ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ที่ 5

ก

รายวิชา เคมี ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปี ที่ 4

หน่วยท่ี 2 อะตอมและสมบตั ิของธาตุ
ชดุ ที่ 5 ธาตุแทรนซชิ นั

โดย
นางสาวอนิ ทิรา สอี ่อนแสง
นางสาวสพุ ศิ ตรา เหมือนตาล

ก

ชุดท่ี 5 เร่ือง ธาตแุ ทรนซิชัน

คานา

ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จัดทาขึ้นเพ่ือใช้
ประกอบการจัดกจิ กรรมการเรยี นการสอนรายวชิ า เคมี หน่วยการเรียนรู้ที่ 2
เรื่อง อะตอมและสมบตั ขิ องธาตุ ซึง่ มีทง้ั หมด 7 ชดุ คอื

- ชดุ ที่ 1 แบบจาลองอะตอม
- ชุดที่ 2 อนภุ าคในอะตอมและไอโซโทป
- ชุดท่ี 3 การจัดเรยี งอเิ ล็กตรอนในอะตอม
- ชุดที่ 4 ตารางธาตุและสมบัติของธาตุหมหู่ ลกั
- ชุดท่ี 5 ธาตุแทรนซชิ ัน
- ชดุ ท่ี 6 ธาตกุ ัมมันตรังสี
- ชดุ ที่ 7 การนาไปใชป้ ระโยชน์และผลกระทบตอ่ สง่ิ มชี ีวติ
การศึกษาชุดกิจกรรมการเรียนรู้ นักเรียนสามารถเรียนรู้ได้ด้วย
ตนเองทั้งท่โี รงเรียนและทบี่ ้านหรือฝึกในเวลาว่างและอาจใช้ซ่อมเสริมสาหรับ
นักเรียน ที่เรียนอ่อนหรือเรียนไม่ทัน โดยนักเรียนต้องศึกษาและทากิจกรรม
เปน็ ข้นั ตอน เปน็ ระบบดว้ ยความซอ่ื สตั ย์ ซ่ึงจะส่งผลใหน้ ักเรียนมีคุณลักษณะ
ท่ีดตี อ่ ไป
ผู้รายงานหวังเป็นอย่างย่ิงว่า ชุดกิจกรรมการเรียนรู้เล่มนี้ จะเป็น
ประโยชน์แก่นักเรียนหรือผู้ที่สนใจเพ่ือเป็นพื้นฐานและเป็นประโยชน์ ใน
การศึกษาเรือ่ งอ่ืน ๆ ได้เป็นอยา่ งดี

อินทริ า สอี ่อนแสง
สุพิศตรา เหมือนตาล

ข

ชุดท่ี 5 เรื่อง ธาตแุ ทรนซิชัน ข

สารบญั

เร่อื ง หนา้
คานา.............................................................................................................................ก
สารบัญ……………………………………………..……..…………………………………….……….…....ข
คาชแ้ี จง………………………………………………..…………………………………………….…..…....1
คาแนะนาการใชช้ ุดกจิ กรรม.........................................................................................2
ขนั้ ตอนการศึกษาชุดกจิ กรรม.......................................................................................3
สาระสาคญั ...................................................................................................................4
สาระและมาตรฐานการเรยี นร้.ู .....................................................................................5
แบบทดสอบก่อนเรียน................................................................................................6
กระดาษคาตอบ..........................................................................................................8
บัตรกิจกรรม................................................................................ ...............................9
กจิ กรรม เรอื่ ง จบั คู่กนั เถอะ.......................................................................................10
แบบทดสอบหลังเรียน…………………………………………………………………..……………. 11
กระดาษคาตอบ……………….………………………………………………………………………….13
บรรณานุกรม……………….…………………………………………………………………………….14
ภาคผนวก……………….………………………………………………………………………………..15
เฉลยแบบทดสอบก่อน-หลงั เรยี น...............................................................................16
เฉลยกิจกรรม เรอื่ ง จบั คกู่ นั เถอะ.................................................................................17

ใบความร้ทู ี่ 5 เรอื่ ง ธาตุแทรนซิชัน............................................................................18

ชุดท่ี 5 เรอ่ื ง ธาตุแทรนซิชนั 1

คาชแี้ จงเกย่ี วกบั
ชุดกิจกรรมการเรยี นรู้

1. ชดุ กิจกรรมการเรียนรู้ชุดน้ีเปน็ ชดุ กิจกรรมการเรยี นรู้ ชดุ ที่ 5 เรื่อง
ธาตแุ ทรนซิชนั รายวิชาเคมี ช้นั มัธยมศึกษาปีที่ 4

2. ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู้ชุดน้ี ประกอบด้วย
- คาแนะนาการใชช้ ุดกิจกรรมการเรียนรู้
- ขัน้ ตอนการศึกษาชดุ กิจกรรมการเรยี นรู้
- สาระสาคัญ
- ผลการเรยี นรู้ / จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้
- บัตรทดสอบก่อนเรียนและหลงั เรยี น
- บัตรเนอื้ หา / บัตรกจิ กรรม / บตั รเสรมิ ทกั ษะการเรียนรู้
- เฉลยบัตรเน้อื หา / เฉลยบัตรกจิ กรรม / เฉลยบตั รเสริมทักษะการเรียนรู้
- บัตรเฉลยทดสอบหลังเรยี น
- บรรณานกุ รม

3. ชดุ กจิ กรรมการเรยี นร้ชู ดุ นี้ ใชเ้ วลาในการเรียนรู้ 2 ช่วั โมง

ชุดท่ี 5 เร่ือง ธาตุแทรนซิชนั 2

คาแนะนาการใชช้ ดุ กจิ กรรมการเรียนรู้

1. อ่านคาชี้แจง และคาแนะนาการใช้ชดุ กิจกรรมการเรยี นรู้ใหเ้ ข้าใจก่อนท่ี
จะลงมอื ศกึ ษาชุดกจิ กรรมการเรยี นรู้

2. ทาแบบทดสอบก่อนเรียน จานวน 4 ข้อ เพ่ือประเมนิ ความรพู้ นื้ ฐาน
ของนักเรียน

3. ศกึ ษาชดุ กิจกรรมการเรียนรู้ โดยการปฏบิ ตั กิ จิ กรรมตามคาชี้แจงทไ่ี ด้ระบุ
ไวใ้ นบัตรเน้ือหา บตั รกิจกรรม บัตรกิจกรรมเสริม ตามข้นั ตอนให้ครบถ้วนทกุ เร่ือง

4. หากนกั เรียนยงั ไม่เข้าใจในสาระการเรียนรู้ ให้กลับไปศึกษาอีกคร้ัง หรือ
ขอคาแนะนาจากครูเพื่อใหเ้ กิดความเขา้ ใจมากยิ่งขน้ึ

