เวเลนซ์อิเล็กตรอน

เวเลนซ์อิเล็กตรอน

           ในระดับมัธยมศึกษาตอนต้น  นักเรียนทราบแล้วว่าตารางธาตุจัดแบ่งเป็น  18  หมู่  เม่อพิจารณาสมบัติของธาตุต่างๆในแต่ละหมู่พบว่า  2  หมู่ด้านซ้ายมือสุดของตารางธาตุมีสมบัติเป็นโลหะ  เรียกว่า  หมู่  1A  และ  2A  ส่วน  2  หมู่ด้านขวามือสุดของตารางธาตุมีสมบัติเป็น  อโลหะ เรียกว่า  หมู่  7A  และ  8A  ส่วนธาตุในหมู่  3A  ถึง  6A  มีทั้งธาตุที่เป็น อโลหะ เช่น  คาร์บอน  (C)  ไนโตรเจน  (N)  ออกซิเจน  (O)  และ ธาตุกึ่งโลหะ เช่น  โบรอน  (B)  และซิลิคอน  (Si)  เป็นต้น  ส่วน  10  หมู่ที่อยู่ตรงกลางของตารางธาตุ  มีสมบัติทางกายภาพเหมือนโลหะ  แต่มีสมบัติทางเคมีบางประการที่ต่างจากโลหะในหมู่ 1A  และ  2A  นักวิทยาศาสตร์จึงจัดแยกไว้ต่างหาก  และเรียกธาตุใน  10  หมู่นี้ว่า โลหะแทรนซิชัน   (transition  metal)

กิจกรรม 5.4   ความสัมพันธ์ของจำนวนธาตุในแต่ละคาบกับจำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละระดับพลังงาน

           นับจำนวนธาตุที่อยู่ในแต่ละคาบของตารางธาตุ  และนำมาแสดงความสัมพันธ์  (ในรูปของตาราง)  กับจำนวนอิเล็กตรอนมากที่สุดที่มีได้ในแต่ละคาบ

           ผลจากกิจกรรม  5.4   นักเรียนจะพบว่า  จำนวนอิเล็กตรอนมากที่สุดที่มีได้ในแต่ละระดับพลังงานเท่ากับจำนวนธาตุที่มีในคาบนั้นๆ  ดังแสดงในตาราง  5.3

ตาราง  5.3 ความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนธาตุในคาบต่างๆ  กัลอิเล็กตรอนในระดับพลังงานต่างๆ

           เมื่อพิจารณาตารางธาตุจะเห็นว่า  หมู่  1A  มีทั้งหมด  7   ธาตุ  ซึ่งมีเลขอะตอมเป็น  1,3,11,19,37,55  และ  87  ถ้านักเรียนจัดอิเล็กตรอนของแต่ละธาตุเข้าในระดับพลังงานต่างๆ  ตามหลักเกณฑ์ในตาราง  5.2   จะพบว่า  ระดับพลังงานนอกสุดของทุกธาตุในหมู่  1A  มีอิเล็กตรอน  1  อนุภาคเหมือนกันหมด  เรียกว่าธาตุในหมู่  1A  มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ  1  ในทำนองเดียวกัน  ถ้านักเรียนจัดอิเล็กตรอนของธาตุต่างๆ  ในหมู่  2A  ก็จะพบว่าธาตุในหมู่นี้ต่างก๊มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็น  2  และหมู่  3A มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็น  3  เรื่อยไปจนถึงหมู่  8A  ก็มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็น  8  นั่นคือ  จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนของธาตุในหมู่  1A - 8A  มีค่าตรงกับตัวเลขของหมู่นั้นๆ

           เวเลนซ์อิเล็กตรอนของธาตุในแต่ละหมู่มีความสำคัญยิ่งเพราะเป็นตัวบ่งชี้และมีความสัมันธ์กับสมบัติทางกายภาพและเคมีของธาตุในหมู่นั้นๆ  ซึ่งนักเรียนจะได้ศึกษาต่อไป


คำถามท้ายบท

1.   ธาตุที่อยู่ในหมู่เดียวกัน มีสมบัติบางประการที่คล้ายคลึงกันและบางประการแตกต่างกัน เพราะเหตุใด


2.   ธาตุที่มีสัญลักษณ์นิวเคลียสต่อไปนี้ \displaystyle{}_{12}^{24}Mg,{}_{53}^{127} I,{}_{27}^{60}Co และ \displaystyle {}_{88}^{226} Ra มีโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน อย่างละกี่อนุภาค


3.   ธาตุแมกนีเซียม ซิลิคอน ตะกั่ว โบรมีน และคริปทอน มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่าใดและเวเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่ในระดับพลังงานใด

4.   ระบุสมบัติทางกายและทางเคมีที่เด่นๆ ของโลหะและอะโลหะ


5.   ยกตีวอย่างโลหะแทรนซิซันที่ใช้ในชีวิตประจำวัน 3 ชนิด พร้อมทั้งบอกประโยชน์และโทษที่มีต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม


6.   จากข้อมูลในตาราง   ธาตุที่มีอะตอม 11, 16 และ 37 มีสมบัติที่เหมือนและแตกต่างกันอย่างไร อธิบาย