เรื่อง ตารางธาตุและสมบัติของธาตุ

1. กิจกรรมการเรียนการสอนกิจกรรมการเรียนการสอน เรื่อง ตารางธาตุและสมบัติของธาตุ วิชา เคมี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4

2. คำนำ กิจกรรมการเรียนการสอน เรื่อง ตารางธาตุและสมบัติของตารางธาตุเป็นบทเรียนอิเล็กทรอนิกส์ที่เหมาะสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนปลายเพื่อใช้ในการเรียนรู้และความเพลิดเพลิน ผู้จัดทำหวังว่ากิจกรรมการเรียนการสอน เรื่องตารางธาตุและสมบัติของตารางธาตุจะมีประโยชน์ต่อท่านผู้อ่านไม่มากก็น้อย หากมีข้อผิดพลาดประการใดก็ขออภัยมา ณ ที่นี้ด้วย

3. สารบัญ จุดประสงค์ 4 เกม เติมความรู้ คู่ความจำ 5 บทเรียน เรื่องตารางธาตุ 9 เกมสี่ตัวเลือก 80 เกมเศรษฐี 112 เกม ทายซิใครเอ่ย? 155 แหล่งอ้างอิง 165

4. จุดประสงค์การเรียนรู้จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. บอกแนวคิดของนักวิทยาศาสตร์ในยุคต่าง ๆ เกี่ยวกับการจัดธาตุเป็นหมวดหมู่พร้อมทั้งระบุปัญหาของการจัดได้ 2. บอกจำนวนหมู่ จำนวนคาบ และจำนวนธาตุของแต่ละคาบในตารางธาตุได้ 3. บอกเลขหมู่ และเลขคาบเมื่อทราบเลขอะตอมของธาตุได้ 4. เรียกชื่อธาตุและเขียนสัญลักษณ์ของธาตุ เมื่อทราบเลขอะตอมของธาตุตามระบบ IUPAC ได้

5. ก่อนเข้าสู่บทเรียนลองมาทดสอบความรู้ก่อนนะค่ะก่อนเข้าสู่บทเรียนลองมาทดสอบความรู้ก่อนนะค่ะ เกม เติมความรู้ คู่ความจำ

6. วิธีการเล่นเกม 1.เมื่อเห็นโจทย์แล้วตอบคำถาม 2เฉลยปรากฎขึ้นมา

7. 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.................................................

8. 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)

9. ตารางธาตุ Periodic Table

10. ตารางธาตุ วิวัฒนาการของตารางธาตุ ตารางธาตปัจจุบัน ธาตุ Representative element ธาตุทรานซิชัน ธาตุทรานซิชันชั้นใน โยฮันน์ เดอเบอไรเนอร์ จอห์น นิวแลนด์ส แลนทาไนด์ แอคทิไนด์ การจัดเรียงอิเล็กตรอน เมนเดเลเอฟ จำนวนระดับพลังงาน เวเลนซ์อิเล็กตรอน คาบ หมู่ โลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ

11. การศึกษาเกี่ยวกับตารางธาตุการศึกษาเกี่ยวกับตารางธาตุ ตารางธาตุ (Periodic Table) คือ ตารางที่รวบรวมธาตุต่าง ๆ เข้าเป็นหมวดหมู่ ตามสมบัติที่เหมือนๆ กัน ไว้เป็นพวกเดียวกัน เพื่อสะดวกในการจดจำและศึกษา โดยแบ่งธาตุทั้งหมดออกเป็นหมู่และคาบ

13. 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

14. 1837-1898 John Newlands John Newlandsได้จัดธาตุต่าง ๆ เป็นตารางธาตุ โดยพยายามเรียงลำดับตามมวลอะตอมจากน้อยไปมากเป็นแถวตามแนวนอน สมบัติของธาตุจะมีสมบัติคล้ายกันเป็นช่วง ๆ ของธาตุที่ 8 ตารางธาตุแบบนี้มีข้อจำกัดคือใช้ได้กับ 20 ธาตุแรกเท่านั้น

