3.2k likes | 6.1k Views
กิจกรรมการเรียนการสอน. เรื่อง ตารางธาตุและสมบัติของธาตุ. วิชา เคมี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4. คำนำ.
E N D
กิจกรรมการเรียนการสอนกิจกรรมการเรียนการสอน เรื่อง ตารางธาตุและสมบัติของธาตุ วิชา เคมี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4
คำนำ กิจกรรมการเรียนการสอน เรื่อง ตารางธาตุและสมบัติของตารางธาตุเป็นบทเรียนอิเล็กทรอนิกส์ที่เหมาะสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนปลายเพื่อใช้ในการเรียนรู้และความเพลิดเพลิน ผู้จัดทำหวังว่ากิจกรรมการเรียนการสอน เรื่องตารางธาตุและสมบัติของตารางธาตุจะมีประโยชน์ต่อท่านผู้อ่านไม่มากก็น้อย หากมีข้อผิดพลาดประการใดก็ขออภัยมา ณ ที่นี้ด้วย
สารบัญ จุดประสงค์ 4 เกม เติมความรู้ คู่ความจำ 5 บทเรียน เรื่องตารางธาตุ 9 เกมสี่ตัวเลือก 80 เกมเศรษฐี 112 เกม ทายซิใครเอ่ย? 155 แหล่งอ้างอิง 165
จุดประสงค์การเรียนรู้จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. บอกแนวคิดของนักวิทยาศาสตร์ในยุคต่าง ๆ เกี่ยวกับการจัดธาตุเป็นหมวดหมู่พร้อมทั้งระบุปัญหาของการจัดได้ 2. บอกจำนวนหมู่ จำนวนคาบ และจำนวนธาตุของแต่ละคาบในตารางธาตุได้ 3. บอกเลขหมู่ และเลขคาบเมื่อทราบเลขอะตอมของธาตุได้ 4. เรียกชื่อธาตุและเขียนสัญลักษณ์ของธาตุ เมื่อทราบเลขอะตอมของธาตุตามระบบ IUPAC ได้
ก่อนเข้าสู่บทเรียนลองมาทดสอบความรู้ก่อนนะค่ะก่อนเข้าสู่บทเรียนลองมาทดสอบความรู้ก่อนนะค่ะ เกม เติมความรู้ คู่ความจำ
วิธีการเล่นเกม 1.เมื่อเห็นโจทย์แล้วตอบคำถาม 2เฉลยปรากฎขึ้นมา
จงตอบคำถามต่อไปนี้ให้ถูกต้องจงตอบคำถามต่อไปนี้ให้ถูกต้อง 1.ธาตุในตารางสามารถแบ่งออกได้เป็นกี่แบบ กี่กลุ่มอะไรบ้าง........................................................................................... มี 3 กลุ่ม คือ โลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ 2.ธาตุชนิดใดที่มีคุณสมบัติเป็นโลหะ แต่มีสถานะเป็นของเหลว ณ อุณหภูมิห้อง......................................................................... ปรอท 1 3.H มีเลขออกซิเดชันเท่ากับเท่าใด...................................... ก๊าซเฉื่อยหรือก๊าซมีตระกูล 4.ธาตุหมู่ 8A มีชื่อเรียกว่า................................................ ธาตุแทรนซิชัน 5.ธาตุหมู่ B มีชื่อเรียกว่า................................................... โลหะแอลคาไลน์เอิร์ท 6.ธาตุหมู่ 2A มีชื่อเรียกว่า.................................................
