6 สà¹à¸¥à¸à¹à¸à¹à¸à¹à¸à¹à¸à¸ªà¸³à¸«à¸£à¸±à¸à¸à¸´à¸¡à¸à¹
6 สà¹à¸¥à¸à¹à¸à¹à¸à¹à¸à¹à¸à¸ªà¸³à¸«à¸£à¸±à¸à¸à¸´à¸¡à¸à¹
6 สà¹à¸¥à¸à¹à¸à¹à¸à¹à¸à¹à¸à¸ªà¸³à¸«à¸£à¸±à¸à¸à¸´à¸¡à¸à¹
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Representative Elements<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
1<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
2<br />
โลหะ<br />
o เปนมันวาว สามารถใชคอนตีเพื่อเปลี่ยนรูปรางได<br />
o เปนตัวนําไฟฟาและความรอน<br />
o เปนของแข็งที่อุณหภูมิหอง ยกเวน Hg<br />
o จะสูญเสีย e – เมื่อเกิดปฏิกิริยากับอโลหะ<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
3 303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
4<br />
อโลหะ<br />
o มีทั้ง 3 สถานะที่อุณหภูมิหอง เชน<br />
Cl 2 เปนแกส Br 2 เปนของเหลว และ I 2 เปนของแข็ง<br />
o เปนตัวนําความรอนและไฟฟาที่ไมดี<br />
o หลายธาตุปรากฏเปน diatomic molecule<br />
o จะรับ e – เมื่อเกิดปฏิกิริยากับโลหะ แตจะรวมกันใช e – เมื่อทําปฏิกิริยา<br />
กับอโลหะ<br />
กึ่งโลหะ<br />
o มีสมบัติทางเคมีที่หลากหลาย<br />
o ทําตัวเปนโลหะเมื่อทําปฏิกิริยากับอโลหะ<br />
o ทําตัวเปนอโลหะเมื่อทําปฏิกิริยากับโลหะ<br />
o มีสมบัติเปนสารกึ่งตัวนํา<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
5<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
6
เคมีของธาตุใน s-block หมู 1 และหมู 2<br />
* *<br />
o เกิดเปนไอออนแลวเกิดเปนสารประกอบไอออนิก หรือเกลือ<br />
o สมบัติความเปนกรด-เบสของธาตุหมู 1 และ 2 มักเปนเบส<br />
จึงเรียกหมู 1 วา alkali metal และหมู 2 วา alkali earth<br />
o สําหรับ Li และ Be สารประกอบจะแสดงสมบัติของ<br />
สารประกอบโคเวเลนตกับบางธาตุ ซึ่งขึ้นกับความสามารถ<br />
ในการ polarizing ของอิเล็กตรอนของธาตุนั้นเมื่อถูก<br />
เหนี่ยวนําโดย Li + และ Be 2+<br />
* ธาตุกัมมันตรังสี<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
7 303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
8<br />
o ทุกธาตุเปนโลหะ เมื่อเสียเวเลนซอิเล็กตรอนใน ns1<br />
กลายเปนไอออนบวก +1<br />
o เปนโลหะที่วองไว จึงไมพบเปนธาตุอิสระในธรรมชาติ แตพบอยู<br />
ในรูปสารประกอบ<br />
o ออน ตัดงาย จุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ํา<br />
o คายอิเล็กตรอนเมื่อถูกแสง (photoelectric effect) Cs ใชทํา<br />
photo cell ในสเปคโทรโฟโตมิเตอร<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
9<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
10<br />
Li ใหอิเล็กตรอนไดดีที่สุด ซึ่งขัดแยงกับคา IE ที่มีคาสูงตรงขามกับคา E 0 ที่เปน<br />
ลบมากที่สุดแสดงวารับอิเล็กตรอนไดไมดี เนื่องจาก IE ไดมาจาก Li ในสถานะ<br />
แกส แต E 0 อยูในสารละลาย<br />
o Li + ละลายในน้ํา มีการคายพลังงานจากการที่น้ําลอมรอบ (hydration<br />
energy) สูงมาก เพราะ Li + มีขนาดเล็กทําใหคาศักยไอออนิก (ionic potential<br />
= จํานวนประจุ/รัศมีไอออน) สูงมาก<br />
o โลหะในหมูนี้เมื่อละลายใน NH 3 (liq) ไดสารละลายสีฟา เนื่องจากเกิด solvate<br />
ระหวางอิเล็กตรอนกับ NH 3 ซึ่งเปนตัวทําละลาย<br />
o เกลือไอออนิกของธาตุหมู 1 ละลายน้ําไดทุกตัว แตมีบางตัวละลายไดนอย เชน<br />
E 2 CO 3 , E 3 PO 4 , EOH และ LiF<br />
o Li ซึ่งเปนธาตุตัวแรกในหมู 1 มีสมบัติบางอยางคลายกับ Mg ซึ่งเปนธาตุที่ 2 ใน<br />
หมู 2 เชน ทั้ง Li และ Mg ทําปฏิกิริยากับ N 2 ไดโลหะไนไตรด ในขณะที่โลหะ<br />
อัลคาไลตัวอื่นไมทํา เนื่องจากธาตุทั้งสองมีอัตราสวนประจุตอขนาดใกลเคียงกัน<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
11<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
12
o ในทํานองเดียวกัน Be (ธาตุแรกในหมู 2) มีสมบัติคลายกับ Al (ธาตุที่สองในหมู<br />
3) ทําใหเห็นความสัมพันธในลักษณะทแยงมุม<br />
ธาตุหมู 2<br />
o ไวตอการเกิดปฏิกิริยา ความวองไวเพิ่มขึ้นตามขนาด<br />
o ความวองไวนอยกวาหมู 1<br />
o ไมพบเปนธาตุอิสระในธรรมชาติ<br />
o เกิดเปนไอออนที่มีประจุ +2<br />
o สารประกอบมักไมละลายน้ํา ยกเวน NO 3– , Cl – , Br – , I – , BeF,<br />
BeSO 4 , MgSO 4 และ BeCO 3<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
13<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
14<br />
สมบัติการละลายขึ้นกับขนาดของไอออน<br />
1. แอนไอออนขนาดใหญ<br />
แอนไอออน SO 4<br />
2–<br />
, CO 3<br />
2–<br />
, C 2 O 4<br />
2–<br />
และ CrO 4<br />
2–<br />
มีขนาดใหญ ขนาดของ<br />
แคทไอออนที่เพิ่มขึ้นไมมีผลตอ lattice energy การละลายไมแตกตางกัน<br />
2. แอนไอออนอื่น<br />
แอนไอออน OH – และ F – มีขนาดไมใหญมาก เมื่อขนาดของแคทไอออนเพิ่ม<br />
ขึ้นจนมีขนาดใกลเคียงกัน lattice energy จึงมีคามากขึ้นและละลายน้ําได<br />