15. 1834-1907 Dimitri Mendeleev Dmitri Ivanovich Mendeleevได้เสนอการจัดตารางธาตุออกมาในลักษณะคล้าย ๆ กัน โดยพบว่าสมบัติต่าง ๆ ของธาตุสัมพันธ์กับมวลอะตอมของธาตุ ตาม Periodic Law คือ “ สมบัติของธาตุเป็นไปตามมวลอะตอมของธาตุโดยเปลี่ยนแปลงเป็นช่วง ๆ ตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น”

16. 1834-1907 Dimitri Mendeleev ตาราง เปรียบเทียบสมบัติของธาตุเอคาซิลิคอนกับเจอร์เมเนียมที่ทำนายและที่ค้นพบ

17. 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

18. The Father of the Periodic Table? Dmitri Mendeleev (1834-1907) Lothar Meyer (1830-1895)

19. แนวคิดการจัดเรียงธาตุของ Meyer เรียงตามจำนวนอิเล็กตรอนวงนอก (valence electron) และปริมาตรของอะตอมซึ่งสัมพันธ์กับขนาดของอะตอม

20. ตารางธาตุในปัจจุบัน

21. ชื่อเฉพาะตามหมู่ หมู่ IA: โลหะอัลคาไล (alkali metals) หมู่ IIA : โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท (alkaline earth metals) หมู่ VIA: chalcogens หมู่ VIIA: เฮโลเจน (halogens) หมู่ O: แก๊สมีตระกูล (noble gases)

22. แนวโน้มของสมบัติตามตารางธาตุแนวโน้มของสมบัติตามตารางธาตุ ขนาดของอะตอม • -ถ้าเลขควอนตัมหลักเพิ่มขึ้น ขนาดของออร์บิทัลจะเพิ่มขึ้น • -ขนาดอะตอมใหญ่ขึ้นจากบนลงล่าง (ธาตุหมู่เดียวกัน) • -ขนาดอะตอมเล็กลงจากซ้ายไปขวา • -ปัจจัยที่มีผลต่อขนาดอะตอม • เลขควอนตัมหลักn • แรงดึงดูดระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนวงนอกสุด

23. Periodic Table

24. การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุดการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุด d block s block p block f block

25. ns2np6 ns1 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ns2 d10 d1 d5 4f 5f การจัดเรียงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดของธาตุ

26. ชื่อทั่วไปของธาตุในแต่ละหมู่(Group)ชื่อทั่วไปของธาตุในแต่ละหมู่(Group)

27. ธาตุที่เป็นโลหะ(Metal Elements)

28. ธาตุที่เป็นอโลหะ(Non-Metal Elements)

29. ธาตุที่เป็นกึ่งโลหะ(Semimetal Elements)

30. Periodic Classification of the Elements

31. การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่

32. การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม่ การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบในยุคแรกจะใช้ชื่อนักวิทยาศาสตร์ที่ค้นพบ ธาตุบางธาตุถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคณะ ทำให้มีชื่อเรียกและสัญลักษณ์ต่างกัน

33. 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)

34. 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 =_________________

35. ลำดับการค้นพบธาตุ

36. ตัวอย่างสีของเปลวไฟที่ได้จากการเผาสารประกอบตัวอย่างสีของเปลวไฟที่ได้จากการเผาสารประกอบ Cu2+ Sr2+ Na+ Ba 2+ Li+ K+

38. ตารางธาตุ

39. ขนาดของอะตอม • เมื่อเลขควอนตัมหลักเพิ่มขึ้น ระยะทางจากนิวเคลียสถึงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดจะมากขึ้น จึงส่งผลให้รัศมีอะตอมมีค่ามากขึ้น • ธาตุในคาบเดียวกัน มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนที่มีเลขควอนตัมหลักเท่ากัน แต่ธาตุด้านขวามือจะมีประจุบวกที่นิวเคลียสเพิ่มขึ้น ดังนั้น แรงดึงดูดระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนวงนอกสุดจึงเพิ่มขึ้น รัศมีอะตอมจึงลดลง

