ตารางธาตุ

ในปัจจุบันแบ่งธาตุออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ ได้แก่

1. ธาตุเรพรีเซนเททีฟ (Representative elements)

2. ธาตุแทรนซิชัน (Transition elements)

คุณสมบัติของธาตุเรพรีเซนเททีฟ

ซึ่งเป็นธาตุกลุ่ม A (ตั้งแต่ IA ถึง VIIIA) การจัดเรียงธาตุตามเลขอะตอมทำให้

เมื่อพิจารณาสมบัติตามตารางธาตุสามารถสรุปได้ ดังรูปต่อไปนี้

1. ความเป็นโลหะและอโลหะของธาตุ

   เป็นคุณสมบัติการรับหรือให้อิเล็กตรอนของธาตุ ธาตุโลหะสามารถให้อิเล็กตรอนได้ดี ส่วนธาตุที่เป็นอโลหะสามารถรับอิเล็กตรอนได้ดี เมื่อพิจารณาธาตุหมู่ที่ IIIA จะสังเกตเห็นเส้นขั้นบันไดซึ่งแสดงสมบัติความเป็นโลหะและอโลหะ ธาตุทางด้านซ้ายของเส้นขั้นบันไดจะมีสมบัติความเป็นโลหะ ธาตุบริเวณเส้นขั้นบันไดจะมีสมบัติเป็นกึ่งโลหะ และธาตุทางด้านขวาของเส้นขั้นบันไดจะมีสมบัติเป็นอโลหะ ธาตุที่เป็นโลหะจะสูญเสียอิเล็กตรอนได้ง่ายกว่า ดังนั้นสมบัติความเป็นโลหะจะเพิ่มขึ้นจากแนวเส้นขั้นบันไดลงมาที่มุมล่างซ้ายของตารางธาตุ ส่วนความเป็นอโลหะจะเพิ่มขึ้นจากแนวเส้นขั้นบันไดมาที่มุมบนขวาของตารางธาตุ

2. ขนาดของอะตอม

   การบอกขนาดของอะตอมเราจะบอกด้วยรัศมีของอะตอม (Atomic radius) เมื่อพิจารณาธาตุในคาบเดียวกันขนาดอะตอมจะเพิ่มขึ้นจากขวาไปซ้ายตามเลขอะตอมที่ลดลง และจะเพิ่มขึ้นจากบนลงล่างตามระดับชั้นพลังงานที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้จำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ธาตุในคาบเดียวกันจะมีระดับพลังงานเท่ากัน อิเล็กตรอนที่เพิ่มขึ้นส่งผลเกิดแรงดึงดูดระหว่างโปรตอนที่อยู่ในนิวเคลียสมากขึ้นทำให้ขนาดของอะตอมเล็กลง ส่วนธาตุในหมู่เดียวกัน ถ้าชั้นระดับพลังงานเพิ่มขึ้นอิเล็กตรอนที่อยู่ชั้นในทำตัวเสมือนเป็นฉากกั้นทำให้แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอิเล็กตรอนชั้นนอกกับโปรตอนที่นิวเคลียสมีค่าน้อยส่งผลให้ขนาดอะตอมใหญ่ขึ้น

3. ขนาดไอออน

   อะตอมสามารถกลายเป็นไอออนได้เมื่อเสียหรือรับอิเล็กตรอนเข้ามา การเสียหรือรับอิเล็กตรอนเข้ามาส่งผลต่อขนาดของไอออน พิจารณาการทำปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับอโลหะ อะตอมของโลหะจะเสียอิเล็กตรอนให้แก่อะตอมของอโลหะกลายเป็นไอออนบวก อโลหะก็จะรับอิเล็กตรอนจากโลหะแล้วกลายเป็นไอออนลบ การลดลงของอิเล็กตรอนในโลหะส่งผลให้ไอออนของโลหะมีขนาดเล็กลงเนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างประจุในนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ส่วนการเพิ่มขึ้นของอิเล็กตรอนในอโลหะส่งผลให้ไอออนลบของอโลหะมีขนาดใหญ่ขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอิเล็กตรอนในไอออนลบส่งผลให้เกิดการขยายขอบเขตของอิเล็กตรอน แนวโน้มการเพิ่มขึ้นของขนาดไอออนจะเพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง และจะลดลงจากซ้ายไปขวา รัศมีของไอออนบวกจะเล็กว่าไออนลบ

4. พลังงานไอออไนเซชัน (IE)

   เป็นพลังงานน้อยที่สุดที่ทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากอะตอมในสถานแก๊ส ดังนั้นพลังงานนี้บ่งบอกถึงความยากง่ายของการสูญเสียอิเล็กตรอนของธาตุในสถานะแก๊ส ธาตุที่มีหลายอิเล็กตรอนสามารถมีพลังงานไออไนเซชันได้หลายค่า เมื่อพิจารณาพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 ร่วมกับขนาดของอะตอมจะพบว่า ขนาดอะตอมเล็กจะมีแรงดึงดูดระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนมากกว่าทำให้ต้องใช้พลังงานมากกว่าเพื่อทำให้อะตอมสูญเสียอิเล็กตรอน ดังนั้นแนวโน้มพลังงานไอออไนเซชันจะเพิ่มขึ้นจากล่างขึ้นบนและจากซ้ายไปขวาของตารางธาตุ ส่วนธาตุในหมู่แก๊สเฉื่อยจะมีค่าไอออไนเซชันที่สูงเนื่องจากธาตุหมู่นี่มีความเสถียรสูง ดังนั้นต้องใช้พลังงานสูงเพื่อทำให้อะตอมของแก๊สเฉื่อยสูญเสียอิเล็กตรอน

5. สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน (EA)

   เป็นพลังงานที่อะตอมในสถานะแก๊สคายออกมาเมื่อได้รับอิเล็กตรอน ซึ่งจะตรงข้ามกับพลังงานไอออไนเซชัน ธาตุที่มีค่า EA สูงจะแสดงถึงอะตอมของธาตุนั้นสามารถรับอิเล็กตรอนได้ดี เช่น อะตอมของธาตุฟลูออรีนมีค่า EA = 328 kJ/mol ส่วนอะตอมของธาตุ Li มีค่า EA = 59.6 kJ/mol เมื่อพิจารณาแนวโน้นของค่า EA พบว่าค่า EA จะเพิ่มขึ้นจากล่างขึ้นบน และจากซ้ายไปขวาของตารางธาตุ ธาตุอโลหะจะมีแนวโน้มรับอิเล็กตรอนได้ดีกว่าธาตุโลหะจึงทำให้มีค่า EA สูงกว่า

6. อิเล็กโทรเนกาติวิตี้ (EN)

   คือความสามารถของอะตอมในการดึงดูดอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะในโมเลกุลของสาร ค่า EN จะขึ้นอยู่กับขนาดของอะตอม ขนาดอะตอมยิ่งเล็กความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะก็ยิ่งสูง เนื่องจากอะตอมขนาดเล็กจะมีแรงดึงดูดอิเล็กตรอนจากนิวเคลียสสูงกว่า แนวโน้มค่า EN จะเพิ่มขึ้นตามขนาดของอะตอม โดยจะเพิ่มขึ้นจากล่างขึ้นบนและจากซ้ายไปขวาตามตารางธาตุ ธาตุที่เป็นโลหะมีแนวโน้มที่จะถูกดึงดูดอิเล็กตรอนได้ง่ายกว่าธาตุอโลหะ