นอยลง<br />
พลังงานไฮเดรชันของทั้ง 2 กรณีลดลง เพราะเมื่อขนาดของแคทไอออนใหญขึ้นแต<br />
มีประจุคงที่ ทําใหพลังงานไฮเดรชันลดลง<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
15<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
16<br />
การเตรียมธาตุหมู 1 และหมู 2<br />
สมบัติทางเคมีของธาตุหมู 1 และหมู 2<br />
การทําปฏิกิริยากับน้ํา<br />
o หมู 1 ทําปฏิกิริยากับน้ําไดอยางรวดเร็วมาก<br />
o ธาตุที่มี atomic number มากๆ ทําปฏิกิริยาไดยิ่งไวมากขึ้น ความรอนที่เกิด<br />
จากการทําปฏิกิริยาของ K, Rb และ Cs มีคามากและสูงพอที่จะทําให H 2 ที่<br />
เกิดขึ้นระเบิดได<br />
o หมู 2 ธาตุ Be และ Mg ทําปฏิกิริยากับน้ําหรือไอน้ําที่อุณหภูมิสูง ไมทํา<br />
ปฏิกิริยาที่อุณหภูมิหอง แต Ca, Sr และ Ba ทําปฏิกิริยากับน้ําที่อุณหภูมิหอง<br />
อยางชาๆ<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
17<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
18
การทําปฏิกิริยากับแอมโมเนียเหลว<br />
ธาตุหมู 1 ละลายไดในแอมโมเนียเหลว เกิดเปนสารละลายสีน้ําเงินเขมตามสมการ<br />
Na + (x+y) NH 3 Na(NH 3 ) x+ + e(NH 3 )<br />
–<br />
y<br />
Na ไอออไนซเปน Na + และ e – ไอออนทั้งสองถูก solvate ดวย NH 3 สารละลายที่<br />
ไดจะมีสมบัติเปนตัวรีดิวซที่ดีในปฏิกิริยาเคมี ถาตั้งสารละลายทิ้งไว จะเกิดสลายตัว<br />
ได hydrogen และ imide ion ดังสมการ<br />
Na + NH 3 Na + + NH 2– + ½ H 2<br />
ธาตุหมู 2 มีสมบัติคลายๆ กัน แตมีความสามารถในการละลายใน NH 3 ไดนอยกวา<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
19<br />
สารประกอบ Nitride<br />
เฉพาะ Li และ Mg ที่สามารถเกิดสารประกอบ nitride เพราะมีประจุตอขนาด<br />
ใกลเคียงกันเปนความสัมพันธของธาตุในแถวที่ 1 กับแถวที่ 2 ของหมูถัดไป<br />
เกิดเชนเดียวกันนี้ใน Be และ Al<br />
สารประกอบ Oxide<br />
ธาตุหมู 1 เมื่อเผาใน O 2 (excess) เฉพาะ Li เทานั้นเกิดเปนสารประกอบออกไซด<br />
(Li 2 O) ธาตุอื่นๆ สามารถเกิดเปอรออกไซดไดดวย เชน Na 2 O 2 , K 2 O 2 และซุปเปอร<br />
ออกไซด ใน KO 2 และ RbO 2<br />
4Li(s) + O 2 (g) 2Li 2 O(s) oxide; oxidation number ของ O = –2<br />
2Na(s) + O 2 (g) Na 2 O 2 (s) peroxide; oxidation number ของ O = –1<br />
K(s) + O 2 (g) KO 2 (s) superoxide; oxidation number ของ O = –1/2<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
20<br />
เมื่อ alkali oxide ทําปฏิกิริยากับน้ําไดไฮดรอกไซด ดังสมการ<br />
Na 2 O + H 2 O 2Na + + 2 OH –<br />
2(NaOH)<br />
สารประกอบไฮดรอกไซดที่เกิดขึ้น เตรียมเปนเกลือไอออนิกกับแอนไอออนตัวอื่นๆ<br />
ได เชน<br />
2CsOH + H 2 SO 4<br />
Cs 2 SO 4 + H 2 O<br />
สารประกอบไฮดรอกไซดที่เกิดขึ้น อาจทําปฏิกิริยากับ CO 2 ได bicarbonate และ<br />
carbonate<br />
OH – + CO 2 HCO<br />
– OH –<br />
3 CO<br />
2–<br />
3 + H 2 O<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
21<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ 22<br />
สารประกอบเฮไลดของหมู 1 และหมู 2<br />
หมู 1 MX เตรียมไดจาก MOH + HX<br />
NaOH + HCl<br />
NaCl + H 2 O<br />
เมื่อตกผลึกไดผลึกที่ประกอบดวย Na + และ Cl – แตละไอออนถูกลอมรอบดวย<br />
ไอออนที่ตางกัน 6 ไอออนและละลายไดดีในน้ํา NaCl ผลิตไดจากน้ําทะเลและเปน<br />
วัตถุดิบในการผลิต NaOH, Na 2 CO 3 , Cl 2 , H 2 และ HCl<br />
หมู 2 ทุกตัวเปนสารประกอบไอออนิก ละลายน้ําไดดี ยกเวน BeX 2 และ caF 2<br />
เพราะ BeX 2 มีสมบัติเปนสารประกอบโคเวเลนตมากกวาไอออนิก<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
23 303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
24
สารประกอบไฮไดรดของหมู 1 และหมู 2<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
25<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
26<br />
สารประกอบ Organometallic<br />
Organometallic compound คือสารประกอบที่มีพันธะ M–C เชน Be กับ Mg<br />
สามารถเกิดพันธะโคเวเลนตกับ C ได<br />
Organometallic ของ Mg มีความสําคัญตอการสังเคราะหในเคมีอินทรีย เรียกวา<br />
grignard reagent เตรียมไดใน dry diethylether<br />
2 Mg + 2 CH 3 I 2 CH 3 MgI (CH 3 ) 2 Mg + MgI 2<br />
(CH 3 ) 2 Mg + H 2 O Mg(OH) 2 + 2CH 4<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
27<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ 28<br />
เคมีของสารประกอบใน p-block : IIIA<br />
o B เปนกึ่งโลหะ มีลักษณะเปนโคเวเลนตมากกวาไอออนิก<br />
o Al เปนโลหะที่มีมากที่สุดบนผิวโลกในรูปของ complex<br />
aluminium silicate (KAlSi 3 O 8 ) หรือเปนออกไซดในรูป<br />
ของบอกไซด (Al 2 O 3 . nH 2 O)<br />
