ตารางธาตุ ใช้หลักเกณฑ์อะไรสำหรับการจัดเรียงธาตุแต่ละชนิดลงในตาราง

ตารางธาตุ (Periodic Table)

ตารางธาตุ เป็นตารางที่แสดงธาตุที่ได้รับการค้นพบแล้ว ทั้งธาตุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ และที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นมา

ตารางธาตุ (Periodic Table) คือการจัดเรียงธาตุเคมี (Chemical Element) ในรูปแบบของตารางตามโครงสร้างและคุณสมบัติของธาตุที่คล้ายคลึงกัน หรือที่เรียกว่า “กฎพีริออดิก” (Periodic Law) เพื่อเป็นประโยชน์ในการใช้งานและง่ายต่อการศึกษา ซึ่งการจัดเรียงธาตุตามตารางธาตุยังสามารถช่วยอธิบายความสัมพันธ์ของสมบัติธาตุต่างๆ รวมถึงการทำนาย หรือคาดการณ์ ถึงคุณสมบัติทางเคมี และพฤติกรรมของธาตุ ที่ยังไม่ถูกค้นพบ หรือได้รับการสังเคราะห์ขึ้นใหม่อีกด้วย

ธาตุ (Element) คือ โครงสร้างพื้นฐานของสสาร เป็นสารบริสุทธิ์ที่ไม่สามารถแยกย่อยได้อีกด้วยกระบวนการทางเคมี ธาตุเกิดขึ้นจากการรวมตัวกันของอนุภาคขนาดเล็กที่เรียกว่า “อะตอม” (Atom) ซึ่งธาตุเป็นการรวมตัวกันของอะตอมชนิดเดียวกัน

ภายในอะตอมของธาตุแต่ละตัวนั้น ประกอบไปด้วยอนุภาคมูลฐานขนาดเล็ก ได้แก่ โปรตอน (Proton) ซึ่งมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นบวก อิเล็กตรอน (Electron) ที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นลบ และนิวตรอน (Neutron) ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นกลาง ธาตุแต่ละตัวประกอบขึ้นจากอนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้ โดยมีจำนวนของอนุภาคภายในอะตอมเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติอันเป็นเอกลักษณ์และความแตกต่างของธาตุแต่ละตัวในธรรมชาติ

การค้นพบตารางธาตุ

ตารางธาตุถูกศึกษา ค้นคว้า และจัดทำขึ้นเป็นครั้งแรก โดยนักเคมี ชาวรัสเซีย ดมีตรี อีวาโนวิช เมนเดเลเยฟ (Dmitri Ivanovich Mendeleev) ในปี 1869 ผ่านการจัดเรียงธาตุแต่ละตัวตามโครงสร้างภายในอะตอม ซึ่งการจัดทำตารางธาตุดังกล่าว ดมีตรีสามารถคาดการณ์ถึงธาตุ หรือคุณสมบัติของธาตุตัวต่อไป ที่ยังไม่ถูกค้นพบได้อีกด้วย เช่น แกลเลียม (Gallium) ซึ่งดมีตรีคาดเดาคุณสมบัติของธาตุชนิดนี้ไว้ตั้งแต่ในปี 1871 ก่อนแกลเลียมถูกค้นพบภายหลังในอีก 4 ปีต่อมา (ในปี 1875)

ตารางธาตุ, การค้นพบตารางธาตุ
ดมีตรี อีวาโนวิช เมนเดเลเยฟ (Dmitri Ivanovich Mendeleev)

ขณะนั้น ตารางธาตุได้รับการยอมรับและถูกตีพิมพ์อย่างแพร่หลาย แต่บนตารางธาตุมีธาตุปรากฏอยู่เพียง 69 ชนิด ก่อนได้รับการค้นพบธาตุชนิดใหม่ภายหลัง ทำให้ตารางธาตุได้รับการพัฒนาและปรับปรุงให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ปัจจุบัน มีธาตุมากถึง 118 ธาตุ ที่ถูกค้นพบแล้ว ประกอบไปด้วย 98 ธาตุ จากในธรรมชาติและอีก 20 ธาตุที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ หรือในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์โดยมนุษย์