7.EN (Electronegativity) คือ.................................................................................................................................................................................... ค่าที่แสดงถึงความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะของอะตอมของธาตุต่างๆที่รวมกันเป็นสารประกอบ 8.แสดงการจัดเรียงอิเล็กตรอนของ O........................................ 9.เพราะเหตุใดธาตุ Al จึงมีค่า IE1 ต่ำกว่า IE1 ของ Mg ทั้งๆที่ Al เล็กกว่า Mg.................................................................................. เพราะ Mg มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่เสถียรกว่า Al 10.กฎพีริออดิก เป็นกฎการจัดเรียงธาตุของใคร .......................................................................................................... ดิมิทร์อิวาโนวิช เมนเดเลเอฟ(DimitriIvanovich)
ตารางธาตุ Periodic Table
ตารางธาตุ วิวัฒนาการของตารางธาตุ ตารางธาตปัจจุบัน ธาตุ Representative element ธาตุทรานซิชัน ธาตุทรานซิชันชั้นใน โยฮันน์ เดอเบอไรเนอร์ จอห์น นิวแลนด์ส แลนทาไนด์ แอคทิไนด์ การจัดเรียงอิเล็กตรอน เมนเดเลเอฟ จำนวนระดับพลังงาน เวเลนซ์อิเล็กตรอน คาบ หมู่ โลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ
การศึกษาเกี่ยวกับตารางธาตุการศึกษาเกี่ยวกับตารางธาตุ ตารางธาตุ (Periodic Table) คือ ตารางที่รวบรวมธาตุต่าง ๆ เข้าเป็นหมวดหมู่ ตามสมบัติที่เหมือนๆ กัน ไว้เป็นพวกเดียวกัน เพื่อสะดวกในการจดจำและศึกษา โดยแบ่งธาตุทั้งหมดออกเป็นหมู่และคาบ
1780-1849 Johann Dobereiner Johann Dobereinerจัดเรียงธาตุเป็นหมวดหมู่ โดยนำธาตุที่มีสมบัติคล้ายกันมาจัดไว้ในหมู่เดียวกัน หมู่ละ 3 ธาตุ เรียงตามมวลอะตอมจากน้อยไปมาก และธาตุแต่ละหมู่มวลอะตอมที่อยู่ตรงกลางจะเป็นค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมของอีก 2 ธาตุ โดยประมาณ กฎนี้เรียกว่า Law of Triads Ca Sr Ba (40 + 137) ÷ 2 = 8840 88 137
1837-1898 John Newlands John Newlandsได้จัดธาตุต่าง ๆ เป็นตารางธาตุ โดยพยายามเรียงลำดับตามมวลอะตอมจากน้อยไปมากเป็นแถวตามแนวนอน สมบัติของธาตุจะมีสมบัติคล้ายกันเป็นช่วง ๆ ของธาตุที่ 8 ตารางธาตุแบบนี้มีข้อจำกัดคือใช้ได้กับ 20 ธาตุแรกเท่านั้น
1834-1907 Dimitri Mendeleev Dmitri Ivanovich Mendeleevได้เสนอการจัดตารางธาตุออกมาในลักษณะคล้าย ๆ กัน โดยพบว่าสมบัติต่าง ๆ ของธาตุสัมพันธ์กับมวลอะตอมของธาตุ ตาม Periodic Law คือ “ สมบัติของธาตุเป็นไปตามมวลอะตอมของธาตุโดยเปลี่ยนแปลงเป็นช่วง ๆ ตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น”
1834-1907 Dimitri Mendeleev ตาราง เปรียบเทียบสมบัติของธาตุเอคาซิลิคอนกับเจอร์เมเนียมที่ทำนายและที่ค้นพบ
1887-1915 Henry Moseley Henry Moseleyได้จัดเรียงธาตุตามเลขอะตอมจากน้อยไปหามาก ดังนั้นในปัจจุบัน Periodic Law มีความหมายว่า “สมบัติต่าง ๆ ของธาตุจะขึ้นอยู่กับเลขอะตอมของธาตุนั้น และขึ้นอยู่กับการจัดอิเล็กตรอนของธาตุเหล่านั้น” He was able to derive the relationship between x-ray frequency and number of protons
The Father of the Periodic Table? Dmitri Mendeleev (1834-1907) Lothar Meyer (1830-1895)
