ธาตุ
ในทางเคมี ธาตุ คือ สารบริสุทธิ์ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานเลขอะตอม อันเป็นจำนวนของโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุนั้นตัวอย่างธาตุที่คุ้นเคยกัน เช่น คาร์บอน ออกซิเจน อะลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง ทองคำ ปรอทและตะกั่วจนถึงเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2554 มีการบ่งชี้ธาตุแล้ว 118 ธาตุ ล่าสุดคือ อูนอูนออกเทียม ใน พ.ศ. 2545ในบรรดาธาตุที่รู้จักกัน 118 ธาตุนั้น มีเพียง 92 ธาตุแรกเท่านั้นที่เชื่อกันว่าเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติบนโลก และมี 80 ธาตุที่เสถียรหรือโดยพื้นฐานแล้วเสถียร ขณะที่ที่เหลือเป็นธาตุกัมมันตรังสี ซึ่งจะสลายตัวไปเป็นธาตุที่เบากว่าในระยะเวลาที่แตกต่างกันจากเสี้ยววินาที ไปจนถึงหลายพันล้านปี ธาตุใหม่ ๆ ซึ่งมีเลขอะตอมสูงกว่าที่มีอยู่ตามธรรมชาติ สังเคราะห์ขึ้นจากผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยานิวเคลียร์ไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นธาตุที่พบได้มากที่
สุดในเอกภพ อย่างไรก็ดี ออกซิเจนเป็นธาตุที่พบได้มากที่สุดในเปลือกโลก ประกอบกันเป็นครึ่งหนึ่งของมวลทั้งหมดแม้สสารเคมีทั้งหมดที่ทราบกันจะประกอบด้วยธาตุอันหลากหลายเหล่านี้ แต่สสารเคมีนั้นประกอบกันขึ้นเป็นเพียงราวร้อยละ 15 ของสสารทั้งหมดในเอกภพ ส่วนที่เหลือนั้นเป็นสสารมืด ซึ่งมิได้ประกอบด้วยธาตุเคมีที่มนุษย์รู้จัก เพราะไม่มีโปรตอน นิวตรอนหรืออิเล็กตรอนเชื่อกันว่าธาตุเคมีเกิดขึ้นจากกระบวนการของเอกภพหลายอย่าง รวมทั้งไฮโดรเจน ฮีเลียม และลิเทียม เบริลเลียมและโบรอนปริมาณน้อยกว่า เกิดขึ้นระหว่างบิกแบงและปฏิกิริยาการแตกเป็นเสี่ยงของรังสีคอสมิก (cosmic-ray spallation) การเกิดขึ้นของธาตุที่หนักขึ้นตั้งแต่คาร์บอนไปจนถึงธาตุที่หนักที่สุดนั้นเป็นผลจากการสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์ และมหานวดาราได้ ทำให้ธาตุเหล่านี้มีสำหรับระบบสุริยะเนบิวลาและการก่อตัวของดาวเคราะห์ และเหตุการณ์ของเอกภพซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ซึ่งระเบิดธาตุที่สร้างขึ้นใหม่เหล่านี้จากดาวฤกษ์ออกสู่อวกาศขณะที่ธาตุส่วนใหญ่มักถูกมองว่าเสถียร แต่การแปรนิวเคลียส (nuclear transformation) ตามธรรมชาติของธาตุหนึ่งเป็นอีกธาตุหนึ่งนั้นยังดำเนินอยู่ในปัจจุบัน โดยการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี เช่นเดียวกับกระบวนการนิวเคลียร์อื่น ๆ เช่น การยิงรังสีคอสมิกและนิวเคลียร์ฟิชชันตามธรรมชาติของนิวเคลียสธาตุหนักหลายชนิดเมื่อธาตุแตกต่างกันสองธาตุรวมตัวกันทางเคมี โดยมีอะตอมยึดเข้าด้วยกันด้วยพันธะเคมี ผลที่ได้เรียกว่า สารประกอบเคมี สองในสามของธาตุเคมีที่พบได้บนโลกพบเฉพาะในรูปของสารประกอบ และในหลายกรณี หนึ่งในสามที่เหลือนั้นก็มักพบเป็นสารประกอบเป็นส่วนใหญ่ สารประกอบเคมีอาจประกอบด้วยธาตุที่รวมเข้าด้วยกันในสัดส่วนจำนวนเต็มแน่นอน ดังเช่น น้ำ เกลือแกง และแร่ อย่างควอตซ์ แคลไซต์ และแร่โลหะบางชนิด อย่างไรก็ดี พันธะเคมีของธาตุหลายประเภทส่งผลให้เกิดเป็นของแข็งผลึกและอัลลอยโลหะ ซึ่งไม่มีสูตรเคมีแน่นอน สสารของแข็งส่วนใหญ่บนโลกเป็นประเภทหลังนี้ คือ อะตอมก่อเป็นสสารของเปลือกโลก แมนเทิล และแก่นโลกชั้นในก่อสารประกอบเคมีที่มีองค์ประกอบหลากหลาย แต่ไม่มีสูตรเอมพิริคัลแน่ชัดใน การนำเสนอเหล่านี้ทั้งหมด คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของธาตุบริสุทธิ์แต่ละธาตุนั้นไม่ชัดเจน ซึ่งเป็นเช่นนั้นแม้ธาตุที่เกิดในรูปไม่ผสม หากธาตุเหล่านี้เกิดเป็นสารผสม ซึ่งส่วนใหญ่เป็น ขณะที่ธาตุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติทั้งหมด 94 ธาตุ จะได้รับการบ่งชี้ในตัวอย่างแร่จากเปลือกโลก มีเพียงธาตุส่วนน้อยพบเป็นแร่ค่อนข้างบริสุทธิ์ที่สามารถรู้ได้ ส่วน "ธาตุธรรมชาติ" ที่หาพบได้ง่ายกว่า เช่น ทองแดง เงิน ทองคำ คาร์บอน (ในรูปถ่านหิน แกรไฟต์ หรือเพชร) กำมะถันและปรอท ธาตุเฉื่อยแทบทั้งหมด เช่น แก๊สเฉื่อยและ โลหะมีตระกูล มักพบบนโลกในรูปผสมทางเคมี เป็น สารประกอบเคมี ขณะที่ธาตุเคมีราว 32 ธาตุ พบบนโลกในรูปไม่ผสมตามธรรมชาติ แต่ธาตุเหล่านี้หลายชนิดเกิดเป็นสารผสม ตัวอย่างเช่น อากาศชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่เป็นสารผสมไนโตรเจน ออกซิเจนและอาร์กอน ธาตุของแข็งตามธรรมชาติยังมักเกิดเป็นสารผสมหลายชนิด เช่น อัลลอยของเหล็กและนิกเกิลประวัติ ศาสตร์การค้นพบและการใช้ธาตุเคมีเริ่มขึ้นด้วยสังคมมนุษย์ยุคแรกเริ่มที่พบ ธาตุธรรมชาติอย่างทองแดงหรือทองคำ และสกัด (หลอม) เหล็กและโลหะอื่นบางชนิดจากแร่โลหะนั้น นักเล่นแร่แปรธาตุและนักเคมีภาย หลังบ่งชี้ธาตุเพิ่มขึ้นอีกมาก ซึ่งธาตุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเกือบทั้งหมดเป็นที่ทราบกันใน ค.ศ. 1900 คุณสมบัติของธาตุเคมีมักสรุปโดยใช้ตารางธาตุ ซึ่งจัดธาตุเรียงตามเลขอะตอม แบ่งเป็นแถว ("คาบ") ซึ่งธาตุที่อยู่ในคอลัมน์ ("หมู่") เดียวกันจะมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีเกิดเวียนซ้ำ เกือบทุกธาตุมีประโยชน์ใช้งานสำคัญต่อมนุษย์อย่างน้อยหนึ่งอย่าง ซึ่งอาจอยู่ในรูปบริสุทธิ์หรืออยู่ในสารประกอบเคมีหรือสารผสมหลายชนิด ยกเว้นธาตุกัมมันตรังสีที่มีครึ่งชีวิตสั้น ธาตุทั้งหมดหลังยูเรเนียม และรวมไปถึงอะเมริเซียม ปัจจุบันมีผลิตเป็นอุตสาหกรรม ซึ่งส่วนใหญ่มีความบริสุทธิ์สูง
ประมาณยี่สิบสี่ธาตุมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตหลายชนิด ธาตุหายากส่วนใหญ่บนโลกไม่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต (ยกเว้น เซเลเนียมหรือไอโอดีน) ขณะที่ธาตุส่วนน้อยที่พบได้ค่อนข้างทั่วไป (อะลูมิเนียมและไทเทเนียม) ไม่จำเป็น สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่มีความต้องการธาตุร่วมกัน แต่มีความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างพืชและสัตว์ ตัวอย่างเช่น สาหร่ายมหาสมุทรใช้โบรมีน แต่พืชบกและสัตว์ดูเหมือนไม่ต้องการเลย สัตว์ทุกชนิดต้องการโซเดียม แต่พืชบางชนิดไม่ต้องการ พืชต้องการโบรอนและซิลิกอน แต่สัตว์ไม่ต้องการหรืออาจต้องการในปริมาณเล็กน้อยมาก) มีเพียงหกธาตุ ได้แก่ คาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน แคลเซียม และฟอสฟอรัส ประกอบกันขึ้นเป็นเกือบ 99% ของมวลร่างกายมนุษย์ นอกเหนือไปจากหกธาตุหลักซึ่งประกอบเป็นร่างกายมนุษย์ส่วนใหญ่นั้น มนุษย์ยังต้องการบริโภคธาตุอีกอย่างน้อยสิบสองธาตุ
