ปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบของธาตุตามหมู่

การทำปฏิกิริยากับน้ำของโลหะหมู่ IA 

สามารถเขียนเป็นสมการทั่วไป ได้ดังนี้
2M(s)+2H2O(l) → 2MOH(aq)+H2(g) (เบส)

หรือ 

2M(s)+2H2O(l) → 2M2+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)(เบส)

เมื่อ M คือโลหะหมู่ IA เนื่องจากโลหะหมู่ IA ทุกชนิดทำปฏิกิริยากับน้ำแล้วเกิดเบส (alkali ) ขึ้นจึงเรียกโลหะหมู่ IA ว่าโลหะแอลคาไล

สารประกอบของธาตุหมู่ IA
          ธาตุหมู่ IA มีความว่องไวในการทำปฏิกิริยาจึงไม่พบในรูปของธาตุอิสระแต่จะพบในรูปของสารประกอบต่าง ๆ มากมาย เช่น LiCl, NaCl, KCl, NaNO3 , KNO3 , NaHCO3 เป็นต้น

สารประกอบของธาตุหมู่ IA ที่พบมากที่สุด คือ สารประกอบของธาตุโซเดียม เช่น เกลือโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ในน้ำทะเล

สมบัติบางประการของสารประกอบของธาตุหมู่ IA มีดังนี้

1. สารประกอบของโลหะหมู่ IA ละลายน้ำได้ดี
2. มีจุดเดือดและจุหลอมเหลวสูง เนื่องจากมีพันธะไอออนิก
3. เมื่อหลอมเหลวหรือละลายน้ำแล้วจะเป้นสารละลายที่นำไฟฟ้าได้
4. สารประกอบคลอไรด์ของธาตุหมู่ IA เมื่อละลายน้ำเป็นสารละลายที่มีสมบัติเป็นกลาง ส่วน สารประกอบออกไซด์ ซัลไฟด์ และไฮไดรด์ของธาตุหมู่ IA เมื่อละลายน้ำเป็นสารละลายที่มีสมบัติเป็นเบส

ประโยชน์ของธาตุหมู่ IA
 Na และ K ใช้ถ่ายเทความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู เพราะนำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดีรวมทั้งราคาไม่แพงCs ใช้ทำโฟโตเซลล์สำหรับเปลี่ยนสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
Na ใช้บรรจุในท่อพอลิเอทิลีน สำหรับใช้แทนสายเคเบิล และ เพราะโลหะโซเดียมมีน้ำหนักเบา
 ราคาถูกกว่า และประสิทธิภาพดีกว่าสารประกอบ ใช้ในการปรุงอาหาร ถนอมอาหาร 
 

ปฏิกิริยาของธาตุหมู่ IIA
ธาตุหมู่ IIA
ธาตุหมู่ IIA เรียกว่า โลหะแอลคาไลน์เอิร์ท (allaline earth metals) มี 6 ธาตุ คือ เบริลเลียม( Be)
แมกนีเซียม (Mg) แคลเซียม(Ca) สทรอนเซียม (Sr) แบเรียม(Ba) และเรเดียม(Ra)

สมบัติที่สำคัญของธาตุหมู่ IIA มีดังนี้

1. ทุกธาตุเป็นของแข็ง และมีความแข็งมากกว่าธาตุหมู่ IA เพราะมีความหนาแน่นมากกว่าธาตุหมู่
IA

2. ทุกธาตุเป็นโลหะ แต่มีความเป็นโลหะน้อยกว่าหมู่ IA เมื่อเปรียบเทียบในคาบเดียวกัน

3. นำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดี แต่ไม่เท่ากับธาตุหมู่ IA ในคาบเดียวกัน

4. มีค่าพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 อิเล็กโทรเนกาติวิตี และค่าสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนต่ำ แต่สูงกว่าธาตุหมู่ IA ในคาบเดียวกัน

5. มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกว่าธาตุหมู่ IA ในคาบเดียวกันเพราะมีพันธะฏลหะที่แข็งแรงกว่า

6. เสียอิเล็กตรอนได้ง่ายทั้งในสภาวะแก๊สและในสารละลาย แต่ไม่ดีเท่ากับธาตุหมู่IA ในคาบเดียวกัน 

7. ธาตุหมู่ IIA เมื่อรวมตัวอโลหะได้สารประกอบไอออนิกซึ่งธาตุหมู่ IIA มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ+2 เท่านั้น เพราะให้ 2 อิเล็กตรอนแก่อโลหะ

8. เนื่องจากธาตุหมู่นี้จัดเป็นธาตุที่ว่องไว และความว่องไวเพิ่มขึ้นเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น ธาตุหมู่นี้จึงทำปฏิกิริยากับน้ำและสารอื่นได้หลายชนิด

ปฏิกิริยาของธาตุหมู่ VIIA

          ธาตุหมู่ VIIA หรือที่เรียกว่า ธาตุแฮโลเจน (Halogen) มีทั้งหมด 5ธาตุ เรียงลำดับจากบนลงล่าง ดังนี้ F, Cl, Br, I, At มีสมบัติของธาตุที่ควรทราบ คือ

                1. มีทั้ง 3 สถานะ คือ F เป็นก๊าซสีเหลือง Cl เป็นก๊าซสีเหลืองแกมเขียว Br เป็นของเหลวสีน้ำตาลแดง I เป็นของแข็งสีม่วงดำ เมื่อเป็นไอมีสีม่วง และ At เป็นของแข็ง แต่ไม่มีในธรรมชาติ เป็นกัมมันตรังสีที่สังเคราะห์ขึ้น สีของแฮโลเจนจะเข้มขึ้นจากบนลงล่าง