5. ทาแบบทดสอบหลังเรียน จานวน 4 ข้อ
6. ในการทากจิ กรรมขอใหน้ ักเรียนทาดว้ ยความตง้ั ใจ และมีความซ่อื สตั ยต์ ่อ
ตนเองโดยไมเ่ ปิดดูเฉลยกอ่ น

ชุดที่ 5 เร่อื ง ธาตแุ ทรนซิชัน 3

ข้นั ตอนการศึกษาชุดกจิ กรรม

ศกึ ษาค่มู ือในการใชช้ ุดกจิ กรรมการเรยี นรู้

ทดสอบก่อนเรียน

ดาเนินการใช้ชดุ กิจกรรม
ศึกษาบัตรเนื้อหา
ปฏบิ ัติกจิ กรรม

ปฏบิ ตั ิเสรมิ ทักษะการเรยี นรู้

ทดสอบหลังเรียน

ผ่านเกณฑ์ ไม่ผา่ นเกณฑ์

ศึกษาชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู้อื่นต่อไป

ชุดท่ี 5 เรื่อง ธาตุแทรนซิชนั 4

สาระสาคญั

ธาตแุ ทรนซชิ นั เป็ นโลหะทสี่ ว่ นใหญ่มเี วเลนซ์-อเิ ลก็ ตรอนเทา่ กบั ๒ มีขนาดอะตอมใกล้เคียง
กนั มีจดุ เดือด จดุ หลอมเหลวและความหนาแนน่ สงู เกิดปฏกิ ิริยากบั นา้ ได้ช้ากวา่ ธาตโุ ลหะในกลมุ่
ธาตุ เรพรีเซนเททฟี เม่ือเกดิ เป็ นสารประกอบสว่ นใหญ่จะมีสี

ชุดท่ี 5 เร่อื ง ธาตแุ ทรนซิชัน 5

มาตรฐานการเรยี นรู้

สาระเคมี
1. เข้าใจโครงสร้างอะตอม การจัดเรียงธาตุในตารางธาตุ สมบัติของธาตุ พันธะเคมีและสมบัติของสาร
แกส๊ และสมบตั ขิ องแกส๊ ประเภทและสมบัติของสารประกอบอินทรีย์และพอลิเมอร์ รวมท้ังการนาความรู้
ไปใช้ประโยชน์

ตัวชี้วดั

6. บอกสมบัติของธาตุโลหะแทรนซิชนั และเปรียบเทียบสมบัติกบั ธาตุโลหะในกลุ่ม
ธาตุ
เรพรีเซนเททฟี

จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้

1. เปรยี บเทียบสมบตั บิ างประการของโลหะเรพรีเซนเททฟี หรือโลหะหมู่หลกั และ
โลหะแทรนซิชันได้

2. เปรยี บเทยี บสมบัติกับธาตโุ ลหะในกลุ่มธาตุเรพรีเซนเททีฟได้

6

ชุดท่ี 5 เร่อื ง ธาตุแทรนซิชัน

แบบทดสอบก่อนเรียน
เร่อื ง ธาตุแทรนซชิ น่ั

คาชีแ้ จง
1. แบบทดสอบฉบับนเ้ี ปน็ แบบทดสอบแบบปรนัย ชนดิ 4 ตวั เลือกจานวน 4 ขอ้ คะแนนเต็ม

5 คะแนน ใชเ้ วลาทดสอบ 10 นาที
2. ใหน้ ักเรยี นเลือกคาตอบท่ีถูกท่ีสุดเพียงคาตอบเดยี ว แล้วทาเคร่อื งหมายกากบาท (X) ลงใน

กระดาษคาตอบ

1. สารประกอบต่อไปนขี้ ้อใดมสี ี
ก. K2SO4 , MnCl2
ข. K2Cr2O7 , Fe(OH)3
ค. Cl2O , Co(NO3)2
ง. Ni(NH3)2+6 , RbCl

2. การที่ธาตุแทรนซชิ ันสามารถเกดิ สารประกอบไดห้ ลายอย่าง เพราะ
ก. มเี วเลนตอ์ ิเลก็ ตรอนมาก
ข. เป็นโลหะทีจ่ ัดไว้เป็นกลมุ่ พเิ ศษ
ค. มเี ลขออกซเิ ดชนั ได้หลายค่า
ง. พลังงานไอออไนเซชนั ลาดบั 1-3 มีคา่ ต่า

3.ธาตุ Li ทาปฏิกิริยากับธาตุ A ในสารประกอบ X ซง่ึ ทาปฏกิ ริ ยิ ากบั น้ารุนแรงในสารละลายเป็น
เบส เลขออกซเิ ดชนั ของ A ในสารประกอบ X มีคา่ เป็น -1 สารประกอบ X คืออะไร

ก. Li2O
ข. Li3N
ค. LiH
ง. LiCl

7

ชุดท่ี 5 เร่อื ง ธาตุแทรนซิชนั

4. ธาตุซ่ึงมเี ลขอะตอมต่อไปน้ี ข้อใดมคี า่ IE1 เรยี งตามลาดบั จากน้อยไปหามาก
ก. 8, 9, 10, 11, 12
ข. 12, 11, 10, 9, 8
ค. 11, 12, 8, 9, 10
ง. 10, 9, 8, 12, 11

8

ชุดที่ 5 เร่ือง ธาตแุ ทรนซิชนั

กระดาษคาตอบแบบทดสอบกอ่ นเรยี น
เรอ่ื ง ธาตุแทรนซชิ นั

กขคง
1
2
3
4

ชอื่ …………………………………………………………………..ชน้ั ……………………..เลขท…่ี …………………

ชุดท่ี 5 เร่ือง ธาตุแทรนซิชัน 9

บตั รกิจกรรม

คาชีแ้ จง 1. บตั รกจิ กรรมนม้ี ีทัง้ หมด 2 กิจกรรม คอื กจิ กรรมที่ 1 เตมิ ช่องวา่ งให้หน่อยนะ และ

กิจกรรมท่ี 2 คานวณหนอ่ ยสิ
2. ให้นกั เรยี นปฏบิ ัตติ ามข้ันตอนการทากจิ กรรมโดยไม่ขา้ มขนั้ ตอน

กิจกรรมที่ 1 เตมิ ชอ่ งวา่ งใหห้ น่อยสิ

ขน้ั ตอนการทากิจกรรม
1. นกั เรียนศึกษาความรู้จาก ใบความรู้ท่ี 5 เร่ือง ธาตุแทรนซชิ ัน
2. นักเรยี นทาความเข้าใจเก่ียวกบั ธาตแุ ทรนซิชนั
3. นักเรียนนาความรู้ที่ได้มาบันทึกในแบบบันทึกกิจกรรม เรื่อง จับคู่กันเถอะ โดยอ่านคา
ชแ้ี จงก่อนลงมอื ทา