o Al, Ga และ In มีออกไซดเคลือบผิว ทําใหเฉื่อย ยกเวน Tl<br />
ทําใหไมละลายใน HNO 3 ที่เปนตัวออกซิไดส แตละลายในกรดที่<br />
ไมเปนตัวออกซิไดส (ยกเวน Tl)<br />
o B, Al, Ga และ In มีเลขออกซิเดชัน +3<br />
o Tl มีเลขออกซิเดชันได 2 คา คือ +1 และ +3 เนื่องจาก Tl มี<br />
ขนาดใหญที่สุดในหมู<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
29 303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
30
o สารประกอบที่มีเลขออกซิเดชัน +3 มักเปนสารประกอบโคเวเลนต<br />
เมื่ออยูในน้ํา M 3+ เกิดไฮเดรชันและไฮโดรลิซิสได<br />
o เกลือซัลเฟต ไนเตรต และเฮไลดของโลหะหมูนี้ละลายน้ําไดดี แต<br />
ไฮดรอกไซด (Al(OH) 3 และ Ga(OH) 3 ) ไมละลาย<br />
o ออกไซดและไฮดรอกไซดของ Al และ Ga มีสมบัติเปน<br />
แอมโฟเทอริก ละลายไดทั้งในกรดและเบส<br />
o สารประกอบ B และ Al มีสมบัติเปนสารปะกอบโคเวเลนต และ<br />
สามารถรับอิเล็กตรอนเพื่อทําใหอิเล็กตรอนวงนอกครบ 8 ได<br />
o สารประกอบ B ทั้งหมดเปนโคเวเลนต<br />
o สารประกอบ Al เปนทั้งโคเวเลนตและไอออนิก Al มีความเปน<br />
โลหะสูงกวา B<br />
สารประกอบ Oxide<br />
o B 2 O 3 เปนออกไซดที่มีความเปนกรดเมื่อทําปฏิกิริยากับน้ํา<br />
B 2 O 3 + 3H 2 O B(OH) 3<br />
Boric acid<br />
Lewis acid<br />
ปฏิกิริยาเมื่อละลายกรดบอริกในน้ํา:<br />
B(OH) 3 + H 2 O [B(OH) 4 ] – + H +<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
31<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
32<br />
o Al 2 O 3 มีสมบัติเปนแอมโฟเทอริก สามารถทําปฏิกิริยาไดทั้งกรดและเบส<br />
Al 2 O 3 + OH – [Al(OH) 4 ] –<br />
Al 2 O 3 + H + [Al(H 2 O) 6 ] 3+<br />
o Al ไมเกิดปฏิกิริยากับน้ําเหมือนหมู 1 และ 2 แตทําปฏิกิริยากับกรด<br />
และเบสได<br />
Al<br />
กรด<br />
[Al(H 2 O) 6 ] 3+ +H 2<br />
Al<br />
เบส<br />
[Al(OH) 4 ] – + H 2<br />
สารประกอบ Halide<br />
o B และ Al ทําปฏิกิริยากับ halogen ไดโดยตรง<br />
2B + 3Cl 2 2BCl 3<br />
2Al + 3Br 2 2AlBr 3<br />
o BX 3 เปนสารประกอบโคเวเลนตที่เปนกรดตามทฤษฎีของลิวอิส<br />
o AlX 3 แสดงสมบัติเปนทั้งโคเวเลนตและไอออนิก ยกเวน AlF 3 เปน<br />
ไอออนิกอยางเดียว AlX 3 มีสมบัติเปน Lewis acid<br />
[Al(H 2 O) 6 ] 3+ ทําปฏิกิริยากับเบสได Al(OH) 3<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
33<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ 34<br />
สารประกอบ Hydride ของ B<br />
o B สามารถเกิดเปนสารประกอบ hydride ไดมากเปนอันดับสอง<br />
รองจาก C<br />
o B 2 H 6 เปนสารประกอบตัวเล็กที่สุดของ boron hydride เมื่อ B<br />
มีอิเล็กตรอนวงนอกครบแปด<br />
H<br />
H<br />
B<br />
H<br />
BH 3 เวเลนซ = 6 B 2 H 6 เวเลนซ =8<br />
o สารประกอบอื่นๆ ของ boron hydride มีสูตร B n H n+c หรือ<br />
B n H n+6 เชน B 5 H 9 , B 6 H 10 , B 6 H 12 และ B 10 H 14 ซึ่งเกิดพันธะ<br />
B–B–B คลาย B–H–B ใน boron hydride<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
35<br />
H<br />
H<br />
B<br />
H<br />
H<br />
B<br />
H<br />
H<br />
สารประกอบ Hydride ของ B<br />
o B 2 H 6 ทําปฏิกิริยากับลิวอิสเบส<br />
B 2 H 6 + 2N(CH 3 ) 3 2(CH 3 ) 3 NBH 3<br />
o สารประกอบ NaBH 4 มีความสําคัญในการใชเปนตัวรีดิวซใน<br />
ปฏิกิริยาเคมี เพราะเปนของแข็งและมีความเสถียรพอควร<br />
เมื่อละลายน้ําแลวไมสลายตัวทันที และละลายไดในตัวทําละลาย<br />
อินทรียหลายตัว<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
36
สารประกอบ Hydride ของ Al<br />
o ปฏิกิริยาการเตรียม<br />
dry<br />
LiH<br />
AlCl 3 + 3LiH (AlH 3 ) n + 3LiCl Li(AlH 4 )<br />
(excess)<br />
o Li(AlH 4 ) มีความสามารถเปนตัวรีดิวซเชนเดียวกับ Boron<br />
hydride และสามารถใชเตรียม hydride ของธาตุอื่นได<br />
สารประกอบ Organometallic<br />
o เตรียมไดจาก Grignard reagent<br />
ether<br />
2BF 3 + 3Mg(CH 3 ) 2 2B(CH 3 ) 3 + 3MgF 2<br />
Strong Lewis acid<br />
Li(AlH 4 )+ SnCl 4 LiCl + AlCl 3 + SnH 4<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
37<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ 38<br />
เคมีของสารประกอบใน p-block : IVA<br />
o มีความเปนอโลหะในแถวแรก และเมื่อ atomic number สูงขึ้น<br />
ความเปนโลหะเพิ่มขึ้น<br />
o C เปนอโลหะ, Si และ Ge เปนกึ่งโลหะ Sn และ Pb เปนโลหะ<br />
o มีเวเลนซอิเล็กตรอน =4 สารประกอบมีสูตรดังนี้<br />
oxides EO 2<br />
Halides EX 4<br />
Hydrides EH 4<br />
o เลขออกซิเดชันเปน +4 และ +2 (เฉพาะ Sn และ Pb)<br />
o ไฮโดรลิซิสเกิดเฉพาะ Sn และ Pb ที่มีเลขออกซิเดชัน +2<br />
[Sn(OH)(H 2 O) x ]+, [Pb(OH)(H 2 O) x ] +<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