การจัดธาตุในตารางธาตุ

ในตารางธาตุมาตรฐาน ธาตุแต่ละตัวถูกจัดเรียงจากซ้ายไปขวาและจากบนลงล่างตามเลขอะตอม (Atomic Number) หรือจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุ โดยตารางธาตุในปัจจุบันแบ่งธาตุทั้งหมดออกเป็น 18 หมู่ (Group) ตามแนวดิ่ง โดยธาตุที่มีสมบัติคล้ายกันจะถูกจัดจำแนกให้อยู่ในหมู่เดียวกัน จากการจัดเรียงเวเลนซ์อิเล็กตรอน (Valence Electron) หรือมีจำนวนอิเล็กตรอนในวงนอกสุดเท่ากัน ทั้ง 18 หมู่ในตารางธาตุมีสัญลักษณ์เป็นตัวเลขโรมันหรือเลขอารบิก จาก 1 ถึง 18 และตัวอักษร เช่น IA หรือ 1A

นอกจากนี้ ธาตุในบางหมู่ยังมีชื่อเรียกเฉพาะอีกด้วย เช่น ธาตุหมู่ IA มีชื่อเฉพาะว่า “โลหะแอลคาไล” (Alkali Metal) หรือธาตุหมู่ IIA ที่มีชื่อเฉพาะว่า “โลหะแอลคาไลน์เอิร์ท” (Alkaline Earth) ธาตุหมู่ VIIA มีชื่อเฉพาะว่า “ฮาโลเจน” (Halogen) และธาตุหมู่ที่ VIIIA มักถูกเรียกว่า “ก๊าซเฉื่อย” (Inert Gas) เป็นต้น

ขณะที่อีก 7 คาบ (Period) ในแนวนอนเป็นตัวบ่งบอกจำนวนชั้นของอิเล็กตรอน (Electron Shell) โดยจำนวนของอิเล็กตรอนและโปรตอนของธาตุในคาบเดียวกันนี้ จะเพิ่มจำนวนขึ้นทีละหนึ่งชั้น พร้อมทั้งความเป็นโลหะที่ลดลงจากธาตุหมู่ทางด้านซ้ายไปยังด้านขวาของตารางธาตุ ในขณะที่อิเล็กตรอนจะถูกจัดเรียงในชั้นใหม่ เมื่อชั้นเดิมถูกจัดเรียงจนเต็ม ซึ่งคือการเริ่มต้นของคาบใหม่ในตารางธาตุ

การจัดเรียงเช่นนี้ ทำให้เกิดการวนซ้ำของธาตุที่มีคุณสมบัติทางเคมีที่ใกล้เคียงกันเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ เมื่อมีมวลมากขึ้น ธาตุส่วนใหญ่จะไม่สามารถคงความเสถียรไว้ได้ ทำให้ธาตุที่มีเลขอะตอมสูง มักมีโอกาสพบได้น้อยมากในธรรมชาติ

ตารางธาตุ

ในตารางธาตุยังมีการแบ่งกลุ่มของธาตุตามสมบัติความเป็นโลหะอีกด้วย โดยมีการจำแนกออกเป็น 3 กลุ่ม คือ

  • ธาตุโลหะ (Metals) เป็นกลุ่มธาตุที่นำไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดี อยู่ทางด้านซ้ายของตารางธาตุ หรือ หมู่ 1A
  • ธาตุกึ่งโลหะ (Metalloids) เป็นกลุ่มธาตุที่นำไฟฟ้าได้ไม่ดีที่อุณหภูมิห้อง แต่จะนำได้ดีขึ้นเมื่อได้รับความร้อนมากขึ้น มีคุณสมบัติของทั้งธาตุในกลุ่มโลหะและธาตุอโลหะ อยู่บริเวณขั้นบันได
  • ธาตุอโลหะ (Nonmetals) เป็นกลุ่มธาตุที่ไม่นำทั้งไฟฟ้าและความร้อน อยู่ด้านขวาของตารางธาตุ

 ชื่อและสัญลักษณ์ของธาตุในตารางธาตุ

  • ตัวเลขบนมุมซ้ายด้านบน คือ จำนวนโปรตอนภายในอะตอมของธาตุหรือเลขอะตอม (Atomic Number)
  • สัญลักษณ์ตัวอักษรตรงกลาง คือ อักษรย่อของชื่อธาตุ (Abbreviation) ในหลายกรณีสัญลักษณ์ที่มีชื่อภาษาอังกฤษอย่างเช่น ฮีเลียม (Helium) จะใช้ “He” เป็นตัวแทนสัญลักษณ์ของธาตุ
  • ตัวเลขด้านล่าง คือ มวลอะตอม (Atomic Mass) หรือจำนวนโปรตอนและนิวตรอนภายในนิวเคลียสของธาตุนั้นๆ