ชุดที่ 5 เร่ือง ธาตุแทรนซิชนั 10

แบบบันทึกกิจกรรมที่ 1
เร่ือง เติมชอ่ งวา่ งใหห้ น่อยสิ

คาช้ีแจง ให้นักเรียนจับคตู่ ่อไปนี้ใหถ้ ูกตอ้ ง (10 ขอ้ 10 คะแนน)

1 1.นา CaO ไปละลายนา้ ได้ผลติ ภณั ฑ์ เหลก็ บริสทุ ธ์ิ เหลก็ กล้า เหลก็
2 ประโยชน์ของสารประกอบคลอไรด์ เหนยี ว

SnO2

3 . สูตรเคมขี องแรแ่ คสซิเทอไรต์ ตวั ทาละลาย

4 ธาตุกัมมนั ตรังสีท่ีใช้ คานวณหาอายของวัตถโุ บราณ สขี าวเงินเป็ นมนั วาว

5 ปฏิกริ ยิ าลูกโซ่ Ca(OH)2

6 วธิ กี ารตรวจสอบธาตุกัมมนั ตรงั สที ี่ได้ผลแม่นยาท่สี ดุ เปลอื กโลก

7 ธาตอุ ะลมู ิเนยี มพบมาก C-14

8 ลกั ษณะของโครเมยี ม (Ca(IO3)2

9 สตู รเคมีของแคลเซียมไอโอเดต ไกเกอร์มลู เลอร์เคานเ์ ตอร์
ระเบดิ ปรมาณู
10 ชนดิ ของเหล็ก

00
44
0

11

ชุดท่ี 5 เรอื่ ง ธาตุแทรนซิชนั

แบบทดสอบหลังเรียนเรยี น
เรือ่ ง ธาตแุ ทรนซชิ ่ัน

คาช้แี จง
1. แบบทดสอบฉบับนีเ้ ป็นแบบทดสอบแบบปรนัย ชนดิ 4 ตวั เลือกจานวน 4 ข้อ คะแนนเตม็

5 คะแนน ใชเ้ วลาทดสอบ 10 นาที
2. ให้นักเรยี นเลือกคาตอบท่ีถูกทส่ี ุดเพยี งคาตอบเดยี ว แล้วทาเคร่ืองหมายกากบาท (X) ลงใน

กระดาษคาตอบ

1. ธาตุซง่ึ มีเลขอะตอมต่อไปนี้ ขอ้ ใดมคี ่า IE1 เรยี งตามลาดบั จากน้อยไปหามาก
ก. 8, 9, 10, 11, 12
ข. 10, 9, 8, 12, 11
ค. 11, 12, 8, 9, 10
ง. 12, 11, 10, 9, 8

2.ธาตุ Li ทาปฏกิ ริ ยิ ากับธาตุ A ในสารประกอบ X ซง่ึ ทาปฏกิ ิริยากับน้ารุนแรงในสารละลายเปน็
เบส เลขออกซิเดชันของ A ในสารประกอบ X มีค่าเป็น -1 สารประกอบ X คอื อะไร

ก. LiH
ข. Li3N
ค. LiCl
ง. Li2O

3. สารประกอบต่อไปนีข้ อ้ ใดมสี ี

ก. K2Cr2O7 , Fe(OH)3
ข. Cl2O , Co(NO3)2
ค. Ni(NH3)2+6 , RbCl
ง. K2SO4 , MnCl2

ชดุ ท่ี 5 เรือ่ ง ธาตแุ ทรนซิชนั 12

4. การทธี่ าตุแทรนซชิ ันสามารถเกิดสารประกอบไดห้ ลายอย่าง เพราะ
ก. มเี วเลนต์อิเลก็ ตรอนมาก
ข. มีเลขออกซเิ ดชนั ไดห้ ลายค่า
ค. เป็นโลหะท่ีจัดไวเ้ ปน็ กลุ่มพเิ ศษ
ง. พลงั งานไอออไนเซชนั ลาดบั 1-3 มคี ่าตา่

แบบบนั ทกึ กจิ กรรมที่
เรือ่ ง คานวณหนอ่ ยสิ

13

ชดุ ที่ 5 เรอ่ื ง ธาตแุ ทรนซชิ นั

กระดาษคาตอบแบบทดสอบหลงั เรยี น
เรื่อง ธาตกุ ัมมันตรังสี

ขอ้ ก ข ค ง
1
2
3
4
5
ช่ือ…………………………………………………………………..ชัน้ ……………………..เลขท…ี่ …………………

14

บรรณานุกรม

สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยกี ระทรวงศึกษาธิการ. (พ.ศ. 2561) หนังสือเรียน
รายวิชาเพ่มิ เตมิ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เคมี ชัน้ มัธยมศกึ ษาปีท่ี 4 เลม่ 1. สืบคน้ เม่ือวันที่ 12 มกราคม
2564.

ธาตุแทรนซชิ นั (ออนไลน์). เขา้ ถงึ ไดจ้ าก https://th.wikipedia.org/wiki/โลหะทรานซิชนั /.สืบค้นเมอ่ื
13 มกราคม 2564.

สมบัตธิ าตุแทรนซิชัน (ออนไลน)์ . เข้าถงึ ได้ http://cms575.bps.in.th/group7/transition สบื คน้ เมื่อ
13 มกรา 2564.

สมบตั ขิ องธาตแุ ละสารประกอบ (ออนไลน)์ . เขา้ ถึงไดจ้ าก
https://sites.google.com/site/smbatikhxngthatulaeasarprakxb/thatu-thae-rn-si-chan /.
สบื คน้ เม่ือ 13 มกราคม 2564.

สมบตั ิของธาตุและสารประกอบ (ออนไลน)์ . เข้าถึงไดจ้ าก
http://www.satriwit3.ac.th/external_newsblog.php?links=1616 /.สบื ค้นเม่ือ 14 มกราคม 2564.

15

ภาคผนวก

16

ชดุ ท่ี 5 เร่อื ง ธาตแุ ทรนซชิ ัน

เฉลยแบบทดสอบก่อนเรยี น เฉลยแบบทดสอบหลงั เรยี น
เร่อื ง ธาตุแทรนซชิ นั เร่อื ง ธาตุแทรนซิชนั

ขอ้ ตอบ ข้อ ตอบ
1ค 1ง
2ค 2ก
3ค 3ข
4ง 4ข

17

ชดุ ท่ี 5 เรอื่ ง ธาตแุ ทรนซชิ ัน

เฉลยแบบบันทกึ กจิ กรรม
เรือ่ ง จบั ค่กู นั เถอะ

คาชี้แจง ให้นกั เรยี นจับคตู่ อ่ ไปนี้ใหถ้ ูกต้อง (10 ข้อ 10 คะแนน) เหลก็ บริสทุ ธิ์ เหลก็ กล้า เหลก็
1 1 .นา CaO ไปละลายน้าได้ผลติ ภัณฑ์ เหนยี ว