39 303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
40<br />
สารประกอบออกไซดของหมู 4<br />
o ออกไซดของ C มีสถานะเปนแกส ของเหลว และของแข็ง พันธะ<br />
ระหวาง C และ O เปนพันธะคู สวนออกไซดของธาตุอื่นเปน<br />
ของแข็ง พันธะระหวาง E และ O เปนพันธะเดี่ยว<br />
CO 2 ละลายน้ําแลวไดกรด H 2 CO 3<br />
CO<br />
2–<br />
3 สามารถเกิดเปนสารประกอบที่สําคัญในอุตสาหกรรม<br />
มากมาย (CaCO 3 CaO + O 2 )<br />
CaO ใชผลิตปูนซีเมนต<br />
Na 2 CO 3 มีความสําคัญในอุตสาหกรรมการฟอกและยอมสี<br />
CO ใชเปนตัวรีดิวซในอุตสาหกรรมเคมี<br />
สารประกอบออกไซดของหมู 4<br />
o ซิลิกา (SiO 2 ) และซิลิเกต<br />
พลังงานพันธะ Si–O มีคาสูงมาก ทําใหมีความสําคัญในเชิงวัสดุศาสตร เชน<br />
SiO 2 ที่อยูในรูป Quart และ Zeolites<br />
ซิลิเกตเกิดจาก SiO 2 ที่เปน Lewis acid เมื่อทําปฏิกิริยากับเบส สูตรโครงสราง<br />
ของสารประกอบซิลิเกตมีความแตกตางกันขึ้นอยูกับชนิดของเบส เชน<br />
SiO 2 + H 2 O [SiO 2 (OH) 2 ] 2–<br />
และ [SiO 2 (OH) 2 ] 2– สามารถเกิดเปนพอลิเมอรไดสารประกอบซิลิเกตมีโครงสราง<br />
แตกตางกันมากมาย แตโครงสรางหลัก คือ โครงสรางเตตระฮีดรอลของ SiO 4 ที่มี<br />
แคทไอออนในชองวางเตตระฮีดรอลในโครงผลึก<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
41<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
42
สารประกอบออกไซดของหมู 4<br />
o โครงผลึกรางแห<br />
โครงสรางเตตระฮีดรอลของ SiO 4 เชื่อมตอกันดวย O ถา Si ถูกแทนที่ดวย Al<br />
เรียกวา Aluminosilicates ที่มีผลรวมประจุทั้งหมดมีคาเปนลบ แอนไอออนทําให<br />
สามารถจับกับแคทไอออนเพื่อทําใหประจุรวมเปนกลาง<br />
Aluminosilicates ที่สําคัญ คือ Zeolites ซึ่งสามารถจับกับแคทไอออนหรือ<br />
โมเลกุลของน้ําได และยังสามารถใชเปนตัวเรงในอุตสาหกรรมกลั่นน้ํามัน<br />
GeO 2 ,SnO 2 และ PbO 2 ไมแสดงสมบัติแบบเดียวกับ SiO 2 แสดงความเปนเบส<br />
มากขึ้นเมื่อ atomic number สูงขึ้น SnO 2 และ PbO 2 เฉื่อยตอปฏิกริยาเคมี<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
43<br />
สารประกอบ Hydrides ของหมู 4<br />
o คารบอนมีสารประกอบ hydrides มากที่สุด แลวลดลงตามจํานวน atomic<br />
number ที่เพิ่มขึ้นของธาตุ เพราะขนาดของอะตอมเพิ่มขึ้น ทําใหพันธะ E–H<br />
ออนลง<br />
o PbH 4 สลายตัวงายที่อุณหภูมิหองและไมเสถียร การสลายของ PbH 4 เมื่อใหความ<br />
รอนเปนดังนี้<br />
PbH 4 Pb + 2H 2<br />
SnH 4 Sn + 2H 2<br />
o การเตรียมสารประกอบ hydrides<br />
LiAlH 4 + SiCl 4 LiCl + AlCl 3 + SiH 4 silane<br />
LiAlH 4 + GeCl 4 LiCl + AlCl 3 + GeH 4 germane<br />
LiAlH 4 + SnCl 4 LiCl + AlCl 3 + SnH 4 stannane<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
44<br />
สารประกอบ Hydrides ของหมู 4<br />
o สมบัติทางเคมี<br />
CH 4 ไมทําปฏิกิริยากับกรด น้ํา และ O 2 (ยกเวนที่จุด ignited) แต SiH 4 ทํา<br />
ปฏิกิริยากับน้ํา และ O 2<br />
SnH 4 + O 2 SiO 2 + 2H 2 O<br />
สารประกอบ Halides ของหมู 4<br />
o Halides ของคารบอน<br />
CCl 4 มีความแตกตางจากธาตุอื่น เพราะไมละลายน้ํา และไมเกิดไฮโดรลิซิส<br />
เหตุผลคือ อัตราเร็วในการเกิดปฏิกิริยาและกลไก ในการเกิดไฮโดรลิซิสผานการ<br />
coordinate halides ดวยโมเลกุลของน้ําเกิดไดยากในคารบอน<br />
SnH 4 + OH – SiO 2 (xH 2 O) + H 2<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
การรวมตัวกับน้ํา<br />
Si, Ge, Sn และ Pb เกิด<br />
coordinate ไดงายเพราะ มี d-orbital<br />
ที่สามารถรับอิเล็กตรอนคูโดดเดี่ยวได<br />
Cl<br />
Cl<br />
Si<br />
Cl Cl Cl +<br />
Cl<br />
O H Si<br />
H Cl Cl<br />
H<br />
O<br />
H<br />
Cl<br />
Cl<br />
C<br />
Cl Cl Cl<br />
H<br />
H<br />
+<br />
Cl<br />
O X C O<br />
H Cl Cl H<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
45<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ 46<br />
สารประกอบ Halides ของหมู 4<br />
o Sn และ Pb มีเลขออกซิเดชัน = +2 ได จึงเกิดสารประกอบ dihalides ได<br />
o SnCl 2 เตรียมไดจาก<br />
Sn + HCl SnCl 2 +H 2<br />
o Sn 2+ มีสมบัติเปนตัวรีดิวซ<br />
o สารประกอบ Pb 2+ ไมละลายน้ําเชน PbCl 2, PbI 2 , PbSO 4, PbCrO 4 ยกเวน<br />
Pb(NO 3 ), Pb(CH 3 COO) 2<br />
สารประกอบ Organometallic ของหมู 4<br />
o ทุกธาตุสามารถเกิดพันธะ C–E สารประกอบบางตัวมีความสําคัญทางการคา<br />
เชน Silicones เตรียมไดจาก<br />
Si/Cu + CH 3 Cl Si(CH 3 ) 3 Cl + Si(CH 3 ) 2 Cl 2 + Si(CH 3 )Cl 3<br />
สารประกอบที่เตรียมไดเมื่อนําไปไฮโดรไลซิสแลวนําไปใหความรอน เพื่อใหเกิด<br />
polymerization ได Silicones (สารประกอบที่มีพันธะ Si–O )<br />
Si(CH 3 ) 2 Cl 2 +H 2 O Si(CH 3 ) 2 (OH) 2 +HCl<br />
O<br />
CH 3<br />
Si O<br />
CH 3<br />