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

Duckster.com – https://www.ducksters.com/science/periodic_table.php

Thoughtco.com – https://www.thoughtco.com/periodic-table-for-kids-3955218

ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์ – http://www.lesa.biz/earth/lithosphere/minerals/elements

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) – https://www.scimath.org/lesson-chemistry/item/7175-2017-06-05-13-51-33


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : ธาตุและสารประกอบ (Elements and Compounds)

copper sulfide, ธาตุและสารประกอบ

 

เรื่องแนะนำ

ซ่อมแซมโพรงรังหวังเพิ่มประชากรนกเงือก

สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) หนุนซ่อมโพรงรังหวังเพิ่มประชากร นกเงือก ในเดือนมีนาคมถึงเมษายนของทุกปี ถือเป็นช่วงเวลาที่ นกเงือก เข้าสู่ฤดูผสมพันธุ์ โดยนกเงือกเริ่มจับคู่และเสาะหาโพรงรังที่เหมาะสมเพื่อให้ตัวเมียวางไข่และฟักไข่ แม้ในป่าฮาลา–บาลา ที่ขึ้นชื่อว่าเป็นผืนป่าที่อุดมสมบูรณ์มาก สัตว์โบราณอย่างนกเงือกยังต้องเผชิญภาวะ ‘การขาดแคลนโพรงรัง’ ซึ่งหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ส่งผลให้จำนวนประชากรนกเงือกลดลง สุเนตร การพันธ์ หัวหน้าสถานีวิจัยสัตว์ป่าป่าพรุ–ป่าฮาลา บาลา กล่าวว่า นกเงือกมีพฤติกรรมโดดเด่นเฉพาะตัวอย่างมากในเรื่องการสร้างโพรงรัง เมื่อนกเงือกหาโพรงรังที่เหมาะสมได้แล้ว นกเงือกตัวเมียจะปิดปากโพรงให้แคบลง โดยใช้มูล เศษไม้ และเศษดิน ค่อยๆ ปิดจนเหลือเพียงช่องแคบๆ เพื่อให้ตัวผู้ส่งอาหารให้เท่านั้น ตลอดช่วงระยะเวลาที่นกเงือกตัวเมียทำรัง นกเงือกตัวผู้มีหน้าที่หาอาหารมาป้อนให้ตัวเมีย เมื่อถึงช่วงลูกนกฟักออกจากไข่ นกเงือกตัวผู้ยังคอยหาอาหารมาให้ทั้งนกเงือกตัวเมียและลูกนก โดยช่วงเวลาการอยู่ในโพรงของแม่นกและลูกนกของนกเงือกแต่ละชนิดไม่เท่ากัน แต่เฉลี่ยแล้วประมาณ 4 – 6 เดือน ซึ่งเมื่อลูกนกออกจากรัง พ่อและแม่นกจะคอยเลี้ยงลูกนกต่อไปอีกระยะหนึ่ง โพรงรังที่มีสภาพเหมาะสมคือปัจจัยสำคัญต่อการขยายพันธุ์ของนกเงือกตามธรรมชาติ แต่ปัจจุบันโพรงรังของนกเงือกเริ่มขาดแคลน ปัญหาคือนกเงือกไม่สามารถเจาะโพรงสร้างรังเองได้เช่นเดียวกับนกทั่วไป ต้องหาโพรงรังที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น โพรงไม้ที่เกิดจากการเจาะของนกหัวขวาน รอยแผลบนต้นไม้ที่เกิดจากหมีล้วงเอาน้ำผึ้ง หรือรอยจากการที่กิ่งไม้หักจนทำให้เกิดแผลและมีขนาดกว้างพอที่นกเงือกจะเข้าไปอยู่อาศัยได้ อีกทั้งโพรงที่จะใช้ทำรังได้ต้องมีสภาพที่เหมาะสม คือไม่ใหญ่และไม่เล็กจนเกินไป ถ้ามีขนาดใหญ่จนเกินไป เวลาปิดปากโพรงจะปิดได้ยาก หรือปิดไม่ได้ แต่ถ้าแคบเกินไปนกเงือกก็อยู่อาศัยไม่ได้ ที่สำคัญคือระดับพื้นในโพรงยังต้องมีความสูงพอดีที่นกเงือกนั่งแล้วจะสามารถยื่นปากออกมาจากโพรงเพื่อรับลูกไม้จากตัวผู้ได้ […]

