ประเภทของโลหะในตารางธาตุ

เมื่อคุณนึกถึงคำว่า "โลหะ" คุณมักจะนึกถึงวัตถุในชีวิตประจำวันและหน้าที่ของวัตถุนั้นพอๆ กับที่คุณเป็นวิชาเคมีหรืออะไรก็ตามที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ ตัวอย่างเช่น เครื่องจักรส่วนใหญ่และโครงสร้างต่างๆ ทำจากโลหะมากกว่าหนึ่งชนิด เนื่องจากวัสดุเหล่านี้มีความทนทานและความแข็งแกร่ง นอกจากนี้ โลหะบางชนิดยังมีคุณค่าสำหรับรูปลักษณ์ของมัน ซึ่งมีมูลค่ามหาศาลต่อหน่วยมวล และจัดอยู่ในประเภท "โลหะมีค่า" ตามตัวอักษร; ทองคำและเงินอาจเป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุด

แต่โลหะยังเป็นตัวแทนขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่งในสามประเภท อีกสองประเภทเป็นอโลหะและเมทัลลอยด์ โลหะเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ในธรรมชาติ แม้ว่าคุณจะเคยได้ยินเกี่ยวกับองค์ประกอบเหล่านี้เพียงเล็กน้อยก็ตาม ก่อนที่จะสำรวจคุณสมบัติของโลหะ คุณควรทำความเข้าใจถึงสิ่งที่เรียกว่า "ธาตุ" และวิธีการใช้ตารางธาตุเพื่อจัดโครงสร้างองค์ประกอบในตารางก่อน

ในชีวิตประจำวัน "องค์ประกอบ" เป็นองค์ประกอบของทั้งหมด คำนี้มีคำจำกัดความทางเคมีที่คล้ายกัน แต่เข้มงวดกว่า: องค์ประกอบคือสิ่งที่สร้างขึ้นจากอะตอมชนิดหนึ่งโดยเฉพาะ ไม่สามารถแบ่งออกเป็นส่วนประกอบที่ง่ายกว่าโดยใช้เครื่องมือเคมีในชีวิตประจำวัน ในปี 2018 นักเคมีได้ระบุธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ 92 ชนิด พร้อมด้วยองค์ประกอบที่ไม่เสถียร 11 ชนิดที่สร้างขึ้นภายใต้สภาวะของห้องปฏิบัติการ องค์ประกอบที่กำหนดมีอยู่ในรูปของของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซในรูปแบบดั้งเดิม

อะตอมก็คือคอลเล็กชันโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนด้วยกล้องจุลทรรศน์ ไฮโดรเจนเป็นอะตอมที่ง่ายที่สุด ประกอบด้วยโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่านั้น ยูเรเนียมซึ่งมีมวลมากที่สุด มีโปรตอน 92 ตัว อิเล็กตรอน 92 ตัว และนิวตรอน 146 ตัวในไอโซโทปตัวใดตัวหนึ่ง อะตอมมักจะมีจำนวนโปรตอนเท่ากันซึ่งมีประจุบวกและมีอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบซึ่งมีขนาดเท่ากัน จำนวนนิวตรอนซึ่งประกอบกับโปรตอนประกอบเป็นนิวเคลียส (นิวเคลียสเอกพจน์) ของอะตอมและไม่มีประจุไฟฟ้าโดยประมาณ จำนวนโปรตอนในระดับหนึ่ง แม้ว่าในขณะที่องค์ประกอบเพิ่มขึ้นในขนาด นิวตรอนมักจะมีจำนวนมากกว่าโปรตอนมากขึ้นเรื่อย ๆ ขอบเขต

ตารางธาตุคือการทำเคมีว่ารายการส่วนผสมที่จัดทำดัชนีไว้สำหรับตำราอาหารคืออะไร สารประกอบทางเคมีใดๆ ที่คุณมีหรือคิดได้ ไม่ว่าจะมากหรือน้อย สามารถลดเหลือเพียงองค์ประกอบบางอย่างในตารางธาตุ

องค์ประกอบ 113 ตัวถูกจัดเรียงบนตารางนี้โดยเรียงลำดับจากน้อยไปมากตามเลขอะตอม ตัวเลขนี้เป็นเพียงจำนวนโปรตอนของธาตุ หากตัวเลขนี้เปลี่ยนไป เอกลักษณ์ขององค์ประกอบจะเปลี่ยนไป สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงสำหรับนิวตรอนหรืออิเล็กตรอน การแปรผันของธาตุที่มีจำนวนนิวตรอนต่างกันเรียกว่า ไอโซโทป ของธาตุนั้น ในขณะที่ธาตุที่มีอิเล็กตรอนมากหรือน้อยกว่าที่มีโปรตอนเรียกว่า an ไอออน และมีประจุไฟฟ้าบวกหรือลบ

ตารางธาตุได้รับชื่อเนื่องจากมีหมวดหมู่ขององค์ประกอบที่ทำซ้ำเป็นระยะและคาดเดาได้ เมื่อคุณดูตารางธาตุ (ดูแหล่งข้อมูลสำหรับตัวอย่างเชิงโต้ตอบ) คุณจะเห็นได้ว่าตารางธาตุนั้น มีช่องว่างแปลก ๆ ในแถวที่ด้านบน แต่สิ่งเหล่านี้หายไปพร้อมกับหมายเลขที่สูงกว่า องค์ประกอบ เนื่องจากองค์ประกอบไม่ได้ถูกจัดเรียงตามเลขอะตอมเท่านั้น พวกมันถูกแบ่งเป็นประเภทตามคุณสมบัติของอะตอมและเคมีที่หลากหลาย