CH 3<br />
Si O<br />
CH 3<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
47<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
48
เมื่อ Si(CH 3 )Cl 3 เกิดไฮโดรลิซิส จะได<br />
O<br />
O<br />
CH 3<br />
CH 3<br />
Si O Si O<br />
O O<br />
Si O Si O<br />
CH 3<br />
CH 3<br />
เคมีของสารประกอบใน p-block : VA<br />
o เลขออกซิเดชัน = +3 และ +5<br />
o N และ P เปนอโลหะ<br />
สถานะภาพและอัญรูป<br />
N อยูในรูปของแกสและของเหลวที่อุณหภูมิต่ํา<br />
P มีหลายอัญรูป เปนของแข็ง<br />
ฟอสฟอรัสขาว ลุกติดไฟในบรรยากาศของ O 2 ตองเก็บในน้ํา<br />
ฟอสฟอรัสแดง ไดจากการเผาฟอสฟอรัสขาว ทําปฏิกิริยากับ O 2<br />
ที่อุณหภูมิสูง<br />
ฟอสฟอรัสดํา ไมทําปฏิกิริยากับออกซิเจน<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
49<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
50<br />
เคมีของสารประกอบใน p-block : VA<br />
o As และ Sb มีสมบัติเปนธาตุกึ่งโลหะ โครงสรางคลายกับ<br />
ฟอสฟอรัสดํา ทําปฏิกิริยากับออกซิเจนเมื่อไดรับความรอน<br />
As 4 +3O 2 As 4 O 6<br />
Sb 4 +3O 2 Sb 4 O 6<br />
o Bi เปนโลหะตั1วเดียวในกลุมที่ทําปฏิกิริยากับ O 2 ได<br />
สารประกอบออกไซดและกรดออกโซของหมู 4<br />
o เนื่องจาก N สามารถเกิดพันธะไดถึงพันธะ 3 จึงสามารถเกิดสารประกอบกับ<br />
ออกซิเจนไดมาก เชน N 2 O, NO, NO 2 ,N 2 O 4 เมื่อออกไซดเหลานี้ละลายน้ํา<br />
จะไดกรดออกโซ<br />
Nitrogen pentaoxide ออกซิเดชันสเตท +5<br />
N 2 O 5 +H 2 O 2HNO 3<br />
2Bi + 3O 2 Bi 2 O 3<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
Nitrogen trioxide ออกซิเดชันสเตท +3<br />
N 2 O 3 +H 2 O 2HNO 2<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
51<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ 52<br />
สารประกอบออกไซดและกรดออกโซของหมู 4<br />
o ออกไซดของ P มีเลขออกซิเดชัน +5 และ +3 อยูในรูป dimer<br />
เลขออกซิเดชัน +5 เชน (P 2 O 5 ) 2 =P 4 O 10 เมื่อละลายน้ําไดกรด<br />
ฟอสฟอริก<br />
P 4 O 10 +H 2 O 4H 3 PO 4<br />
กรดฟอสฟอริกทําปฏิกิริยากับเบส ได<br />
H 2 PO 4– ,HPO 4<br />
2–<br />
,PO 4<br />
3–<br />
HO<br />
O<br />
P OH<br />
OH<br />
สารประกอบออกไซดและกรดออกโซของหมู 4<br />
เลขออกซิเดชัน +3 เชน (P 2 O 3 ) 2 =P 4 O 6 เมื่อละลายน้ําไดกรด<br />
Phosphorus<br />
P 4 O 6 +6H 2 O 4P(OH) 3<br />
HO<br />
P OH<br />
OH<br />
HO<br />
O<br />
P H<br />
OH<br />
กรดฟอสฟอรัสทําปฏิกิริยากับเบส จะได H 2 PO 3<br />
–<br />
และ HPO 3<br />
2–<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
53<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
54
Condense phosphate – polyphosphate<br />
o สามารถเตรียมไดจากการ dehydration บนโมเลกุลของ phosphate<br />
nNaH 2 PO 4 (NaPO 3 ) n + nH 2 O<br />
สารประกอบ polyphosphate ที่เกิดขึ้นมีไดหลายตัว<br />
O O<br />
O- P O P O-<br />
O- O-<br />
O O O<br />
O- P O P O P O-<br />
O- O- O-<br />
O- O<br />
P<br />
O O<br />
O P P O<br />
O- O<br />
pyrophosphate triphosphate trimetaphosphate<br />
O-<br />
o Condensed metaphosphate; n(PO 3– ) n มีไดหลาย form<br />
สารประกอบนี้ใชเติมลงในผงซักฟอกเพื่อลดความกระดางของน้ํา<br />
As As 2 O 5 ละลายน้ําได arsenic acid (H 3 AsO 4 )<br />
As 4 O 6 ละลายน้ําได arsenous acid (H 3 AsO 3 )<br />
Sb Sb 2 O 5 Sb 2 O 3 สารละลายเปนกลาง<br />
Sb 4 O 6 Sb 4 O 6 +OH – [SbO 3 ] 3–<br />
Sb 4 O 6 + HCl SbOCl(s)<br />
Bi Bi 2 O 3 ละลายในกรด จะได BiCl 3<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
55<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
56<br />
สารประกอบ Hydrides ของหมู 4<br />
o มีเฉพาะ EH 3 ไมพบ EH 5<br />
o N NH 3 (amonia) และ N 2 H 4 (hydrazine)<br />
o P PH 3 (phosphine)<br />
o As AsH 3 (arsine) สลายตัวที่อุณหภูมิสูง<br />
o Sb SbH 3 (stibine) สลายตัวงายเมื่อใหความรอน<br />
o Bi BiH 3 (bismuthine) ไมเสถียร พบเมื่อรีดิวซสารประกอบของ Bi<br />
o พลังงานพันธะ<br />
E–H N–H P–H As–H Sb–H<br />
(kJ/mol) 391 322 247 255<br />
สารประกอบ Halides ของหมู 4<br />
o Trivalent halide พบในธาตุทุกตัวในหมูนี้<br />
NX 3 :NF 3 ไมเปนเบส มีความเสถียรสูง สารประกอบ Halide อื่นไม<br />
เสถียรและไฮโดรลิซิสงาย คายพลังงานสูงทําใหระเบิดได<br />
PX 3 : เปน Lewis base เมื่อไฮโดรลิซิสจะใหกรดฟอสฟอรัส<br />
เมื่อถูกออกซิไดสจะได PX 5<br />
AsX 3 คลาย PX 3<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
57<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
58<br />
สารประกอบ Halides ของหมู 4<br />