2 ประโยชน์ของสารประกอบคลอไรด์ SnO2
3 . สูตรเคมีของแร่แคสซเิ ทอไรต์
ตวั ทาละลาย

4 ธาตกุ ัมมนั ตรังสที ใี่ ช้ คานวณหาอายของวัตถโุ บราณ สขี าวเงินเป็ นมนั วาว

5 ปฏกิ ิรยิ าลกู โซ่ Ca(OH)2

6 วธิ ีการตรวจสอบธาตกุ ัมมนั ตรังสีท่ีได้ผลแมน่ ยาท่ีสุด เปลอื กโลก

7 ธาตอุ ะลมู ิเนยี มพบมาก C-14

8 ลักษณะของโครเมยี ม (Ca(IO3)2

9 สตู รเคมีของแคลเซียมไอโอเดต ไกเกอร์มลู เลอร์เคานเ์ ตอร์

10 ชนิดของเหลก็ ระเบดิ ปรมาณู

00
44

18

ใบความรู ้
เรอ่ื ง ธาตแุ ทรนซชิ นั

ธาตแุ ทรนซชิ นั (transition elements) ตามความหมายเดิม หมายถึง ธาตุทเ่ี มอ่ื อยใู่ นสภาพทีไ่ มว่ า่ จะเปน็ ธาตุ
อสิ ระ หรือเป็นองค์ประกอบของสารประกอบ มอี ิเล็กตรอนอย่ไู ม่เต็มในระดับพลังงานย่อย d หรอื f
ธาตุแทรนซชิ นั ตามความหมายใหม่ หมายถงึ ธาตทุ ่ีไอออนของมนั อยา่ งน้อย 1 ไอออนมีอเิ ลก็ ตรอนในระดบั
พลงั งานย่อย d ไม่ครบ ถา้ จะถือว่าทุกธาตทุ ่อี ยใู่ นหมยู่ ่อย B เป็นธาตแุ ทรนซิชนั กพ็ บวา่ มีบางธาตทุ ่ีไม่ไดเ้ ปน็ ไป
ตามนิยามใหม่ ธาตเุ หล่านี้ได้แก่ Se และ Zn เป็นต้น ซ่ึงมโี ครงแบบอเิ ลก็ ตรอน ดงั นี้

Se = 21 => [Ar] 3d1 4s2
Sc3+ = 18 => [Ar] หรอื 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Zn = 30 => [Ar] 3d10 4s2
Zn2+ = 28 => [Ar] 3d10

สาหรับ Cu มโี ครงแบบเรียงอิเล็กตรอน ดังนี้
Cu = 29 => [Ar] 3d10 4s1
Cu+ = 28 => [Ar] 3d10
Cu2+ = 27 => [Ar] 3d9

จะเห็นได้ว่า Sc เม่ืออยู่ในสภาพเป็นไอออน ไมม่ ีอเิ ล็กตรอนอยู่ในระดับพลงั งานยอ่ ย d เลย และไม่มี
ไอออนอืน่ นอกจาก Sc3+ เพยี งไอออนเดยี ว จึงไม่มีไอออนใดที่มอี ิเล็กตรอนอยู่ในระดับพลังงานยอ่ ย d ดงั นั้น
ตามนยิ ามใหม่ Sc จึงไมจ่ ดั เป็นธาตแุ ทรนซชิ ันอกี เช่นกัน สว่ น Cu และ Cu2+ กม็ ีลักษณะคลา้ ยคลงึ กันกบั Zn
และ Zn2+ คือมีอเิ ล็กตรอนเต็มในระดับพลังงานย่อยในออร์บทิ ลั d แต่ Cu มีไอออนอกี ไออออนหน่ึง คือ Cu2+
ซึ่งมีจานวนอเิ ล็กตรอนในระดับพลังงานย่อย d อยเู่ พียง 9 อิเล็กตรอน จงึ จดั เปน็ ธาตแุ ทรนซชิ นั ได้ เพราะมี
ไอออนอยา่ งน้อย 1 ไอออนท่ีมอี ิเล็กตรอนไมค่ รบในระดบั พลงั งานย่อย d

19

เน่ืองจากธาตุแทรนซชิ นั ทุกธาตเุ ปน็ โลหะ จงึ เรยี กธาตแุ ทรนซิชนั วา่ โลหะแทรนซชิ ัน ธาตุแทรนซิ
ชนั จาแนกออกเป็น 2 กลุ่ม คือ กลุ่ม d (d-block) และกลุ่ม f (f-block)
1. กลุ่ม d เป็นธาตุแทรนซชิ ันทีม่ ีอิเล็กตรอนไม่ครบในระดับพลงั งานย่อย d เรยี กกลมุ่ นี้วา่ ธาตุแทรนซิชัน
หลกั ธาตกุ ลมุ่ นอ้ี ยรู่ ะหว่าง หมู่ IIA และ IIIA มี 3 คาบ ดงั น้ี

1.1 อนุกรมแทรนซชิ ันที่ 1 (first transition series) ประกอบดว้ ย ธาตุตง้ั แต่ Sc ถึง Cu ซง่ึ
อะตอมหรือไอออนมีอิเล็กตรอน ในออร์บทิ ัล 4d ไม่ครบ

1.2 อนกุ รมแทรนซชิ ันท่ี 2 (second transition series) ประกอบด้วย ธาตตุ ัง้ แต่ Y ถงึ Ag ซง่ึ
อะตอมหรือไอออนมีอเิ ลก็ ตรอนในออรบ์ ทิ ัล 4d ไม่ครบ

1.3 อนกุ รมแทรนซชิ ันท่ี 3 (third transition series) ประกอบดว้ ย ธาตุตัง้ แต่ La ถึง Au ซง่ึ
อะตอมหรือไอออนมีอเิ ล็กตรอนในออร์บทิ ัล 4d ไมค่ รบ

2. กล่มุ f เปน็ ธาตุแทรนซิชันทม่ี อี ิเล็กตรอนไม่ครบในระดับพลงั งานย่อย f เรียกกลุ่มนว้ี ่า ธาตุแทรนซชิ ันเฉื่อย
อยใู่ นสองแถวล่าง ดังนี้

1. อนุกรมแลนทาไนด์ (lanthanide series) ประกอบด้วย ธาตตุ ง้ั แต่ Ce ถึง Lu ซึ่งมีการบรรจุ
อเิ ล็กตรอนในออร์บิทัล 4f

2. อนุกรมแอกทไิ นด์ (actinide series) ประกอบดว้ ย ธาตตุ งั้ แต่ Th ถงึ Lr ซงึ่ มีการบรรจุ
อเิ ลก็ ตรอนในออร์บิทลั 5f

