ้นขอบเขตของกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนขยายออกไปจากเดิม ขนาดไอออนจึงใหญ่กว่าขนาดอะตอมเดิม

3. พลังงานไอออไนเซชัน

พลังงานปริมาณที่น้อยที่สุดที่ทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอม หรือไอออนในสถานะแก๊ส เรียกว่า พลังงานไอออไนเซชัน เขียนย่อเป็น IE

อะตอมใดมีขนาดเล็ก จะทำให้ดึง e- ออกยาก     ⇒    IE สูง

อะตอมใดมีขนาดใหญ่ จะทำให้ดึง e- ออกง่าย     ⇒    IE ต่ำ

แนวโน้มของค่า IE ของธาตุตามหมู่และคาบในตารางธาตุ

ตามหมู่ ค่า IE เพิ่มขึ้น เมื่อเลขอะตอมลดลง

ตามคาบ ค่า IE เพิ่มขึ้น เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น