บทเรียนออนไลน์ เรื่องอะตอมและตารางธาตุพื้นฐาน: ตารางธาตุ

วิวัฒนาการตารางธาตุ

ตารางธาตุ หมายถึง ตารางที่นักวิทยาศาสตร์จัดทำขึ้นเพื่อรวบรวมธาตุต่าง ๆ เอาไว้ด้วยกันให้เป็นหมวดหมู่เพื่อสะดวกในการศึกษา

ปี พ.ศ.2360 (ค.ศ.1817) โยฮันน์ เดอเบอไรเนอร์ (Johann Wolfgang Dobereiner) นักเคมีคนแรกที่พยายามจัดธาตุเป็นกลุ่ม กลุ่มละ 3 ธาตุ ตามสมบัติที่คล้ายคลึงกัน เรียกว่า ชุดสาม (Triad) และพบว่า ธาตุกลางจะมีมวลอะตอมเป็นค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมของอีกสองธาตุที่เหลือ

ปี พ.ศ. 2407 (ค.ศ.1864) จอห์น อเล็กซานเดอร์ รีนา นิวแลนด์ (John Alexander Reina Newlands) นักเคมีชาวอังกฤษพบว่าถ้านำธาตุมาเรียงตามมวลอะตอม จากน้อยไปมากแล้ว จะพบว่าธาตุที่ 8 จะมีสมบัติทางเคมีและกายภาพ คล้ายธาตุที่ 1 และจะเกิดขึ้นทุกๆ ช่วงของธาตุที่ 8 เรียกการจัดนี้ว่า Law of Octaves กฎนี้ไม่เป็นที่ยอมรับ เนื่องจากไม่สามารถอธิบายได้ว่า มวลอะตอมกับสมบัติที่คล้ายกันของธาตุนั้นมีความสัมพันธ์กันอย่างไร และกฎนี้ใช้ได้ถึงแคลเซียม (Ca) ที่มีมวลอะตอม 40 เท่านั้น

ปี พ.ศ. 2412 – 2413 (ค.ศ. 1869 – 1870) ดิมิทรี อิวาโนวิช เมนเดเลเอฟ (DmiTri Ivanovich Mendeleev) นักเคมีชาวรัสเซียได้เสนอกฎที่เรียกว่า กฎพิริออดิก ซึ่งเป็นกฎที่สำคัญทางเคมีเกี่ยวกับการจัดตารางธาตุ กฏพิริออดิก กล่าวว่า ถ้าจัดเรียงธาตุตามมวลอะตอมของธาตุจากน้อยไปมากธาตุที่มีสมบัติคล้ายกันจะปรากฎซ้ำกันและอยู่ตรงกันเป็นช่วง ๆ เมนเดเลเอฟได้นำธาตุมาเรียงกันตามมวลอะตอม โดยเว้นที่ว่างสำหรับธาตุที่ยังไม่พบในขณะนั้น แต่คาดว่าน่าจะมีธาตุที่มีสมบัติตามตำแหน่งนั้นอยู่ ต่อมาภายหลังได้มีการค้นพบธาตุมากขึ้น

พ.ศ. 2546 (ค.ศ.1913) เฮนรี่ กวิน เจฟฟรีส์ โมสลีย์ (Henry Gwyn Jeffreys Moseley) พบว่าการเรียงธาตุตามเลขอะตอม (จำนวนโปรตอนหรืออิเล็กตรอน) จะสอดคล้องกับกฎพิริออดิกโดยไม่ต้องสลับที่ธาตุกันเหมือนการเรียงตามมวลอะตอม และได้นำมาใช้การจัดตารางธาตุในปัจจุบัน

สมบัติของธาตุตามหมู่และคาบ

ขนาดอะตอม
การบอกขนาดอะตอมจะบอกโดยใช้รัศมีอะตอม ซึ่งมีค่าเท่ากับครึ่งหนึ่งของระยะระหว่างนิวเคลียสของอะตอมทั้งสองที่มีแรงยึดเหนี่ยวอะตอมไว้ด้วยกันหรือที่อยู่ชิดกัน รัศมีอะตอมมีหลายแบบ ขึ้นอยู่กับชนิดของแรงที่ยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม

– รัศมีโคเวเลนต์ คือ ระยะทางครึ่งหนึ่งของความยาวพันธะโคเวเลนต์ระหว่างอะตอมชนิดเดียวกัน