20

1. สมบัตทิ ่ัวไป

ธาตุแทรนซชิ นั มีสมบัติทัว่ ไปดังน้ี
1. ธาตุแทรนซชิ ันทุกธาตุเปน็ โลหะ
2. สารประกอบของธาตแุ ทรนซิชันหลายชนดิ เป็นสารพาราแมกเนติก คือ ถกู ดึงดดู อย่างอ่อนๆ ด้วยแม่เหล็ก
ในขณะที่ สารประกอบของธาตุกลุม่ s และกลุ่ม p เกือบทัง้ หมดไม่มสี มบัตนิ ้ี เพราะไม่มีอิเลก็ ตรอนเดี่ยว
นอกจากนีธ้ าตุอิสระบางตัวยงั ทาใหเ้ ป็นแม่เหล็กได้ เชน่ เหล็กโคบอลต์ เปน็ ตน้

3. สารประกอบของธาตุแทรนซิชันสว่ นใหญม่ สี ี เพราะไอออนของธาตุแทรนซชิ นั เหลา่ นนั้ มีสี การเกดิ สีของสาร
เน่ืองมาจากสารนัน้ ดูดกลนื แสงทตี่ ามองเห็นไว้จานวนหน่ึง หรือทีช่ ่วงความยาวคลนื่ หน่ึงหนงึ่ แสงสว่ นทเ่ี หลอื
จากการดดู กลนื จะปรากฏเป็นสีที่เขา้ สูต่ า หรือท่ีตามองเห็น ตวั อยา่ งเชน่ ถา้ สารดดู กลนื แสงสีมว่ ง ซึ่งมีความ
ยาวคลนื่ 450 nm แสงท่ีตามองเหน็ คอื สเี หลืองแกมเขียว การดดู กลืนแสงเกดิ จากอิเล็กตรอนโดยเฉพาะใน
ออร์บิทัล d นาไปใชใ้ นการเปลย่ี นแปลง โยกยา้ ยตาแหน่งทอ่ี ยูจ่ ากลกั ษณะหนึ่งเปน็ อีกลักษณะหนึ่ง หรือ
จากออร์บทิ ัลท่ีมีระดับพลังงานหนึ่งไปสอู่ อร์บิทลั ที่มรี ะดับพลงั งาน สูงกวา่ ในการเปลีย่ นแปลงดงั กลา่ วจะมี
อิเล็กตรอนอยู่ในออรบ์ ิทัล d ไมเ่ ต็ม หรือไม่ครบ 10 การทีสไี มป่ รากฏสี แสดงว่าสารไม่ไดด้ ดู กลืนแสง ในชว่ ง
ที่ตามองเห็น ไปดดู กลนื แสงในชว่ งความยาวอ่ืนท่ีตารับไม่ได้ เช่น แสงอินฟราเรด หรือแสดงว่าสารนน้ั มี
อเิ ล็กตรอนอยเู่ ต็มในออร์บิทลั d หรือไม่มีเลย

4. มีเลขออกซิเดชนั ไดห้ ลายค่า ถา้ สารประกอบใดมธี าตุแทรนซชิ นั เป็นองค์ประกอบ และธาตเุ หลา่ นอี้ ยูใ่ น
สภาพทม่ี ีเลขออกซเิ ดชัน ค่าทไ่ี มเ่ สถยี ร สารประกอบนั้นจะเกิดการเปล่ียนแปลง คือ เกิดปฏกิ ริ ิยาทาให้
ธาตแุ ทรนซิชันน้ันมเี ลขออกซิเดชันท่ีเสถยี ร เชน่ Mn ใน KMnO4 มเี ลขออกซเิ ดชนั +7 แตเ่ ลขออกซเิ ดชนั ที่
เสถียรของ Mn คือ +2 สารน้จี ึงถูกรีดิวซไ์ ดง้ ่าย หรอื เปน็ ตัวออกซไิ ดซท์ ่ดี ี เพ่ือให้มีเลขออกซเิ ดชันเปน็ +2 หรอื
โครเมตไอออน (CrO42-) และไดโครเมตไอออน (Cr2O72-) เลขออกซิเดชนั ของ Cr เป็น +6 แต่คา่ ทเ่ี สถียร
คือ +3 สว่ นสารประกอบ ของ Fe ท่ีมีเลขออกซเิ ดชนั +2 เชน่ FeSO4 ถูกออกซิไดซ์ไดง้ ่าย หรอื เปน็ ตัวรดี วิ ซท์ ่ี
ดี เพือ่ ให้มเี ลขออกซิเดชันเป็น +3 ซง่ึ เปน็ คา่ ที่เสถยี ร

5. นาไฟฟา้ และนาความรอ้ นไดด้ ี

21

ตาราง แสดงสขี องไอออนบวกของโลหะแทรนซชิ นั ทเ่ี กิดไอออนกับโมเลกลุ ของนา้

(ตัวเลขในวงเล็บ คือ จานวนอเิ ลก็ ตรอนในออรืบิทัล d)

สที ป่ี รากฏ ไอออนบวก สที ่ถี กู ดูดกลนื ความยาวคลืน่ ของสี

ไมม่ สี ี Sc3+(0), Cu+(10), Zn2+(10) ท่ถี กู ดูดกลนื (nm)

Mn2+(5), Co2+(7) IR 800-106
490-500
แดง V2+(3), Cr3+(3), Mn3+(4) น้าเงนิ แกมเขียว 560-580
580-600
ม่วง เหลอื งแกมเขยี ว
นา้ เงนิ Cr2+(4), Cr3+(6), Cu2+(9)
เหลอื ง

2. เลขออกซเิ ดชนั

โครงแบบอเิ ลก็ ตรอนเป็นสิง่ สาคัญในการใช้ศึกษาปฏิกริ ิยาเคมีของธาตุ เพราะเปน็ ตวั กาหนดสมบตั ิ
ทางกายภาพ และทางเคมีของธาตุ สาหรับธาตแุ ทรนซชิ นั พวกกลมุ่ d อเิ ล็กตรอนในออร์บทิ ลั d และ s ใน
ระดบั พลงั งานสงู สดุ จะมีเก่ียว ขอ้ งในปฏิกริ ยิ าเคมี ดังนน้ั อะตอมของธาตุที่มจี านวนอิเล็กตรอนก่อนในออร์
บทิ ลั d และ s เขา้ ไปเกี่ยวข้องในปฏกิ ิรยิ าเคมีไม่เท่ากนั เท่ากัน จึงมีสมบัตไิ มเ่ หมือนกนั การทอี่ ิเล็กตรอนใน
ออรบ์ ิทัล d มีส่วนเกย่ี วขอ้ งกับการเกิดพนั ธะเคมี จึงทาให้ธาตแุ ทรนซชิ ันแต่ละธาตุมี
เลขออกซิเดชนั ได้หลายค่า ดงั ตาราง

22

ตาราง เลขออกซเิ ดชนั ของธาตุแทรนซชิ นั ชดุ ท่ี 1 (ธาตุท่มี เี ลขอะตอม 21-25)