SbX 3 และ BiX 3 : มีลักษณะทั้งโคเวเลนตและไอออนิก ละลายไดเมื่อ<br />
เปนสารละลายเขมขน แตถาถูกเจือจางมากๆ<br />
สลายตัวเปน Oxychloride แลวตกตะกอน<br />
SbCl 3 +H 2 O SbOCl +2HCl<br />
BiCl 3 +H 2 O BiOCl +2HCl<br />
ตะกอนนี้<br />
ละลายไดใน<br />
กรด HCl<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
59<br />
เคมีของสารประกอบใน p-block : VIA<br />
o ธาตุในหมูนี้ไมเกิดเปนสารประกอบในรูปของแคทไอออนอะตอม<br />
เดี่ยว (E n+ ) ยกเวน โพโลเนียมไดออกไซด แตเกิดเปน<br />
polyatomic cation เชน O 2<br />
+<br />
และ S 8<br />
2+<br />
o ออกซิเจน (O)<br />
* มี 2 อัญรูป คือ ไดออกซิเจน (O 2 ) และไตรออกซิเจนหรือ<br />
โอโซน (O 3 )<br />
* O 2 เกิดสารประกอบไดกับธาตุในหมูอื่นๆ ทุกหมู ยกเวน<br />
พวกเฮโลเจน โลหะบางตัว และแกสเฉื่อย<br />
* O 3 เตรียมโดยการ discharge O 2 ดวยกระแสไฟฟา<br />
แกส O 3 มีสีน้ําเงินออน<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
60
o ออกซิเจน (ตอ)<br />
* การเตรียม O 3 บริสุทธิ์ทําไดโดยการควบแนนลําดับสวนของของ<br />
ผสม O 2 และ O 3 ไดของเหลวสีน้ําเงินของ O 3 ที่ระเบิดไดงาย<br />
* O 3 ในบรรยากาศเกิดจากแสดง UV กับ O 2<br />
* ออกซิเจนเปนเบสที่ออนกวาไนโตรเจน H 3 O + จึงเสถียรนอยกวา<br />
NH 4<br />
+<br />
อยางไรก็ตามไอออน H 4 O 2<br />
+<br />
ไมเกิดขึ้นทั้งๆ ที่ OH 3<br />
+<br />
ยัง<br />
มีอิเล็กตรอนคูเหลืออยู เพราะการผลักกันของประจุบวกของ<br />
o ออกซิเจน (ตอ)<br />
* สารประกอบออกไซดจัดเปนกลุมสารประกอบที่มีจํานวนมาก<br />
สมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสารประกอบออกไซดแตกตางกันมาก<br />
ขึ้นกับชนิดของพันธะวาเปนไอออนิกหรือโคเวเลนต<br />
* H 2 O 2 บริสุทธิ์เปนของเหลวไมมีสี จุดเดือด 152.1 O C มีสมบัติทาง<br />
กายภาพคลายน้ํารวมทั้งมีพันธะไฮโดรเจนมากกวน้ํา จึงทําใหโมเลกุลของ<br />
H 2 O 2 อยูใกลกันมากกวาโมเลกุลของน้ํา และมีความหนาแนนมากกวาน้ํา<br />
H 2 O 2 สลายตัวให O 2 โดยมีไอออนของโลหะหนักเปนตัวเรง ในสารละลายน้ํา<br />
H 2 O 2 เปนกรดที่แกกวาน้ํา<br />
H 3 O + กับ H + 303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
61<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ 62<br />
o ซัลเฟอร (S)<br />
ในธรรมชาติ ซัลเฟอรปรากฏในรูปของแรซัลไฟดหรือซัลเฟต<br />
(CaSO 4 ) การผลิตซัลเฟอรในปริมาณมากใชปฏิกิริยาของ SO 2 กับแกส<br />
ธรรมชาติ ซึ่งมี H 2 S อยูถึง 30%<br />
2H 2 S + SO 2 3S + H 2 O<br />
โดย SO 2 เตรียมไดจากการเผา S ในอากาศ<br />
o ซีลีเนียม (Se) และเทลลูเรียม (Te)<br />
ในธรรมชาติมีปริมาณนอยกวาซัลเฟอรและพบอยูรวมกับแรซัลไฟด<br />
ในการเผาแรซัลไฟด ผงฝุนที่ไดประกอบดวยธาตุ Se และ Te<br />
o โพโลเนียม (Po)<br />
Po พบในแรที่มียูเรเนียม (U) และทอเรียม (Th) โดยเปนผลิตภัณฑ<br />
ของกระบวนการสลายตัวทางกัมมันตรังสี ไอโซโทปที่เตรียมไดงาย คือ 210 Po<br />
ซึ่งเตรียมไดโดยปฏิกิริยาของ Bi ในเตาปฏิกรณปรมาณู<br />
o ออกไซดมีสูตรทั่วไปเปน RO, R 2 O และ R 2 O 3<br />
* สารประกอบออกไซดเปนโคเวเลนทมากกวาที่เปนไอออนิก เชน<br />
BeO, SiO 2 ,B 2 O 3 และอื่นๆ<br />
* โคเวเลนทออกไซดมักมีพันธะคูอยูในโครงสรางเชนใน CO 2 ,SO 2 ,<br />
NO 2 และมีสมบัติเปนกรด<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
63<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
64<br />
ซัลเฟอรประกอบดวยอัญรูปมากมายหลายแบบ แตละอัญรูปเปน<br />
อะตอมของ S ตอกันเปนวง วงที่มีขนาดใหญที่สุดเทาที่ทราบในปจจุบันคือ<br />
S 20 บางอัญรูปมีลักษณะเปนเสน (catenasulfur, S x ) ที่เสถียรมากที่สุด<br />
ไดแก orthorhombic sulfur<br />
ซัลเฟอรที่เปนเสนเปนองคประกอบหลักของ plastic sulfur ซึ่งเกิดขึ้น<br />
เมื่อเอาซัลเฟอรเหลวเทลงในน้ํา plastic sulfur นี้ดึงเปนเสนยาวไดและ<br />
คอยๆ เปลี่ยนรูปไปเปน orthorhombic ไอของซัลเฟอรประกอบดวย<br />
โมเลกุลของ S 8 และที่อุณหภูมิสูงขึ้นเปลี่ยนเปน S 2 มีสมบัติเปนพาราแมก<br />
เนติกเหมือน O 2<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
สารประกอบของธาตุหมู VIA<br />
o สารประกอบไฮไดรด (MH 2 )<br />
เตรียมไดจากปฏิกิริยาของกรดกับโลหะซัลไฟด ซีลีไนด หรือเทลลู<br />
ไรด ทั้งหมดเปนแกสอันตรายและมีกลิ่นเหม็น ความเปนกรดเพิ่มขึ้นและ<br />
พลังงานพันธะลดลงจาก S ถึง Te<br />
* กรดที่สําคัญไดแก H 2 S ซึ่งเกิดจากการผานแกส H 2 S ลงในน้ํา<br />
H 2 S + H 2 O H 3 O + + HS – K 1 = 1 10 –7<br />
HS – + H 2 O H 3 O + + S 2– K 2 10 –14<br />
S 2– ปรากฏในสารละลายเบสที่มี pH > 8<br />
S 2– + H 2 O SH + OH – K 1<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
65<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ 66
o สารประกอบเฮไลดและออกโซเฮไลดของซัลเฟอร<br />
