ตารางธาตุ

ตารางธาตุ เป็นตารางที่แสดงธาตุที่ได้รับการค้นพบแล้ว ทั้งธาตุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ และที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นมา

ตารางธาตุ (Periodic Table) คือ การจัดเรียงธาตุเคมีในรูปแบบของตารางตามโครงสร้าง และคุณสมบัติของธาตุที่คล้ายคลึงกัน หรือที่เรียกว่า "กฎพีริออดิก" (Periodic Law) เพื่อประโยชน์ในการใช้งาน และง่ายต่อการศึกษา ซึ่งการจัดเรียงธาตุตามตารางธาตุยังสามารถอธิบายความสัมพันธ์ของสมบัติธาติต่างๆ รวมถึงการทำนาย หรือคาดการณ์ถึงคุณสมบัติทางเคมี และพฤติกรรมของธาตุที่ยังไม่ถูกค้นพบ หรือได้รับการสังเคราะห์ขึ้นใหม่อีกด้วย

ธาตุ (Element) คือ โครงสร้างพื้นฐานของสสาร เป็นสารบริสุทธิ์ที่ไม่สามารถแยกย่อยได้อีกด้วยกระบวนทางเคมี ธาตุเกิดขึ้นจากการรวมตัวกันของอนุภาคขนาดเล็กที่เรียกว่า "อะตอม" (Atom) ซึ่งธาตุเป็นการรวมตัวกันของอะตอมชนิดเดียวกัน

ภายในอะตอมของธาตุแต่ละตัวนั้น ประกอบไปด้วยอนุภาคมูลฐานขนาดเล็ก ได้แก่ โปรตอน (Proton) ซึ่งมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นบวก อิเล็กตรอน (Electron) ที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นลบ และนิวตรอน (Neutron) ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นกลาง ธาตุแต่ละตัวประกอบขึ้นจากอนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้ โดยมีจำนวนของอนุภาคภายในอะตอมเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติอันเป็นเอกลักษณ์ และความแตกต่างของธาตุแต่ละตัวในธรรมชาติ

การค้นพบตารางธาตุ

ตารางธาตุถูกศึกษา ค้นคว้า และจัดทำขึ้นเป็นครั้งแรก โดยนักเคมีชาวรัสเซีย ดมีตรี อีวาโนวิช เมนเดเลเยฟ (Dmitri Ivanovich Mendeleev) ในปี 1869 ผ่านการจัดเรียงธาตุแต่ละตัวตามโครงสร้างภายในอะตอม ซึ่งการจัดทำตารางธาตุดังกล่าว ดมีตรีสามารถคาดการณ์ถึงธาตุ หรือคุณสมบัติของธาตุตัวต่อไป ทั้งที่ยังไม่ถูกค้นพบอีกด้วย เช่น แกลเลียม (Gallium) ซึ่งดมีตรีคาดเดาคุณสมบัติของธาตุชนิดนี้ไว้ตั้งแต่ในปี 1871 ก่อนแกลเลียมจะถูกค้นพบภายหลังในอีก 4 ปีต่อมา (1875)

ขณะนั้นตารางธาตุได้รับการยอมรับ และถูกตีพิมพ์อย่างแพร่หลาย แต่บนตารางธาตุมีธาตุปรากฎอยู่เพียง 69 ชนิด ก่อนได้รับค้นพบธาตุชนิดใหม่ในภายหลัง ทำให้ตารางธาตุได้รับการพัฒนา และปรับปรุงให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ปัจจุบันมีธาตุมากถึง 119 ธาตุ ตั้งแต่ธาตุที่ 1 (ไฮโดรเจน) ถึงธาตุที่ 118 (ออกาเนสซอน)

ธาตุทั้งหมด 98 ธาตุ พบได้ในธรรมชาติ อีก 16 ธาตุที่เหลือ นับตั้งแต่ธาตุที่ 99 (ไอน์สไตเนียม) จนถึงธาตุที่ 118 (ออกาเนสซอน) ถูกสังเคราะห์ขึ้นในห้องปฎิบัติการทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น ในบรรดาธาตุทั้งหมด 98 ธาตุ ที่พบในธรรมชาตินี้ มีธาตุ 84 ธาตุ ที่เป็นธาตุดึกดำบรรพ์ และที่เหลืออีก 14 ธาตุ ปรากฎในห่วงโซ่ของการสลายตัวของธาตุดึกดำบรรพ์เหล่านั้น ยังไม่มีใครพบธาตุหนักกว่าไอน์สไตเนียม (ธาตุที่ 99) ในรูปธาตุบริสุทธิ์ ในปริมาณที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