ธาตุ เลขออกซิเดชัน สมบตั ิ

Sc +2 ไมป่ รากฏว่ามี

+3 มเี ลขออกซิเดชันคา่ นเ้ี พยี งค่าเดียว, Sc รดี ิวซ์ H2O เป็น H2(g)

Ti +2 ไมเ่ สถยี รใน H2O, รดี วิ ซ์ H2O, เตรยี มโดยรีดวิ ซ์ Ti(IV) ดว้ ย Zn
+4 เสถยี รทีส่ ดุ

V +1 ไม่ค่อยพบ

+2 ถูกออกซไิ ดซไ์ ดง้ ่าย

+3 เสถียร

+4 เสถยี รทส่ี ุด ณ ภาวะปกติ

+5 เป็นตัวออกซไิ ดซ์ปานกลาง เช่น V2O5

Cr +2 ถูกออกซไิ ดซไ์ ดง้ ่าย
+3 เสถียรที่สดุ
+6 เป็นตวั ออกซิไดซ์ทดี่ ี เชน่ CrO42- และ Cr2O72-
เสถียรทส่ี ุด
Mn +2 เสถียรในไอออนเชงิ ซ้อน
+3 เป็นตัวออกซิไดซ์ทด่ี ี เช่น MnO2
+4 เสถียรในสารละลายเบสเทา่ นั่น เช่น MnO42-
+6 เป็นตวั ออกซไิ ดซอ์ ยา่ งแรง เช่น MnO4 -
+7 เสถียรแต่ถกู ออกซิไดซ์เปน็ +3 ได้งา่ ย
เสถียรทส่ี ดุ
Fe +2 ไม่ค่อยพบ
+3 ไม่ค่อยพบ
+4
+6 เสถียรที่สุดใน H2O
ออกซไิ ดซ์ H2O ได้ และเสถยี รในไอออนเชงิ ซอ้ น
Co +2 เสถยี รทส่ี ุด
+3 ไม่ค่อยพบ, เปน็ ตัวออกซิไดซ์ที่ดีมาก

Ni +2
+3

23

Cu +1 Cu+ ถูกออกซไิ ดซ์และรีดิวซใ์ น H2O 2Cu+ ® Cu2+ + Cu
เสถียรในไอออนเชงิ ซ้อน
+2 เสถียรท่ีสดุ ใน H2O
Zn +2
มีเลขออกซิเดชันคา่ น้ีเพยี งค่าเดยี ว

ขอ้ สังเกตเกย่ี วกบั เลขออกซเิ ดชนั ของธาตุแทรนซิชนั ชดุ ที่ 1
1. ทุกธาตุ ยกเว้น Sc ท่มี เี ลขออกซเิ ดชันหลายคา่ จะมีคา่ ทเี่ ป็น +2 อยู่ด้วยค่าหน่ึงที่เป็นดังน้ี

เพราะต้องใชอ้ เิ ล็กตรอนในออร์บทิ ลั 4s ซง่ึ มีอยู่ 2 อิเลก็ ตรอน และเป็นอเิ ล็กตรอนท่ีอยใู่ นระดบั พลังงานนอก
สุดออกไปเสียกอ่ น ดังนน้ั เลขออกซิเดชันค่านี้เกดิ จากการสูญเสยี อเิ ล็กตรอนใน 4s น่นั เอง
ยกเว้น Cr และ Cu ซ่งึ มีอิเลก็ ตรอนใน 4s เพยี ง 1 อิเล็กตรอน จงึ ต้องใช้อิเลก็ ตรอนจาก 3d ด้วย
อีก 1 อเิ ล็กตรอน เพื่อให้มเี ลขออกซเิ ดชนั เปน็ +2

2. จานวน 5 ธาตุแรกของชุดนี้ มเี ลขออกซิเดชันค่าทสี่ งู สุดตรงกับเลขของหมนู่ ั้น เชน่ เลข
ออกซเิ ดชันสงู สดุ ของ V คือ +5 ธาตนุ ีอ้ ยู่ในหมู่ VB และเลขออกซเิ ดชนั สงู สดุ ของ Mn คอื +7 ธาตนุ ้ีอย่ใู น
หมู่ VIIB เปน็ ตน้

ตาราง แสดงเลขออกซเิ ดชันของเลขแทรนซิชันชดุ ท่ี 2(เลขออกซเิ ดชันทส่ี ามญั คือ ค่าท่ีขีดเส้นใต้)

เลขเชงิ อะตอม ธาตุ เลขออกซิเดชัน

39 Y +3
40 Zr +2, +3, +4
41 Nb +2, +3, +4, +5
42 Mo +2, +3, +4, +5, +6, +8
43 Tc +2, +3, +4, +5, +6, +7
44 Ru +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8
46 Pd +2, +3, +4
47 Ag +1, +2, +3
48 Cd +2

ตาราง แสดงเลขออกซเิ ดชันของเลขแทรนซิชนั ชุดที่ 3(เลขออกซเิ ดชนั ท่ีสามัญ คือ คา่ ทีข่ ีดเส้นใต้)

เลขเชงิ อะตอม ธาตุ เลขออกซเิ ดชัน

57 La +3

72 Hf +3, +4

73 Ta +2, +3, +4, +5

24

74 W +2, +3, +4, +5, +6

75 Re +3, +4, +5, +6, +7

76 Os +2, +3, +4, +5, +6, +8

77 Ir +1, +2, +3, +4, +5, +6

78 Pt +2, +3, +4, +5, +6

79 Au +1, +3

80 Hg +1, +2

จากตารางธาตุ Hg ซ่ึงมโี ครงสรา้ งโครงแบอิเลก็ ตรอนป็น [Xe] 4f14 5d10 6s2 พบว่า Hg มีเลขออกวิ
เดชันเป็น +1 และ +2 การที่ Hg มเี ลขออกซเิ ดชนั เปน็ +1 แสดงวา่ มกี ารสูญเสียอเิ ล็กตรอเพียง 1 อเิ ล็กตรอน
จากระดับพลังงานย่อย 6s และมีอิเล็กตรอน เหลอื อยู่ 1 อิเลก็ ตรอน ซ่งึ นบั ว่าเป็นอเิ ล็กตรอนเดีย่ ว Hg+ จงึ
นา่ จะมสี มบตั เิ ป็นพาราแมกเนติก แต่จากการทดลองพบว่าเป็นไดอะแมกเนต อธิบายได้จากข้อมลู ท่ีได้จาก
การทดลองพบว่าสารประกอบทมี่ ี Hg+ เป็นองคป์ ระกอบอยใู่ นรปู ของไดเมอร์ กล่าวคือ สองโมเลกุล
รวมเข้า ดว้ ยกันเปน็ โมเลกุลเดียว เชน่ Hg2Cl2 เกิดจาก HgCl สองโมเลกลุ รวมกนั ดังน้นั Hg+ สองไอออน
รวมกนั อย่ใู นรปู ของ Hg22+ แสดงว่าอเิ ล็ก ตรอนเดีย่ วในโมเลกลุ s ของแต่ละระดบั พลังงานย่อย 6s รวมเขา้
ดว้ ยกันเป็นคู่ ทาให้ไม่มอี เิ ลก็ ตรอนเด่ยี ว จงึ มีสมบัติเปน็ ไดอะแมกเนติก