ตัวอย่างตารางธาตุ
สมบัติของธาตุในตารางธาตุ
ธาตุในหมู่ (group) เดียวกันจำนวนอิเล็กตรอนวงนอกสุด (valence electron) เท่ากัน
พลังงาน IE ลดลงจากบนลงล่าง
ค่า EN (electronegativity) ลดลงจากบนลงล่าง
ธาตุในคาบ (period) เดียวกัน
จำนวนอิเล็กตรอนวงนอกสุด (valence electron) เพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา
พลังงาน IE เพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวายกเว้นหมู่ 2 สูงกว่าหมู่ 3 และ หมู่ 5 สูงกว่าหมู่ 6
ค่า EN เพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา
รายชือธาตุเรียงตามเลขอะตอม
เลขอะตอม | ชื่อไทย | ชื่ออังกฤษ/ชื่อละติน | สัญลักษณ์ธาตุ | น้ำหนักอะตอม | หมู่ | คาบ |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | ไฮโดรเจน | Hydrogen/Hydrogenium | H | 1.00794 (7) 2 3 4 | 1 | 1 |
2 | ฮีเลียม | Helium | He | 4.002602 (2) 2 4 | 18 | 1 |
3 | ลิเทียม | Lithium | Li | 6.941 (2) 2 3 4 5 | 1 | 2 |
4 | เบริลเลียม | Beryllium | Be | 9.012182 (3) | 2 | 2 |
5 | โบรอน | Boron | B | 10.811 (7) 2 3 4 | 13 | 2 |
6 | คาร์บอน | Carbon | C | 12.0107 (8) 2 4 | 14 | 2 |
7 | ไนโตรเจน | Nitrogen | N | 14.00674 (2) 2 4 | 15 | 2 |
8 | ออกซิเจน | Oxygen | O | 15.9994 (3) 2 4 | 16 | 2 |
9 | ฟลูออรีน | Fluorine | F | 18.9984032 (5) | 17 | 2 |
10 | นีออน | Neon | Ne | 20.1797 (6) 2 3 | 18 | 2 |
11 | โซเดียม | Sodium / Natrium | Na | 22.989770 (2) | 1 | 3 |
12 | แมกนีเซียม | Magnesium | Mg | 24.3050 (6) | 2 | 3 |
13 | อะลูมิเนียม | Aluminium | Al | 26.981538 (2) | 13 | 3 |
14 | ซิลิคอน | Silicon | Si | 28.0855 (3) 4 | 14 | 3 |
15 | ฟอสฟอรัส | Phosphorus | P | 30.973761 (2) | 15 | 3 |
16 | กำมะถัน | Sulfur | S | 32.066 (5) 2 4 | 16 | 3 |
17 | คลอรีน | Chlorine | Cl | 35.453 (2) 2 3 4 | 17 | 3 |
18 | อาร์กอน | Argon | Ar | 39.948 (1) 2 4 | 18 | 3 |
19 | โพแทสเซียม | Potassium / Kalium | K | 39.0983 (1) | 1 | 4 |
20 | แคลเซียม | Calcium | Ca | 40.078 (4) 2 | 2 | 4 |
21 | สแคนเดียม | Scandium | Sc | 44.955910 (8) | 3 | 4 |
22 | ไททาเนียม | Titanium | Ti | 47.867 (1) | 4 | 4 |
23 | เวเนเดียม | Vanadium | V | 50.9415 (1) | 5 | 4 |
24 | โครเมียม | Chromium | Cr | 51.9961 (6) | 6 | 4 |
25 | แมงกานีส | Manganese | Mn | 54.938049 (9) | 7 | 4 |
26 | เหล็ก | Iron / Ferrum | Fe | 55.845 (2) | 8 | 4 |
27 | โคบอลต์ | Cobalt | Co | 58.933 200 (9) | 9 | 4 |
