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

งูเหลือมกลืนเหยื่อตัวใหญ่กว่ามันได้หลายเท่า

งูเหลือมกลืนเหยื่อตัวใหญ่กว่ามันได้หลายเท่า งูเหลือม คือ สัตว์ที่เชื่อกันว่า มีวิวัฒนาการมาจากสัตว์ตระกูลจิ้งจก และ ตุ๊กแก ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อหนึ่งร้อยล้านปีมาแล้ว และยังถือว่าเป็นหนึ่งในสัตว์ที่อันตรายและมีลำตัวยาวที่สุดในโลก โดยเฉพาะงูเหลือมในฝั่งเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ในปัจจุบันสามารถวัดความยาวสูงสุดได้ยี่สิบห้าฟุต หากถามว่าทำไมงูเหลือมถึงกลายเป็นหนึ่งในสัตว์ที่อันตรายที่สุดในโลก นั่นเป็นเพราะ งูเหลือมมีกล้ามเนื้อที่แข็งแรงซึ่งสามารถรัดเหยื่อ จนเลือดในตัวเหยื่อหยุดไหลเวียนได้ ยิ่งไปกว่านั้น ในทุกๆ ครั้งที่เหยื่อพยายามจะหายใจ มันจะรัดเหยื่อแน่นขึ้นอีก จนขาดอากาศหายใจในที่สุด นอกจากกล้ามเนื้อที่แข็งแรงแล้ว ขากรรไกรของงูเหลือมก็สามารถทำงานได้ดีด้วยเช่นกัน งูเหลือมสามารถกินเหยื่อตัวใหญ่ได้ เพราะขากรรไกรของมันมีความยืดหยุ่นอย่างมาก ยิ่งไปกว่านั้น ฟันแถวล่างของมัน ยังยืดออกจากกันและขยับได้อย่างอิสระคล้ายกับปีกของนก ซึ่งช่วยให้มันสามารถอ้าปากได้กว้างและกลืนเหยื่อลงไปในคอได้ ฟันของงูเหลือมยังมีลักษณะที่แหลมคม โค้งไปด้านใน ซึ่งมีข้อดีอย่างมากในการจับ และล็อคเหยื่อให้แน่นทำให้เหยื่อไม่สามารถดิ้นหลุดออกจากปาก จากนั้นจึงค่อยๆ ดันเหยื่อเข้าไปในคอของมัน   อ่านเพิ่มเติม ความกลัวงูและแมงมุมติดตัวเรามาตั้งแต่เกิดหรือไม่?    

ฤาตำนานน้ำท่วมโลกจะมาจากน้ำท่วมใหญ่ในยุคน้ำแข็ง

เป็นไปได้ว่าระดับน้ำทะเลที่เพิ่มสูงขึ้นจากธารน้ำแข็งละลายเมื่อหมื่นปีก่อน คือจุดเริ่มต้นของตำนานน้ำท่วมโลกที่คล้ายคลึงกันในหลายวัฒนธรรม