* ซัลเฟอรฟลูออไรด ปฏิกิริยาฟลูออริเนชันของ S 8 ให SF 6 เปน<br />
ผลิตภัณฑหลักและได S 2 F 10 และ SF 4 รวมในปริมาณนอย<br />
* SF 4 มีความวองไวตอปฏิกิริยามาก และไฮโดรไลสทันทีในน้ําให<br />
SO 2 และ HF มีสมบัติเปน fluorinating agent ที่เฉพาะเจาะจง คือจะ<br />
เปลี่ยน C=O และ P=O เปน CF 2 และ PF 2 และเปลี่ยน COOH และ<br />
P(O)OH เปน CF 3 และ PF 3<br />
* SF 6 (ซัลเฟอรเฮกซะฟลูออไรด) มีสมบัติทนทานตอสารเคมี ซึ่ง<br />
เปนผลจากองคประกอบหลายๆ อยาง เชน พันธะ S–F มีพลังงานสูงและเว<br />
เลนสของอะตอมซัลเฟอรคอนขางอิ่มตัว คือมีอะตอม F ลอมรอบถึง 6 ตัว<br />
ทําใหการเขาทําปฏิกิริยาของ SF 6 กับสารอื่นๆ เปนไปไดยาก<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
67<br />
o สารประกอบออกไซดและกรดออกโซ<br />
* SO 2 เปนแกสมีกลิ่นฉุน โมเลกุลมีรูปรางเปนมุมงอ เตรียมโดย<br />
การเผา S ในอากาศ หรือเผาเกลือซัลไฟดในอากาศ SO 2 เหลวละลายสาร<br />
ตางๆ ไดมากมายทั้งที่เปนสารอินทรียและสารอนินทรีย<br />
* SO 2 ละลายในน้ําไดดี และใหสารละลายมีฤทธิ์เปนกรด<br />
* SO 3 เตรียมไดจากปฏิกิริยาของ SO 2 และ O 2 โดยมีตัวเรง เชน<br />
Pt หรือ V 2 O 5 แกส SO 3 เกิดปฏิกิริยาอยางรุนแรงกับน้ําไดสารละลายกรด<br />
ซัลฟวริก กรดซัลฟวริก 100% ที่อิ่มตัวดวยไอของ SO 3 เรียกวา<br />
ฟูมมิ่งซัลฟวริก (fuming sulfuric)<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
68<br />
o สารประกอบออกไซดและกรดออกโซ<br />
* กรดซีลีนิก มีลักษณะคลายกับ H 2 SO 4 ทั้งในรูปของไฮเดรตและ<br />
เกลือ แตเสถียรนอยกวากรดซัลฟวริก กรดซีลีนิกเปนตัวออกซิไดสที่<br />
คอนขางแรง แตการออกซิไดสจะชา<br />
SeO<br />
2–<br />
4 +4H + +2e – H 2 SeO 3 +H 2 O E 0 = +1.15 V<br />
* กรดเทลลูริก เตรียมไดจากการออกซิไดส Te หรือ TeO 2 ดวย<br />
H 2 O 2 หรือตัวออกซิไดสที่แรงอื่นๆ โครงสรางของกรดเทลลูริกเปน<br />
o สารประกอบออกไซดและกรดออกโซ<br />
* ไธโอซัลเฟต เมื่อตมสารละลายของซัลไฟดดวยซัลเฟอร จะไดไธ<br />
โอซัลเฟต (S 2 O 3<br />
2–<br />
) กรด H 2 S 2 O 3 ไมเสถียรที่อุณหภูมิปกติ เกลือไธโอซัล<br />
เฟตของโลหะอัลคาไล ใชในกระบวนการลางฟลม โดยทําหนาที่ในการ<br />
ละลาย AgBr ที่เหลือจากการเขาทําปฏิกิริยาโดยเกิดเปน [Ag(S 2 O 3 )] – และ<br />
[Ag(S 2 O 3 )] 3–<br />
เมื่อออกซิไดส S 2 O 3<br />
2–<br />
ดวย I 2 ไดเตตระไธโอเนท (S 4 O 6<br />
2–<br />
)<br />
ปฏิกิริยานี้ใชในการหาปริมาณของ I 2<br />
(Te(OH) 6 ) ตามทฤษฎีของ Lewis ซึ่งแตกตางจาก H 2 SO 4 และ H 2 Se 4<br />
2S 2 O<br />
2–<br />
3 +I 2 2I – +S 4 O<br />
2–<br />
6<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
69<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ 70<br />
เคมีของสารประกอบใน p-block : VIIA<br />
o ทั้งหมดเปนอโลหะ และ At เปนธาตุกัมมันตรังสีที่เตรียมไดจาก<br />
209<br />
Bi(,2n)<br />
211<br />
At<br />
o halogen เกิดสารประกอบไอออนิกแบบ monovalent ion ที่เปน<br />
แคทไอออน<br />
½ X 2 + e – X –<br />
X – + M + MX<br />
o halogen เกิดพันธะโคเวเลนตกับธาตุโลหะ โดยที่ F แสดงพันธะ<br />
โคเวเลนตที่แข็งแรงที่สุด และลดลงตามเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น<br />
o โมเลกุล F 2 วองไวในการเกิดปฏิกิริยาเพราะมีคา EN 1สูงที่สุด<br />
ทําใหการใชอิเล็กตรอนรวมกันระหวางอะตอม F นอย<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
71<br />
o เลขออกซิเดชัน<br />
* ยกเวน F มีเลขออกซิเดชัน =–1 เทานั้น ธาตุอื่น ๆ เกิด เลข<br />
ออกซิเดชัน –1 +1, +3, +5 และ+7 ไดเชน Cl 2 O 7 และ IF 7<br />
* F 2 เปนตัว Oxidized ที่ดี<br />
F 2 +H 2 O 2HF + O 2<br />
* Cl + เปนตัวออกซิไดสที่ดีรองลงมา ปฏิกิริยาจึงเกิดชาและเปน<br />
ลําดับ ดังนี้<br />
Cl 2 +H 2 O HOCl + Cl – +H +<br />
HOCl 1/2O 2 +HCl<br />
* I เปนตัวออกซิไดสที่ออนจึงถูก Oxidized โดย O 2 ได<br />
2HI + 1/2O 2 H 2 O + I 2<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
72
o การเตรียม<br />
* F ไมสามารถเตรียมไดจากกระบวนการทางเคมี แตเตรียมไดจาก<br />
การทําอิเล็กโทรลิซิสของ HF รวมกับ KF<br />
* Cl เตรียมจากการอิเล็กโทรลิซิสน้ําทะเล และในหองปฏิบัติการ<br />
เตรียมจากปฏิกิริยา<br />
MnO 2 +2Cl – +4H + Mn 2+ +2H 2 O +Cl 2<br />
(conc. HCl)<br />
Br 2 และ I 2 ก็สามารถเตรียมไดจากการทําอิเล็กโทรลิซิส<br />
* Br 2 ทางการคาเตรียมไดโดยการออกซิไดสน้ําทะเลดวย<br />
Cl 2 +2Br – Br 2 +2Cl –<br />
o การเตรียม<br />
* I 2 เตรียมจากการรีดิวซ IO 3<br />
–<br />
ดวย I – ในกรด<br />
IO 3– +5I – +6H + 3H 2 O + 3I 2<br />
2IO 3– +6HSO 3<br />
–<br />
2I – +6SO 4<br />
2–<br />
+6H +<br />
o สารประกอบ halides<br />