3 รศั มขี องอะตอม

ขนาดของอะตอมของธาตุแทรนซชิ ันลดลงจากซา้ ยไปขวาในคาบเดยี วกันของธาตทุ านองเดยี วกันกับธาตุทั่วไป
เพียงแต่การเพิ่มขึ้น หรือลดลงของขนาดอะตอมมไี ม่มากนัก กลา่ วคือ อะตอมมขี นาดใกลเ้ คยี งกนั แมว้ า่
อะตอมที่มเี ลขเชงิ อะตอมสงู ข้ึน ซึ่งหมายถงึ จานวนโปรตอนจะเพิ่มมากขน้ึ ด้วย ขนาดอะตอมกล็ ดลงเพียง
เล็กน้อยเทา่ น้ัน ทั้งน้ี เปน็ เพราะอะตอมทีเ่ พ่มิ ขนึ้ ถูกกาบัง หรือถกู ผลักโดยอเิ ล็กตรอนที่อย่ถู ดั เขา้ ไป ทาใหก้ าร
ดึงดูดกบั นิวเคลียสเป็นไปได้ไม่ดเี ท่าที่ควร รัศมีของอะตอมของาตุแทรนซิชนั ดงั แสดงตามตาราง

ตาราง รศั มีอะตอมธาตุแทรนซิซนั
ชดุ ท่ี ธาตุและรัศมอี ะตอม (A°)
1 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

1.60 1.46 1.31 1.25 1.29 1.36 1.25 1.24 1.28 1.33
2 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd

1.80 1.57 1.41 1.36 1.30 1.33 1.34 1.38 1.44 1.49
3 La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg

1.88 1.57 1.43 1.37 1.37 1.34 1.35 1.38 1.44 1.4

25

4. พลังงานการแตกตัวเปน็ ไอออน

พลังงานการแตกตัวเปน็ ไอออน หรอื พลงั งานไอออไนเซชัน (ionization energy) ของธาตุแทรน
ซิชัน สมั พันธ์กับขนาดของอะตอม ถา้ อะตอมมีขนาดเล็กลง พลงั งานไอออนไนเซชนั จะเพิ่มขน้ึ แต่ถา้ อะตอมมี
ขนาดเพ่ิมขน้ึ พลังงานไอออไนเซชนั จะลดลง สาหรบั ธาตเุ รพรเี ซนเตตีฟ ค่านจ้ี ะลดลงจากบนลงลา่ ง เม่อื
เปรยี บเทยี บภายในคาบเดียวกัน แต่ธาตุแทรนซชิ นั การเพิ่มข้นึ หรือลดลงไม่มาก เน่อื งจากขนาดอะตอม
แตกตา่ งกันเพียงเลก็ น้อย ดังตาราง

ตารางที่ 8.8 แสดงพลังงานไอออนไนเซชันของธาตุแทรนซิชัน
ชดุ ที่ ธาตแุ ละรศั มอี ะตอม (A°)
1 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

632 660 651 653 718 763 760 737 746 907
2 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd

616 672 665 694 720 711 720 805 732 869
3 La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg

540 675 763 771 761 842 868 866 891 1008

5. ธาตุแทรนซชิ ันหมตู่ า่ งๆ

5.1 ธาตุหมู่ IIIB หรือธาตตุ ระกูลสแคนเดยี ม (scandium family) (Sc, Y, la….Lu, Ac……Lr)
สแคนเดียม มาจากคาว่า สแคนดิเนเวีย ซึ่งเป็นแหลง่ คน้ พบธาตุสว่ นใหญใ่ นหมู่นี้ ไดแ้ ก่ สแคนเดียม อิตเทรยี ม
แลนทานมั และอนุกรมแลนาไนด์ แอกทเิ นยี ม และอนุกรมแอกทไิ นด์

ธาตสุ แคนเดยี ม อิตเทรียม และแลนทานัม มกี ารจดั เวเลนซอ์ เิ ล็กตรอนในแบบ (n-1) d1 ns2 ธาตุเหล่านี้
เกดิ ไอออน +3 เทา่ นั้น โดยมีโครงแบบอเิ ล็กตรอนในแบบ (n-1) d1 ns2 ซึง่ ไมค่ วรแสดงสมบตั เิ หมือนไอออน
ของธาตุเรพรีเซนเตตีฟมากกว่า สารประกอบส่วนใหญไ่ ม่มีสี สแคนเดยี มมีสมบัติทั่วไปคลา้ ยอะลมู ิเนยี มมมาก
เชน่ ทาปฏิกิริยารนุ แรงกบั น้า Sc(H2O)3 หรือ Sc2O3.xH2O ไมล่ ะลายน้าและมสี มบัติเป็นทัง้ กรดและ
เบส (amphoteric) สาหรับอติ เทรยี ม และแลนทานัมมีสมบตั คิ ล้ายกัน แตว่ ่องไวต่อปฏิกิริยามากกวา่ สแคน
เดียม

26

ธาตุในอนกุ รมแลนทาไนดม์ สี มบตั ติ ่างไปจากพวกท่ีได้กล่าวขา้ งต้น ธาตุพวกนีม้ ีอเิ ลก็ ตรอนใน
4f - ออร์บิทลั ไมเ่ ตม็ มสี มบตั ิท่วั ไป เชน่ เดียวกับโลหะแทรนซิชนั และมีความคลา้ ยคลงึ กันมากดังจะเห็นได้จาก
คา่ ศกั ย์ไฟฟ้ามาตรฐาน และรัศมีไอออน ซึง่ แสดงในตาราง ธาตใุ นอนกุ รมนี้จะมีขนาดเล็กลงเป็นลาดับเม่อื เลข
เชงิ อะตอมสูงขนึ้ และสามารถแสดงเลขออกซเิ ดชนั ไดห้ ลายค่า เมอ่ื เกิดสารประกอบซ่ึงรวมรวม
ทัง้ สารประกอบเชิงซ้อนด้วย แต่เลขออกซิเดชันท่ีสาคญั คือ +3 ในธรรมชาตธิ าตุเหล่านีม้ กั เกิดรวมๆ กัน เช่น
แรโ่ มนาไซด์ (monozite) การแยกธาตเุ หลา่ น้ีออกจากกันให้บริสุทธิท์ าไดย้ าก ปกตใิ ชว้ ธิ ผี า่ นเรซินแลกเปลยี่ น
ไอออน (ion exchange resin) ในสภาวะทเี่ หมาะสม โดยท่ัวไปแลว้ ธาตพุ วกนีม้ ีอยบู่ นผิวโลกในปริมาณ
คอ่ นข้างน้อย จงึ จัดเป็นธาตทุ ่ีหายาก