ทําไมเราถึงชอบสิ่งที่เราชอบ

คุณคิดว่าตัวเองรสนิยมดีใช่ไหมกับ สิ่งที่ชอบ แต่ไม่ใช่ตัวคุณหรอกที่ควรได้รับคําชม นั่นเป็นเพราะพันธุกรรมของคุณ จุลินทรีย์ในตัวคุณ และสิ่งแวดล้อมของคุณต่างหาก คงไม่มีสิ่งใดบ่งบอกถึงความเป็นตัวเราได้ดีเท่ากับรสนิยมของเราอีกแล้ว ไม่ว่าจะเป็นอาหาร ไวน์ คู่รัก หรือผู้ลงสมัครรับเลือกตั้ง รสนิยมของเราเป็นตัวแทนอัตลักษณ์ของเรา จึงฟังดูเข้าท่าถ้าผมจะคิดว่า ความชอบและไม่ชอบของผมก่อร่างสร้างจากการใคร่ครวญอย่างรอบคอบ และการตัดสินใจด้วยเหตุผล ผ่านทางเลือกต่างๆที่ผมพอจะควบคุมได้ แล้วผมก็ได้รู้จักกับ ท็อกโซพลาสมา กอนดิไอ ในงานวิจัยของผมที่โรงเรียนแพทย์ มหาวิทยาลัยอินดีแอนา ผมสังเกตว่าปรสิตเซลล์เดียว ที. กอนดิไอ นี้ สามารถเปลี่ยนพฤติกรรมของเจ้าบ้านที่มันอาศัยอยู่ได้ มันทำให้หนูไม่กลัวแมว ในงานวิจัยบางชิ้นบอกว่า มันอาจเปลี่ยนบุคลิกภาพในมนุษย์ด้วย การศึกษาเหล่านี้ทำให้ผมสงสัยว่า จะมีสิ่งอื่นๆที่เราไม่ได้สังเกต หล่อหลอมให้เราเป็นอย่างที่เราเป็น กำหนดสิ่งที่เราชอบและไม่ชอบหรือเปล่า ตอนผมค้นงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ผมก็พบกับความจริงที่รบกวนใจว่า การกระทำของเราถูกควบคุมด้วยพลังทางชีวภาพที่ซุกซ่อนอยู่ พูดอีกอย่างคือ เราควบคุมรสนิยมส่วนตัวของเราได้น้อยมากหรือไม่ได้เลย พฤติกรรมและความพึงพอใจต่างๆ ของเราได้รับอิทธิพลอย่างลึกซึ้งจากองค์ประกอบทางพันธุกรรม จากปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมของเราที่ส่งผลต่อยีน และจากยีนอื่นๆ ที่แทรกซึมเข้ามาในระบบร่างกายจากจุลินทรีย์นับไม่ถ้วนที่อาศัยอยู่ในตัวเรา ผมว่าเรื่องนี้อาจฟังดูไร้สาระ เราถูกสอนว่าเราสามารถเป็นอะไรก็ได้ที่อยากเป็น ทำอะไรก็ได้ที่อยากทำ เรารู้สึกเหมือนเราเลือกหยิบอาหารที่ชอบ เลือกคนที่เรามอบความรักให้ หรือเลือกกาบัตรเลือกตั้งไปตามสัญชาตญาณ การบอกว่าเราเป็นหุ่นยนต์มีเลือดเนื้อที่อยู่ใต้อิทธิพลของพลังที่มองไม่เห็นนั้นเป็นเรื่องบ้าบอคอแตก แต่หลังจากที่ผมถูกใครๆ ถามว่า ทำไมผมถึงไม่ชอบผักหลายชนิดที่คนส่วนใหญ่ชอบกัน ผมรู้สึกเหมือนตัวเองมีบางอย่างผิดปกติ ทำไมผมถึงไม่ชอบบร็อกโคลีนะ […]

ฉลามจำนวนมากอยู่มานานเป็นร้อยปี

ทุกวันนี้ มนุษย์เราดูอ่อนกว่าอายุจริงกันหมด ในฉลามเองก็เช่นกัน เมื่อทศวรรษก่อน เริ่มมีการศึกษาอายุขัยของปลาฉลาม และนักวิทยาศาสตร์พบว่าพวกมันอาจมีอายุยืนยาวมากกว่าที่คิด ทุกวันนี้ข้อมูลใหม่จากผลการศึกษามากกว่า 50 ชิ้น ช่วยให้เราสามารถประเมินอายุขัยของบรรดาปลาฉลาม ปลากระเบน และปลากระดูกอ่อนได้ดียิ่งขึ้น ต้องขอขอบคุณวิธีการหาอายุด้วยคาร์บอนกัมมันตรังสีที่ช่วยให้การคาดคะเนอายุขัยมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น แทนที่การนับการเจริญเติบโตของชั้นแคลเซียมบนข้อต่อกระดูกสันหลังแบบเดิมๆ รายงานจาก Alastair Harry นักวิทยาศาสตร์การประมงจากมหาวิทยาลัยเจมส์ คุก ในออสเตรเลีย ผลการศึกษาใหม่นี้ถูกเผยแพร่ลงในวารสาร Fish and Fisheries ชี้ว่าฉลามจำนวนมาก ตั้งแต่ฉลามขาวไปจนถึงฉลามเสือทรายและฉลามดัสกี้ล้วนตะลอนอยู่ในผืนมหาสมุทรมาแล้วหลายสิบปี ยาวนานกว่าที่เราคิดไว้ และเมื่อปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์เพิ่งจะค้นพบฉลามที่มีอายุมากที่สุดในโลก ที่น่านน้ำอันหนาวเย็นในทะเลอาร์กติก มันคือฉลามกรีนแลนด์ จากการตรวจสอบคาดว่าฉลามตัวนี้มีอายุ 272 ปี จากการตรวจสอบรายงานการศึกษาทั้ง 53 ชิ้น Harry เปิดเผยว่า ในฉลามที่ถูกศึกษาวิจัยนี้ มี 30% ที่อายุขัยถูกประเมินต่ำไป การประมาณอายุขัยของปลาฉลามนั้นแท้จริงแล้วค่อนข้างยุ่งยากอยู่พอตัว ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์วัดอายุจากชั้นของแคลเซียมคาร์บอเนตภายในข้อต่อกระดูกสันหลังของฉลาม เช่นเดียวกับการนับวงปีของต้นไม้ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ว่านี้ไม่ต่างจากงานศิลปะ นักวิทยาศาสตร์ต้องเพ่งมองจำนวนที่แตกต่างกันและบางครั้งคำตอบที่ได้เป็นค่าเฉลี่ย ข้อมูลจาก George Burgess อดีตผู้อำนวยการพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ ในฟลอริดาภาคการวิจัยฉลามกล่าว แต่ Harry […]