40. ขนาดของไอออน ขนาดของไอออนขึ้นกับประจุบวกของนิวเคลียส จำนวนอิเล็กตรอน และออร์บิทัลของเวเลนซ์อิเล็กตรอน ไอออนบวกของธาตุใดๆ เป็นการดึงเอาอิเล็กตรอนออกจากอะตอมทำให้มีขนาดรัศมีเล็กลงกว่าอะตอมเดิม ไอออนลบของธาตุใดๆ จะเป็นการเพิ่มจำนวนอิเล็กตรอน ทำให้มีขนาดรัศมีเพิ่มขึ้นจากอะตอมเดิม

42. ขนาดของไอออน ไอออนที่มีประจุเท่ากัน รัศมีไอออนของหมู่เดียวกันจะเพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง ไอออนที่มีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากัน(isoelectronic series) ถ้าประจุของนิวเคลียสเพิ่มขึ้น รัศมีของไอออนจะมีขนาดเล็กลง เช่น O2- > F- > Na+ > Mg2+ > Al3+

43. พลังงานไอออไนเซชัน • พลังงานไอออไนเซชันที่หนึ่ง (I1) เป็นพลังงานที่ต้องใช้ในการดึงอิเล็กตรอนตัวแรกออกจากอะตอมอิสระในสถานะแก๊ส • Na(g)  Na+(g) + e- • พลังงานไอออไนเซชันที่สอง (I2) เป็นพลังงานที่ต้องใช้ในการดึงอิเล็กตรอนออกจากไอออนที่มีประจุ +1 ในสถานะแก๊ส • Na+(g)  Na2+(g) + e- • ค่าพลังงานไอออไนเซชันสูงแสดงว่าการดึงอิเล็กตรอนออกไปทำได้ยาก

44. พลังงานไอออไนเซชัน พลังงานไอออไนเซชันในแต่ละธาตุ จะมีค่าสูงเพิ่มขึ้นมาก เมื่อเกี่ยวข้องกับการดึงอิเล็กตรอนออกจากสภาวะที่มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนคล้ายแก๊สมีตระกูล

45. พลังงานไอออไนเซชัน • ค่าพลังงานไอออไนเซชันในหมู่เดียวกันจะลดลงจากบนลงล่าง เนื่องจากธาตุคาบล่างมีอิเล็กตรอนวงนอกสุดที่สามารถดึงออกได้ง่าย • แนวโน้มพลังงานไอออไนเซชันที่หนึ่ง จะเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวาในคาบเดียวกัน เนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ยกเว้นบางธาตุ • ข้อยกเว้น การดึงอิเล็กตรอนจากธาตุที่มีการจัดอิเล็กตรอนแบบบรรจุเต็ม และบรรจุครึ่งออร์บิทัล

46. พลังงานไอออไนเซชัน • การจัดอิเล็กตรอนแบบบรรจุเต็มและบรรจุครึ่งส่งผลให้อะตอมมีความเสถียรมากกว่า เช่น • การจัดเรียงอิเล็คตรอนแบบs2p3จะเสถียรกว่าการจัดเรียง แบบ s2p4 • การบรรจุเต็มจะเสถียรกว่าบรรจุครึ่ง เช่น • การจัดเรียงอิเล็คตรอนแบบs2p0จะเสถียรกว่าการจัดเรียง แบบ s1p1

49. 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)

50. สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนจะตรงข้ามกับพลังงานไอออไนเซชัน สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนเป็นพลังงานที่เกิดขึ้นเมื่ออะตอมในสถานะแก๊สรับอิเล็กตรอนเกิดเป็นไอออนที่มีประจุ -1 ในสภาพที่เป็นแก๊ส: Cl(g) + e-Cl-(g) สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนสามารถเป็นได้ทั้งการคายพลังงาน (ตัวอย่างข้างบน) หรือเป็นการดูดพลังงาน เช่น Ar(g) + e-Ar-(g)