28 | นิกเกิล | Nickel | Ni | 58.6934 (2) | 10 | 4 |
29 | ทองแดง | Copper / Cuprum | Cu | 63.546 (3) 4 | 11 | 4 |
30 | สังกะสี | Zinc | Zn | 65.39 (4) | 12 | 4 |
31 | แกลเลียม | Gallium | Ga | 69.723 (1) | 13 | 4 |
32 | เจอร์เมเนียม | Germanium | Ge | 72.61 (1) | 14 | 4 |
33 | อาร์ซีนิก | Arsenic | As | 74.92160 (2) | 15 | 4 |
34 | ซีลีเนียม | Selenium | Se | 78.96 (3) 4 | 16 | 4 |
35 | โบรมีน | Bromine | Br | 79.904 (1) | 17 | 4 |
36 | คริปทอน | Krypton | Kr | 83.798 (2) 2 3 | 18 | 4 |
37 | รูบิเดียม | Rubidium | Rb | 85.4678 (3) 2 | 1 | 5 |
38 | สตรอนเชียม | Strontium | Sr | 87.62 (1) 2 4 | 2 | 5 |
39 | อิตเทรียม | Yttrium | Y | 88.90585 (2) | 3 | 5 |
40 | เซอร์โคเนียม | Zirconium | Zr | 91.224 (2) 2 | 4 | 5 |
41 | ไนโอเบียม | Niobium | Nb | 92.90638 (2) | 5 | 5 |
42 | โมลิบดีนัม | Molybdenum | Mo | 95.94 (2) 2 | 6 | 5 |
43 | เทกนีเทียม | Technetium | Tc | [98]1 | 7 | 5 |
44 | รูทีเนียม | Ruthenium | Ru | 101.07 (2) 2 | 8 | 5 |
45 | โรเดียม | Rhodium | Rh | 102.905 50 (2) | 9 | 5 |
46 | แพลเลเดียม | Palladium | Pd | 106.42 (1) 2 | 10 | 5 |
47 | เงิน | Silver / Argentum | Ag | 107.8682 (2) 2 | 11 | 5 |
48 | แคดเมียม | Cadmium | Cd | 112.411 (8) 2 | 12 | 5 |
49 | อินเดียม | Indium | In | 114.818 (3) | 13 | 5 |
50 | ดีบุก | Tin / Stannum | Sn | 118.710 (7) 2 | 14 | 5 |
51 | พลวง | Antimony / Stibium | Sb | 121.760 (1) 2 | 15 | 5 |
52 | เทลลูเรียม | Tellurium | Te | 127.60 (3) 2 | 16 | 5 |
53 | ไอโอดีน | Iodine | I | 126.904 47 (3) | 17 | 5 |
54 | ซีนอน | Xenon | Xe | 131.293 (6) 2 3 | 18 | 5 |
55 | ซีเซียม | Cesium | Cs | 132.905 45 (2) | 1 | 6 |
56 | แบเรียม | Barium | Ba | 137.327 (7) | 2 | 6 |
57 | แลนทานัม | Lanthanum | La | 138.9055 (2) 2 | 6 | |
58 | ซีเรียม | Cerium | Ce | 140.116 (1) 2 | 6 | |
59 | เพรซีโอดิเมียม | Praseodymium | Pr | 140.90765 (2) | 6 | |
60 | นีโอดิเมียม | Neodymium | Nd | 144.24 (3) 2 | 6 | |
61 | โพรมีเทียม | Promethium | Pm | [145]1 | 6 | |
62 | ซาแมเรียม | Samarium | Sm | 150.36 (3) 2 | 6 | |
63 | ยูโรเพียม | Europium | Eu | 151.964 (1) 2 | 6 | |
64 | แกโดลิเนียม | Gadolinium | Gd | 157.25 (3) 2 | 6 | |
65 | เทอร์เบียม | Terbium | Tb | 158.92534 (2) | 6 | |
66 | ดิสโพรเซียม | Dysprosium | Dy | 162.500 (1) 2 | 6 | |
67 | โฮลเมียม | Holmium | Ho | 164.930 32 (2) | 6 | |
68 | เออร์เบียม | Erbium | Er | 167.259 (3) 2 | 6 | |
69 | ทูเลียม | Thulium | Tm | 168.93421 (2) | 6 | |
70 | อิตเทอร์เบียม | Ytterbium | Yb | 173.04 (3) 2 | 6 | |
71 | ลูทีเทียม | Lutetium | Lu | 174.967 (1) 2 | 3 | 6 |
72 | แฮฟเนียม | Hafnium | Hf | 178.49 (2) | 4 | 6 |