แนวคิดการจัดเรียงธาตุของ Meyer เรียงตามจำนวนอิเล็กตรอนวงนอก (valence electron) และปริมาตรของอะตอมซึ่งสัมพันธ์กับขนาดของอะตอม
ชื่อเฉพาะตามหมู่ หมู่ IA: โลหะอัลคาไล (alkali metals) หมู่ IIA : โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท (alkaline earth metals) หมู่ VIA: chalcogens หมู่ VIIA: เฮโลเจน (halogens) หมู่ O: แก๊สมีตระกูล (noble gases)
แนวโน้มของสมบัติตามตารางธาตุแนวโน้มของสมบัติตามตารางธาตุ ขนาดของอะตอม • -ถ้าเลขควอนตัมหลักเพิ่มขึ้น ขนาดของออร์บิทัลจะเพิ่มขึ้น • -ขนาดอะตอมใหญ่ขึ้นจากบนลงล่าง (ธาตุหมู่เดียวกัน) • -ขนาดอะตอมเล็กลงจากซ้ายไปขวา • -ปัจจัยที่มีผลต่อขนาดอะตอม • เลขควอนตัมหลักn • แรงดึงดูดระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนวงนอกสุด
การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุดการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุด d block s block p block f block
ns2np6 ns1 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ns2 d10 d1 d5 4f 5f การจัดเรียงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดของธาตุ
ชื่อทั่วไปของธาตุในแต่ละหมู่(Group)ชื่อทั่วไปของธาตุในแต่ละหมู่(Group)
ธาตุที่เป็นโลหะ(Metal Elements)
ธาตุที่เป็นอโลหะ(Non-Metal Elements)
ธาตุที่เป็นกึ่งโลหะ(Semimetal Elements)
การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่
การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่ การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบในยุคแรกจะใช้ชื่อนักวิทยาศาสตร์ที่ค้นพบ ธาตุบางธาตุถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคณะ ทำให้มีชื่อเรียกและสัญลักษณ์ต่างกัน
การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่ การที่คณะนักวิทยาศาสตร์ต่างคณะตั้งชื่อแตกต่างกัน ทำให้เกิดความสับสน International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)จึงได้กำหนดระบบการตั้งชื่อขึ้นใหม่ โดยใช้กับชื่อธาตุที่มีเลขอะตอมเกิน 100 ขึ้นไป ทั้งนี้ให้ตั้งชื่อธาตุโดยระบุเลขอะตอมเป็นภาษาละติน แล้วลงท้ายด้วย -ium ระบบการนับเลขในภาษาละตินเป็นดังนี้ 0 = nil (นิล) 1 = un (อุน) 2 = bi (ไบ) 3 = tri (ไตร) 4 = quad (ควอด) 5 = pent (เพนท์) 6 = hex (เฮกซ์) 7 = sept (เซปท์) 8 = oct (ออกตฺ) 9 = enn (เอนน์)
การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่ ตัวอย่างที่1 จงอ่านชื่อตามระบบ IUPAC พร้อมทั้งเขียนสัญลักษณ์ของธาตุต่อไปนี้ 1. ธาตุที่ 106 =_________________________________สัญลักษณ์___________ 2. ธาตุที่ 208 =_________________________________สัญลักษณ์___________ 3. ธาตุที่ 119 =_________________________________สัญลักษณ์___________ 4. ธาตุที่ 135 =_________________________________สัญลักษณ์___________ 5. ธาตุที่ 374 =_________________________________สัญลักษณ์___________ ตัวอย่างที่2 ธาตุที่มีสัญลักษณ์ต่อไปนี้มีเลขอะตอมเท่าไร 1. Unh =________________ 2. Uno =_________________
ตัวอย่างสีของเปลวไฟที่ได้จากการเผาสารประกอบตัวอย่างสีของเปลวไฟที่ได้จากการเผาสารประกอบ Cu2+ Sr2+ Na+ Ba 2+ Li+ K+