การจัดธาตุในตารางธาตุ

ในตารางธาตุมาตรฐาน ธาตุแต่ละตัวถูกจัดเรียงจากซ้ายไปขวา และจากบนลงล่างตามเลขอะตอม หรือจำนวนโปรตรอนในนิวเครียสของธาตุ โดยตารางธาตุในปัจจุบันแบ่างธาตุทั้งหมด 18 หมู่ ตามแนวดิ่ง (Group) โดยธาตุที่มีสมบัติคล้ายกัน จะถูกจัดจำแนกให้อยู่ในหมู่เดียวกัน จากการจัดเรียงเวเลนซ์อิเล็กตรอน (Valence Electron) หรือมีจำนวนอิเล็กตรอนในวงนอกสุดเท่ากัน ทั้ง 18 หมู่ในตารางธาตุมีสัญลักษณ์เป็นตัวเลขโรมัน หรือเลขอารบิก จาก 1 - 18 และตัวอีกษา เช่น IA หรือ 1A

นอกจากนี้ ธาตุในบางหมู่ยังมีชื่อเรียกเฉพาะอีกด้วย เช่น ธาตุหมู่ IA มีชื่อเฉพาะว่า "โลหะแอลคาไล" หรือธาตุหมู่ IIA ที่มีชื่อว่า "โลหะแอลคาไลน์เอิร์ท" ธาตุหมู่ VIIA มีชื่อเฉพาะว่า "ฮาโลเจน" และธาตุหมู่ที่ VIIIA มักถูกเรียกว่า "ก๊าซเฉื่อย" เป็นต้น

ขณะที่อีก 7 คาบ (Period) ในแนวนอน เป็นตัวบ่งบอกจำนวนชั้นของอิเล็กตรอน โดยจำนวนของอิเล็กตรอน และโปรตแอนของธาตุในคาบเดียวกันนี้ จะเพิ่มจำนวนขึ้นทีละหนึ่งชั้น พร้อมทั้งความเป็นโลหะที่ลดลงจากธาตุหมู่ทางด้ายซ้ายไปยังด้านขวาของธาตุ ในขณะที่อิเล็กตรอนจะถูกจัดเรียงในชั้นใหม่ เมื่อชั้นเดิมถูกเรียงจนเต็ม ซึ่งคือการเริ่มต้นของคาบใหม่ในตารางธาตุ

การจัดเรียงเช่นนี้ ทำให้เกิดการวนซ้ำของธาตุที่มีคุณสมบัติทางเคมีที่ใกล้เคียงกันเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น นอกจากนี้เมื่อมีมวลมากขึ้น ธาตุส่วนใหญ่จะไม่สามารถคงความเสถียรไว้ได้ ทำให้ธาตุที่มีเลขอะตอมสูง มักมีโอกาสพบได้น้อยมากในธรรมชาติ

ในตารางธาตุยังมีการแบ่งกลุ่มของธาตุตามสมบัติความเป็นโลหะอีกด้วย โดยมีการจำแนกออกเป็น 3 กลุ่ม คือ
- ธาตุโลหะ (Metals) เป็นกลุ่มธาตุที่นำไฟฟ้า และความร้อนได้ดี อยู่ทางด้านซ้ายของตารางธาตุ หรือหมู่ 1A
- ธาตุกึ่งโลหะ (Metalloids) เป็นกลุ่มธาตุที่นำไฟฟ้าได้ไม่ดีที่อุณหภูมิห้อง แต่จำนำได้ดีขึ้นเมื่อได้รับความร้อนมากขึ้น มีคุณสมบัติของทั้งธาตุในกลุ่มโลหะ และอโลหะ อยู่บริเวณชั้นบันได
- ธาตุอโลหะ (Nonmetals) เป็นกลุ่มธาตุที่ไม่นำทั้งไฟฟ้า และความร้อน อยู่ด้านขวาของตารางธาตุ

ชื่อ และสัญลักษณ์ของธาตุในตารางธาตุ
- ตัวเลขบนมุมซ้ายด้านบน คือ จำนวนโปรตอนภายในอะตอมของธาตุ หรือเลขอะตอม (Atomic Number)
- สัญลักษณ์ตัวอักษรตรงกลาง คือ อักษรย่อของชื่อธาตุ (Abbreviation) ในหลายกรณีสัญลักษณ์ที่มีชื่อภาษาอังกฤษอย่างเช่น ฮีเลียม (Helium) จะใช้ ''He" เป็นตัวแทนสัญลักษณ์ของธาตุ
- ตัวเลขด้านล่าง คือ มวลอะตอม (Atomic Mass) หรือจำนวนโปรตอน และนิวตรอนภายในนิวเครียสของธาตุนั้น

credir: https://ngthai.com/science/25760/periodic-table/

หน้าแรก

บทความ