73 | แทนทาลัม | Tantalum | Ta | 180.9479 (1) | 5 | 6 |
74 | ทังสเตน | Tungsten / Wolfram | W | 183.84 (1) | 6 | 6 |
75 | รีเนียม | Rhenium | Re | 186.207 (1) | 7 | 6 |
76 | ออสเมียม | Osmium | Os | 190.23 (3) 2 | 8 | 6 |
77 | อิริเดียม | Iridium | Ir | 192.217 (3) | 9 | 6 |
78 | แพลทินัม | Platinum | Pt | 195.078 (2) | 10 | 6 |
79 | ทองคำ | Gold / Aurum | Au | 196.96655 (2) | 11 | 6 |
80 | ปรอท | Mercury / Hydrargyrum | Hg | 200.59 (2) | 12 | 6 |
81 | แทลเลียม | Thallium | Tl | 204.3833 (2) | 13 | 6 |
82 | ตะกั่ว | Lead / Plumbum | Pb | 207.2 (1) 2 4 | 14 | 6 |
83 | บิสมัท | Bismuth | Bi | 208.980 38 (2) | 15 | 6 |
84 | พอโลเนียม | Polonium | Po | [209]1 | 16 | 6 |
85 | แอสทาทีน | Astatine | At | [210]1 | 17 | 6 |
86 | เรดอน | Radon | Rn | [222]1 | 18 | 6 |
87 | แฟรนเซียม | Francium | Fr | [223]1 | 1 | 7 |
88 | เรเดียม | Radium | Ra | [226]1 | 2 | 7 |
89 | แอกทิเนียม | Actinium | Ac | [227]1 | 7 | |
90 | ทอเรียม | Thorium | Th | 232.0381 (1) 1 2 | 7 | |
91 | โพรแทกทิเนียม | Protactinium | Pa | 231.03588 (2) 1 | 7 | |
92 | ยูเรเนียม | Uranium | U | 238.0289 (3) 1 2 3 | 7 | |
93 | เนปทูเนียม | Neptunium | Np | [237]1 | 7 | |
94 | พลูโทเนียม | Plutonium | Pu | [244]1 | 7 | |
95 | อะเมริเซียม | Americium | Am | [243]1 | 7 | |
96 | คูเรียม | Curium | Cm | [247]1 | 7 | |
97 | เบอร์คีเลียม | Berkelium | Bk | [247]1 | 7 | |
98 | แคลิฟอร์เนียม | Californium | Cf | [251]1 | 7 | |
99 | ไอน์สไตเนียม | Einsteinium | Es | [252]1 | 7 | |
100 | เฟอร์เมียม | Fermium | Fm | [257]1 | 7 | |
101 | เมนเดลีเวียม | Mendelevium | Md | [258]1 | 7 | |
102 | โนเบเลียม | Nobelium | No | [259]1 | 7 | |
103 | ลอว์เรนเซียม | Lawrencium | Lr | [262]1 | 3 | 7 |
104 | รัทเทอร์ฟอร์เดียม | Rutherfordium | Rf | 2611 | 4 | 7 |
105 | ดุบเนียม | Dubnium | Db | [262]1 | 5 | 7 |
106 | ซีบอร์เกียม | Seaborgium | Sg | [266]1 | 6 | 7 |
107 | โบห์เรียม | Bohrium | Bh | [264]1 | 7 | 7 |
108 | ฮัสเซียม | Hassium | Hs | [277]1 | 8 | 7 |
109 | ไมต์เนเรียม | Meitnerium | Mt | [268]1 | 9 | 7 |
110 | ดาร์มสตัดเทียม | Darmstadtium | Ds | [271]1 | 10 | 7 |
111 | เรินต์เกเนียม | Roentgenium | Rg | [272]1 | 11 | 7 |
112 | โคเปอร์นิเซียม | Copernicium | Cn | [285]1 | 12 | 7 |
113 | อูนอูนเทรียม | Ununtrium | Uut | [284]1 | 13 | 7 |
114 | ฟลีโรเวียม | Flerovium | Fl | [289]1 | 14 | 7 |
115 | อูนอูนเพนเทียม | Ununpentium | Uup | [288]1 | 15 | 7 |
116 | ลิเวอร์มอเรียม | Livermorium | L | [29]1 | 16 | 7 |
117 | อูนอูนเซปเทียม | Ununseptium | Uus | [291] | 17 | 7 |
118 | อูนอูนออกเทียม | Ununoctium | Uuo | [293] | 18 | 7 |
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น