28.06.2014 Views

6 สไลด์ต่อแผ่นสำหรับพิมพ์

6 สไลด์ต่อแผ่นสำหรับพิมพ์

6 สไลด์ต่อแผ่นสำหรับพิมพ์

SHOW MORE
SHOW LESS

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

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!