NGT x SaySci Ep.15 “เชื้อราบนขนมปัง”

ขนมปังเป็นอีกหนึ่งทางเลือกของผู้บริโภคในยุคปัจจุบัน ด้วยความเสียดายหากขนมปังขึ้นรา คนส่วนใหญ่คิดว่าเพียงแค่หยิบหรือตัดส่วนที่เป็นเชื้อราออก ก็สามารถรับประทานขนมปังนั้นได้แล้ว ความเชื่อนี้จริงหรือ? วันนี้เราจะมาหาคำตอบไปพร้อมๆ กัน

นักบินอวกาศหญิง :ส่งทีมหญิงล้วนเดินทางสู่อวกาศดีกว่า

ผู้หญิงมีคุณสมบัติเหมาะสมทั้งทางร่างกายและจิตใจสําหรับภารกิจอันยาวนานในอวกาศ แล้วทําไมถึงส่งแต่พวกผู้ชายไปล่ะ หากคุณกำลังวางแผนภารกิจอวกาศระหว่างดวงดาว ซึ่งเป็นภารกิจที่ใช้เวลายาวนาน และอาจเกี่ยวข้องกับการสร้างนิคมประชากรในโลกอันไกลโพ้นแล้วล่ะก็ การส่งทีม นักบินอวกาศหญิง ล้วนน่าจะเป็นตัวเลือกอันชาญฉลาด ก่อนที่คุณจะเลิกคิ้วสงสัยกับความเป็นไปได้นี้ โปรดอย่าลืมว่านาซาเลือกรับและให้แต่ลูกเรือเพศชายบินมาหลายทศวรรษแล้ว ความจริงในรอบ 58 ปีที่เราส่งมนุษย์ขึ้นสู่วงโคจร ราวร้อยละ 11 ของทั้งหมด หรือคิดเป็น 63 คน เป็นผู้หญิง “ภารกิจหญิงล้วนดูจะเป็นสิ่งที่นาซาหลีกเลี่ยง เพราะอาจดูเหมือนเป็นการสร้างภาพมากไปหน่อย” มากาเร็ต ไวต์แคมป์ ภัณฑารักษ์ที่พิพิธภัณฑ์การบินและอวกาศแห่งชาติ กล่าว แต่ในบางแง่ ผู้หญิงเหมาะกับการเดินทางไปอวกาศมากกว่าผู้ชาย ลองพิจารณาปัจจัยสี่ประการเหล่านี้ ผู้หญิงโดยทั่วไปตัวเล็กกว่า ผู้หญิงได้รับผลกระทบทางกายภาพน้อยกว่าจากการเดินทางไปกับยานอวกาศ ผู้หญิงมีบุคลิกตามธรรมชาติที่เหมาะกับภารกิจระยะยาว แต่ที่สำคัญไม่ยิ่งหย่อนไปกว่ากัน การสร้างประชากรในอีกโลกจำเป็นต้องอาศัยการสืบพันธุ์ ซึ่งย่อมเป็นไปไม่ได้ถ้าขาดผู้หญิงที่มีชีวิตเลือดเนื้อ ขณะที่งานของพวกผู้ชายอาจตามมาทีหลังก็ได้ ประการแรก ข้อได้เปรียบด้านนํ้าหนัก การส่งมนุษย์ที่ตัวเบากว่าไปอวกาศเป็นเรื่องฉลาด เพราะการส่งจรวดสู่อวกาศและบินไปที่ต่างๆ นั้น จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงซึ่งมีราคาค่างวด “พวกเราบางคนเล็งเห็นนานแล้วว่า การมีลูกเรือหญิงล้วน หรืออย่างน้อยมีสักคนที่ตัวเล็กกว่า ย่อมเป็นข้อได้เปรียบในแง่นํ้าหนักของภารกิจทั้งหมด” เวย์น เฮล อดีตวิศวกรนาซาและผู้จัดการโครงการกระสวยอวกาศ กล่าว การส่งผู้หญิงที่ตัวเล็กกว่าหกคนสู่อวกาศนานหลายเดือนหรือหลายปี อาจแพงน้อยกว่าการส่งผู้ชายกำยำลํ่าสันหกคนมาก และนํ้าหนักของร่างกายที่น้อยกว่าก็เป็นเพียงส่วนน้อยเท่านั้น ความแตกต่างนอกจากนั้น ได้แก่ […]