                2. ธาตุแฮโลเจนเป็นพิษทุกชนิด F มีพิษมากที่สุด

                3. โมเลกุลประกอบด้วย 2 อะตอม คือ F2 Cl2 Br2 I2

               4. เป็นอโลหะ ไม่นำไฟฟ้า

                5. มีจุดหลอมเหลว จุดเดือดต่ำ (ทำลายแรงลอนดอนประเภทแรงแวนเดอร์วาลส์)

                6. มีค่าพลังงานไอออไนเซชันค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตี ( EN ) และสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนสูง และเมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอื่นในคาบเดียวกันจะมีค่าสูงที่สุด

               7. ละลายน้ำได้น้อย ( At ไม่ละลายน้ำ ) F เมื่อละลายน้ำจะทำปฏิกิริยากับน้ำ ได้ O2

                8. ละลายได้ดีในตัวทำละลายอินทรีย์ที่ไม่มีขั้ว เช่น CS2 CCl4 ในตัวทำละลายเหล่านี้ I จะมีสีม่วง สารละลายของ Br มีสีส้ม และสารละลายของ Cl ไม่มีสี แต่ถ้าละลายในเอทานอล จะได้สารละลายสีน้ำตาล (โดยเฉพาะ I )

               9. มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า เพราะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนมาก จึงรวมตัวกับธาตุอื่นได้หลายอัตราส่วน

                10. ความว่องไวในการทำปฏิกิริยาลดลงจากบนลงล่างในหมู่เดียวกัน F มีความว่องไวมากที่สุด

                11. I ทำปฏิกิริยากับน้ำแป้งได้สารละลายสีน้ำเงินเข้ม เกิดจากโมเลกุลของ I ถูกดูดซับเข้าไปในโครงสร้างของแป้ง 

( ในห่วงโซ่ของกลูโคส )

                12. ธาตุแฮโลเจนตัวบนสามารถทำปฏิกิริยากับไอออนของแฮโลเจนตัวล่างในสารประกอบแฮไลด์ได้ โดย F2 สามารถทำปฏิกิริยากับ Cl- Br- I- ได้ ส่วน Cl2 สามรถทำปฏิกิริยากับ Br-  I- ได้ และ Br2 สามารถทำปฏิกิริยากับ I- ได้

                13. F สามารถทำปฏิกิริยากับ H แล้วเกิดระเบิดได้ในที่มืด Cl สามารถเกิดปฏิกิริยาได้ในที่มีแสงสว่าง Br ทำปฏิกิริยากับ H ได้เมื่อมี Pt ช่วยเร่งปฏิกิริยาที่ 200°C และปฏิกิริยาระหว่าง I กับ H เป็นปฏิกิริยาที่ผันกลับได้

            สมบัติบางประการของสารประกอบของธาตุหมู่ VIIA

                1. สามารถเกิดได้ทั้งสารประกอบไอออนิกและสารประกอบโคเวเลนต์ คือ ถ้ารวมตัวกับโลหะจะเกิดเป็นสารประกอบไอออนิก แต่ถ้ารวมตัวกับอโลหะก็จะเกิดเป็นสารประกอบโคเวเลนต์

               2. เกิดเป็นสารประกอบที่มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า เช่น ในสารประกอบ KClO , KClO2 , KClO3 , KClO4 นั้น Cl มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ +1 ,+3 ,+5 ,+7 ตามลำดับ

                3. สารประกอบออกไซด์และซัลไฟต์ เมื่อละลายจะมีสมบัติเป็นกรด

           ประโยชน์ของธาตุหมู่ VIIA

1. F2 ใช้เตรียมสารประกอบฟลูออโรคาร์บอน เช่น ฟรีออน ได้แก่ ฟรีออน-12 ( CCl2F )  ฟรีออน-21 ( CHCl2F ) ฟรีออน-142 ( CH3CClF2 )  ซึ่งมีความสำคัญและใช้มากในเครื่องทำความเย็น   F2CCF2 ( เทฟลอน ) เป็นพลาสติกที่มีความเสถียร ทนความร้อน ผิวลื่น นิยมใช้เคลือบภาชนะต่าง ๆ นอกจากนั้นสารประกอบของฟลูออรีนในรูปของฟลูออไรด์ ใช้ผสมในน้ำดื่มและยาสีฟัน เพื่อป้องกันฟันผุ

2. Cl2 ใช้ประโยชน์ในการเตรียมสารประกอบต่าง ๆ เช่น น้ำยาซักแห้ง พลาสติกพีวีซี ( โพลีไวนิลคลอไรด์, (-H2CCHCl-)n ผงฟอกขาว DDT ผงชูรส เป็นต้น ใช้ฆ่าเชื้อโรคในน้ำประปา และสารประกอบของคลอรีน เช่น CCl4 ใช้เป็นตัวทำละลาย

3. Br2 ใช้เตรียมสารประกอบเอทิลีนไดโบรไมด์ หรือไดโบรมีนอีเทน ( C2H4Br2 ) ใช้สำหรับเติมในน้ำมันเพื่อปรับปรุงคุณภาพของน้ำมันให้ดีขึ้น ( เป็นสารป้องกันการน็อคของเครื่องยนต์ ) นอกจากนั้น ยังใช้ทำสีย้อมผ้า ฟิล์มถ่ายรูป กระดาษพิมพ์ เป็นต้น

4. I2 ใช้ป้องกันโรคคอพอก