พูดอย่างเคร่งครัดองค์ประกอบสามารถจัดกลุ่มเป็น โลหะ และ อโลหะแต่ตามเนื้อผ้ามีองค์ประกอบสามกลุ่ม: โลหะ อโลหะ และ ธาตุโลหะ. ตามชื่อ "เมทัลลอยด์" ธาตุเหล่านี้มีทั้งคุณสมบัติคล้ายโลหะและไม่ใช่โลหะ

นอกจากนี้ยังมีโลหะพื้นฐานสามประเภท: โลหะอัลคาไล โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท และโลหะเฉพาะกาล โลหะเฉพาะกาลมีหลายประเภทย่อยของตัวเอง ซึ่งจะอธิบายในภายหลัง

องค์ประกอบที่จำแนกอย่างเคร่งครัดว่าเป็นอโลหะมีจำนวนน้อยอย่างน่าประหลาดใจ โดยมีเพียงเจ็ดองค์ประกอบ (H, C, N, O, P, S และ Se) ที่กระจายอยู่ในตารางธาตุ อย่างไรก็ตาม การจำแนกประเภทนี้ไม่รวมถึงอโลหะที่ได้รับหมวดหมู่ของตนเอง รวมถึงห้า ฮาโลเจน (F, Cl, Br, I และ At ) และ six ก๊าซมีตระกูล (เขา, เน, อาร์, Kr, Xe และ Ra)

เนื่องจากมีธาตุโลหะเจ็ดชนิดและอโลหะ 18 ชนิด (ธาตุอโลหะเจ็ดชนิดต่อกัน ก๊าซมีตระกูลหกชนิด และฮาโลเจนห้าชนิด) 88 ธาตุจาก 113 ธาตุในตารางธาตุจัดอยู่ในประเภท โลหะ. แม้ว่าคุณสมบัติเหล่านี้จะมีความแตกต่างกันอย่างชัดเจน แต่โลหะก็มีคุณลักษณะหลายอย่างที่เหมือนกัน

โลหะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง ยกเว้นปรอท ซึ่งเป็นของเหลวที่ใช้ในเทอร์โมมิเตอร์รุ่นเก่า มีความวาว ซึ่งหมายความว่าสะท้อนแสง ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มักจะให้คุณค่าแก่พวกเขา (เช่น ทองแดง เงิน) พวกมันอ่อนได้ หมายความว่าพวกมันสามารถขึ้นรูปเป็นแผ่นบางได้โดยไม่แตกหัก โดยทั่วไปแล้วพวกมันจะแข็ง แม้ว่าโพแทสเซียมและโซเดียมซึ่งทำหน้าที่เป็นไอออนที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพในกระแสเลือดของมนุษย์ สามารถตัดด้วยมีดธรรมดาได้ พวกมันมีความเหนียวซึ่งเป็นวิธีที่ดีในการพูดว่าโลหะสามารถทำเป็นสายไฟได้ คุณสมบัตินี้สะดวกเพราะโลหะส่วนใหญ่เป็นตัวนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี ทำให้มีความสำคัญต่อการใช้งานในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ การนำไฟฟ้าเป็นผลมาจากการมีอิเล็กตรอนที่เกาะกับนิวเคลียสไม่แน่น ในที่สุด โลหะมักจะมีความหนาแน่นสูง (นั่นคือพวกมันมีมวลต่อหน่วยปริมาตรสูง) และมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง ทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูงเป็นพิเศษ และไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่องค์ประกอบนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในเส้นใยหลอดไฟ

โลหะสามประเภท ได้แก่ โลหะอัลคาไล โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท และโลหะทรานซิชัน การจัดเรียงตารางธาตุมีประโยชน์สำหรับการจัดกลุ่มอย่างใกล้ชิด โลหะอัลคาไลเป็นธาตุทั้งหกที่อยู่ใต้ไฮโดรเจน (H) ในคอลัมน์ซ้ายสุดของตารางซึ่งมีข้อความว่า IA โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ เป็น "เพื่อนบ้านถัดไป" หกตัวของโลหะอัลคาไลบนโต๊ะซึ่งครอบครองคอลัมน์ IIA ทั้งหมด

โลหะเฉพาะกาลครอบครองคอลัมน์ III ถึง XII และแถวที่ 3 ถึง 6 บนตารางธาตุ รวมเป็น 40 องค์ประกอบ The 14 แลนทาไนด์ (องค์ประกอบ 58 ถึง 71) และ 14 แอคติไนด์ (องค์ประกอบ 90 ถึง 103) ถือเป็นโลหะหายาก ในที่สุด ในรูปแบบส่วนใหญ่ แปดองค์ประกอบถือเป็นโลหะที่ไม่ได้ระบุไว้เป็นอย่างอื่น นำมารวม จำนวนโลหะเป็น 6 (อัลคาไล) + 6 (อัลคาไลน์เอิร์ ธ) + 40 (เฉพาะกาล) +28 (ดินหายาก) + 8 (ไม่ระบุ) = 88.

ธาตุทั้งเจ็ดเหล่านี้ที่มีทั้งคุณสมบัติคล้ายโลหะและคุณสมบัติไม่คล้ายโลหะครอบครองส่วนของแถวที่ 3 ถึง 6 ในตารางธาตุ และรวมถึง:

• บี
  
• ซิ
  
• เก
  
• เช่น
  
• Sb
  
• เต
  
• โป

สิ่งเหล่านี้เป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้องและมีประโยชน์ในด้านเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์และมักจะเกิดขึ้น often โลหะผสมหรือโลหะผสม กับธาตุโลหะอื่นๆ