* เตรียมโดยการเผาตามอัตราสวนของสารประกอบที่ T สูง<br />
Br 2 +3F 2 2BrF 3<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
73<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
74<br />
o สารประกอบ halides (ตอ)<br />
* สารประกอบ Silver halide ไมละลายน้ํา เชน AgCl, AgBr,<br />
AgI ยกเวน AgF ละลายได เพราะอะตอมของ Ag มีขนาดใหญ จึงถูก<br />
โพลาไรซไดงาย Br – และ I – ก็มีขนาดใหญและถูกโพลาไรซไดงาย จึงมี<br />
Covalent charactor สูง เฉพาะ AgF และ AgCl เทานั้นเปนไอออนิก<br />
บริสุทธิ์<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
75<br />
o Oxyacid และ Oxyanion<br />
* F เกิดสารประกอบออกไซดเพียงตัวเดียวคือ F 2 O Halide ตัวอื่น<br />
เกิดสารประกอบกับออกไซดไดหลายชนิดขึ้นกับเลขออกซิเดชัน<br />
Cl Br I<br />
+7 Cl 2 O 7 , HClO 4 H 5 IO 6<br />
+5 HClO 3 HBrO 3 I 2 O 5 , HIO 3<br />
+4 ClO 2<br />
+3 HClO 2<br />
+1 Cl 2 O, HOCl HOBr HOI<br />
0 Cl 2<br />
* ออกไซดเหลานี้ไมเสถียรและระเบิดไดงาย<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
76<br />
o Oxyacid และ Oxyanion (ตอ)<br />
* ClO 2 เปนตัวออกซิไดสที่แรงมากกวา Cl 2 และใชเปนสารฟอกสี<br />
ในอุตสาหกรรมยอมและอุตสาหกรรมกระดาษและแปง เตรียมไดดังนี้<br />
2NaClO 3 +SO 2 +H 2 SO 4 2ClO 2 +2NaHSO 4<br />
o Hypohalous acid และ Hypohalites: HOX และเกลือของ OX –<br />
* Cl 2 ,Br 2 และ I 2 ทําปฏิกิริยากับน้ําไดของผสม Hypohalous และ<br />
Hydrochloric acid<br />
X 2 +2H 2 O HOX + H 3 O + +X –<br />
Hypohalous + Hydrochloroic<br />
o Hypohalous acid และ Hypohalites: HOX และเกลือของ OX –<br />
* Hypohalous เกิดปฏิกิริยาตอได ขึ้นกับธาตุและอุณหภูมิ<br />
3HOX + 2H 2 O HXO 3 +2H 3 O + +2X –<br />
2HOX + 2H 2 O 2H 3 O + +2X – +O 2<br />
* ในสารละลายดาง X 2 เกิดเปน Hypohalites ไดรวดเร็วขึ้น<br />
0 –1 +1<br />
Cl 2 +2OH – Cl – +OCl – +H 2 O<br />
* Hypohalites เกิด Disproprotionation ตามสมการ<br />
+1 –1 +5<br />
3OX – 2X – +XO 3<br />
–<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
77<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
78
o Disproportionation<br />
การเกิดสารประกอบจากสารตั้งตนที่มีเลขออกซิเดชันเริ่มตนที่<br />
เทากัน แลวไดผลิตภัณฑที่มีเลขออกซิเดชันตางจากสารปะกอบตัวเดียวกัน<br />
เรียกวา<br />
Disproportionation<br />
Cl ในน้ําปฏิกิริยาเกิดที่75 0 C<br />
NaClO 3 ไดจากการละลาย Cl 2 ใน NaOH<br />
I ในน้ําปฏิริยาเกิดที่อุณหภูมิหอง<br />
Br ปฏิกิริยาเกิดไดตั้งแต 0 0 C<br />
BrO – ไมเสถียรเมื่ออุณหภูมิสูงกวา 0 0 C<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
79<br />
o Chlorates (ClO 3– ) และ Perchlorates (ClO 4– )<br />
* เตรียมโดยOxidized NaClO 3 ในน้ํา<br />
* NaClO 4 สลายตัวเมื่อไดรับความรอน พรอมทั้งคายพลังงาน<br />
จํานวนมากทําใหระเบิดไดงาย<br />
NaClO 4 NaCl + 2O 2<br />
นอกจาก NaClO 4 ระเบิดเพราะถูกความรอนแลว เมื่อ NaClO 4 ทําปฏิกิริยา<br />
กับสารอินทรียก็ระเบิดไดเชนกัน<br />
* BrO 3 และ KIO 3 ใชเปนตัวออกซิไดสในหองปฏิบัติการ<br />
IO 3– +6H + +6e – I + 3H 2 O E 0 =1.85V<br />
IO 3– +6H + +5I – 3I 2 +3H 2 O<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
80<br />
o สารประกอบ Hydrogen Halide (HX : HF, HCl, HBr and HI )<br />
* HF เปนของเหลวที่อุณหภูมิหอง แตธาตุอื่นเปนแกส เนื่องจาก<br />
HF เกิดพันธะไฮโดรเจนไดดี<br />
* ที่อุณหภูมิไมเกิน 80 0 C ยังพบวาเกิดเปน hexamer ในสถานะ<br />
แกส<br />
* HX (ยกเวน HF) เมื่อละลายน้ําจะไดสารละลายกรดแก<br />
HX + H 2 O H 3 O + +X –<br />
* HF ทําปฏิกิริยากับ Silica ได เรียกวา กรดกัดแกว<br />
4HF + SiO 2 SiF 4 +2H 2 O<br />
o สารประกอบ Hydrogen Halide (ตอ)<br />
*HF เปนอันตรายตอผิวหนังมากเพราะสามารถซึมผานผิวหนัง<br />
อยาง<br />
รวดเร็วแลวทําใหเกิดการระคายเคืองอยางมาก<br />
* HX เมื่อทําปฏิกิริยาโลหะ จะเกิดการออกซิเดชันของโลหะและ<br />
การรีดิวซของ H + เปน H 2<br />
Zn + 2H + +2X – Zn 2+ +2Cl – +H 2<br />
SiF 4 +2F – [SiOF 6 ] 2– 303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
81<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ 82<br />
เคมีของสารประกอบใน p-block : VIIIA<br />
o ธาตุในหมูนี้เฉื่อยตอปฏิกิริยาเคมี เพราะมีอิเล็กตรอน<br />
วงนอกครบ 8 ตัว แตธาตุที่มีขนาดใหญและ EN ต่ําๆ<br />
สามารถเกิดปฏิกิริยาได ดังนี้<br />
Xe excess<br />
Xe + F 2 XeF 2<br />
Xe excess<br />
400 O C, 6 atm<br />
Xe + 2F 2 XeF 4<br />
F 2 excess<br />
5 atm<br />
Xe + 3F 2 XeF 6<br />
303103 เคมี 2...ธาตุเรพรีเซนเททีฟ อ. สมศักดิ์ ศิริไชย 2๑2551<br />
83