ขนาดของอะตอม • เมื่อเลขควอนตัมหลักเพิ่มขึ้น ระยะทางจากนิวเคลียสถึงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดจะมากขึ้น จึงส่งผลให้รัศมีอะตอมมีค่ามากขึ้น • ธาตุในคาบเดียวกัน มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนที่มีเลขควอนตัมหลักเท่ากัน แต่ธาตุด้านขวามือจะมีประจุบวกที่นิวเคลียสเพิ่มขึ้น ดังนั้น แรงดึงดูดระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนวงนอกสุดจึงเพิ่มขึ้น รัศมีอะตอมจึงลดลง
ขนาดของไอออน ขนาดของไอออนขึ้นกับประจุบวกของนิวเคลียส จำนวนอิเล็กตรอน และออร์บิทัลของเวเลนซ์อิเล็กตรอน ไอออนบวกของธาตุใดๆ เป็นการดึงเอาอิเล็กตรอนออกจากอะตอมทำให้มีขนาดรัศมีเล็กลงกว่าอะตอมเดิม ไอออนลบของธาตุใดๆ จะเป็นการเพิ่มจำนวนอิเล็กตรอน ทำให้มีขนาดรัศมีเพิ่มขึ้นจากอะตอมเดิม
ขนาดของไอออน ไอออนที่มีประจุเท่ากัน รัศมีไอออนของหมู่เดียวกันจะเพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง ไอออนที่มีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากัน(isoelectronic series) ถ้าประจุของนิวเคลียสเพิ่มขึ้น รัศมีของไอออนจะมีขนาดเล็กลง เช่น O2- > F- > Na+ > Mg2+ > Al3+
พลังงานไอออไนเซชัน • พลังงานไอออไนเซชันที่หนึ่ง (I1) เป็นพลังงานที่ต้องใช้ในการดึงอิเล็กตรอนตัวแรกออกจากอะตอมอิสระในสถานะแก๊ส • Na(g) Na+(g) + e- • พลังงานไอออไนเซชันที่สอง (I2) เป็นพลังงานที่ต้องใช้ในการดึงอิเล็กตรอนออกจากไอออนที่มีประจุ +1 ในสถานะแก๊ส • Na+(g) Na2+(g) + e- • ค่าพลังงานไอออไนเซชันสูงแสดงว่าการดึงอิเล็กตรอนออกไปทำได้ยาก
พลังงานไอออไนเซชัน พลังงานไอออไนเซชันในแต่ละธาตุ จะมีค่าสูงเพิ่มขึ้นมาก เมื่อเกี่ยวข้องกับการดึงอิเล็กตรอนออกจากสภาวะที่มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนคล้ายแก๊สมีตระกูล
พลังงานไอออไนเซชัน • ค่าพลังงานไอออไนเซชันในหมู่เดียวกันจะลดลงจากบนลงล่าง เนื่องจากธาตุคาบล่างมีอิเล็กตรอนวงนอกสุดที่สามารถดึงออกได้ง่าย • แนวโน้มพลังงานไอออไนเซชันที่หนึ่ง จะเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวาในคาบเดียวกัน เนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ยกเว้นบางธาตุ • ข้อยกเว้น การดึงอิเล็กตรอนจากธาตุที่มีการจัดอิเล็กตรอนแบบบรรจุเต็ม และบรรจุครึ่งออร์บิทัล
พลังงานไอออไนเซชัน • การจัดอิเล็กตรอนแบบบรรจุเต็มและบรรจุครึ่งส่งผลให้อะตอมมีความเสถียรมากกว่า เช่น • การจัดเรียงอิเล็คตรอนแบบs2p3จะเสถียรกว่าการจัดเรียง แบบ s2p4 • การบรรจุเต็มจะเสถียรกว่าบรรจุครึ่ง เช่น • การจัดเรียงอิเล็คตรอนแบบs2p0จะเสถียรกว่าการจัดเรียง แบบ s1p1
พลังงานไอออไนเซชัน การจัดเรียงอิเล็กตรอนของไอออน ไอออนบวก: อิเล็กตรอนที่อยู่ในออร์บิทัลที่มีเลขควอนตัมสูงสุดจะถูกดึงออกไปก่อน: Li (1s2 2s1) Li+ (1s2) Fe ([Ar]3d6 4s2) Fe3+ ([Ar]3d5) ไอออนลบ: จะเติมอิเล็กตรอนในออร์บิทัลที่มีเลขควอนตัมสูงสุด: F (1s2 2s2 2p5) F-(1s2 2s2 2p6)
สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนจะตรงข้ามกับพลังงานไอออไนเซชัน สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนเป็นพลังงานที่เกิดขึ้นเมื่ออะตอมในสถานะแก๊สรับอิเล็กตรอนเกิดเป็นไอออนที่มีประจุ -1 ในสภาพที่เป็นแก๊ส: Cl(g) + e-Cl-(g) สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนสามารถเป็นได้ทั้งการคายพลังงาน (ตัวอย่างข้างบน) หรือเป็นการดูดพลังงาน เช่น Ar(g) + e-Ar-(g)