ธาตใุ นอนุกรมแอกทไิ นด์ทุกธาตุเปน็ ธาตุกมั มันตรังสี และมีหลายธาตทุ ี่ไม่พบในธรรมชาติ แตส่ ร้าง
ขนึ้ ได้ ธาตุเหล่านแ้ี สดงเลขออกซิเดชนั ได้หลายค่าเชน่ เดียวกัน

5.2. ธาตุหมู่ IVB หรือธาตุตระกลู ไทเทเนยี ม (Ti, Zr, Hf)
ธาตหุ มูน่ ้ปี ระกอบดว้ ยธาตไุ ทเทเนยี ม เซอร์โคเนียม และแฮฟเนียม สาหรับสองธาตุแรกนั้นอาจมี
เลขออกซิเดชนั ได้ทัง้ +2, +3 และ +4 แต่แฮฟเนยี มมีไดเ้ พียง +4 เท่านัน้ ซ่ึงก็เปน็ ไปตามแนวโน้มของเลข
ออกซิเดชนั ของธาตุแทรนซิชนั น่าสงั เกตว่าในกรณที ีม่ ีเลขออกซิเดชนั เป็น +4 ก็แสดงว่าไม่มีอิเล็กตรอนใน d -
ออร์บิทลั เลย เชน่ เดียวกบั Sc (III) นั่นเอง สมบตั ิท่วั ไปของธาตุหมู่น้จี ะคลา้ ยของหมู่ IVA คอื มลี ักษณะโค
เวเลนซส์ งู บางสารประกอบอยเู่ ปน็ โมเลกุลเดยี่ ว เชน่ TiCl4 บางสารประกอบก็อย่เู ปน็ โมเลกุลขนาดใหญ่แบบ
โครงร่างตาขา่ ย เชน่ TiO2

27

ธาตไุ ทเทเนียมจดั ปน็ โลหะแทรนซชิ นั ที่มีสมบตั ิของโลหะแทรนวิชนั ครบถ้วน กลา่ วคือ มี
ลักษณะขาววาวคล้ายเงิน จดุ หลอมเหลวและจดุ เดือดเหลวสูง แข็ง เหนียว ดึงให้เป็นเสน้ ได้ เปน็ โลหะแทรนซิ
ชนั ทม่ี ีความหนาแน่นต่าทีส่ ุด สว่ นมากใช้ทาชน้ิ ส่วนของเคร่ืองบนิ ไอพ่น และถา้ ผสมกบั โลหะอ่ืนเล็กน้อย
เชน่ 5% Al และ Fe, Cr และ Mo อยา่ งละ 2% จะได้โลหะเจอื ทท่ี นความร้อนดมี ากข้ึน และใช้ประโยชน์ได้
ดกี ว่าโลหะเจือใดๆ ของอะลมู ิเนียม ที่สภาวะปกติไทเทเนยี มคอ่ นขา้ งเฉื่อยมาก ทนได้แม้แตแ่ กส๊ คลอรนี แหง้
แตถ่ ้าอณุ หภมู ิสงู มากๆ (สงู กว่า 500 °C) กจ็ ะสามารถทาปฏกิ ิรยิ าอย่างรุนแรงกับอโลหะไดส้ ารประกอบโค
เวเลนซ์ เช่น TiO และ TiCl2 เป็นตน้ นอกจากนี้ยงั ทาปฏิกิรยิ ากับไอน้าให้แกส๊ ไฮโดรเจนไดด้ ้วย

เซอรโ์ คเนียม และแฮฟเนยี ม เปน็ ธาตุท่ีมีความคล้ายคลึงกันมากท้ังหมด (145 และ 144
pm ตามลาดบั ) และสมบัติทางกายภาพและทางเคมี สารประกอบของาตุทั้งสองที่รู้จกั กันมาก ได้แก่ ออกไซด์
สาหรับ ZrO2 นอกจากจะมีจุดหลอมเหลวสงู มาก (3100 K) แลว้ ยงั มสี มบตั พิ ิเศษ คือ เม่ือทาให้ร้อนมากๆ จะ
ทนต่อกรด-เบส และมีสมบัติเชงิ กลดีมาก ดังนนั้ จึงนยิ มใชเ้ ปน็ วัสดทุ นไฟ โดยเฉพาะผวิ ภายในเตาเผาอุณหภูมิ
สูง ถา้ เปรยี บเทยี บกับ TiO2 จะพบวา่ ZrO2 และ HfO2 เป็นเบสมากกว่า และละลายกรดได้ดกี ว่า นอกจากนี้
ไอออน Zr 4+ และ Hf 4+ ยงั ไมค่ อ่ ยถกู ไอโดรไลสม์ ากเทา่ Ti 4+ เม่ือละลายในกรด HF เข้มขน้ จะได้ไอออน
เชงิ ซ้อน [ZrF5] 2- และ [HfF6] 2- เช่นเดียวกับ Ti

8.5.3 ธาตุหมู่ VB หรอื ธาตตุ ระกูลวาเนเดยี ม (V, Nb, Ta)
ธาตุกลุ่มนี้ ได้แก่ วาเนเดียม ไนโอเบยี ม และแทนทาลัม ธาตทุ ุกตัวมีเลขออกซิเดชันหลายค่า คือ

วาเนเดยี ม +2, +3, +4, +5 สว่ นไนโอเบยี ม และแทนทาลัมมเี ฉพาะ +3 และ +5 เทา่ นั้นท่ีสาคญั
สมบัตทิ างเคมขี องวาเนเดยี มคลา้ ยกับของไทเทเนยี ม แต่มปี ริมาณในธรรมชาติน้อยกวา่ โลหะ

วาเนเดยี มอาจเตรยี มไดจ้ ากการรดี ิวซ์ VCl4 ด้วยแมกนีเซยี ม หรือรดี วิ ซ์ V2O5 ด้วยอะลมู ิเนยี ม ในธรรมชาตมิ กั
เกดิ ปนกบั โลหะอืน่ สินแรท่ ่ีสาคญั ได้แก่ พาโทรไนต์ (pattronite) ซ่งึ เปน็ พวกซัลไฟด์ทีซ่ ับซ้อน
วาเนดิไนต์ [vanadinite, Pb5(VO4)3] และคาร์โนไทต์ [carnotite, K(UO2VO4). 3/2 H2O]

28

สาหรับคาร์โนไทตม์ ีความสาคัญในการผลิตยเู รเนียมมากกว่า แต่มวี าเนเดียมเปน็ ผลพลอยได้ สารประกอบของ
วาเนเดียมทมี่ ีเลขออกซิเดชนั +5 มีสมบตั ิเป็นตัวออกซิไดส์ จะถกู รีดิวซ์ไดส้ ารประกอบที่มเี ลขออกซิเดชันต่าลง
เป็นคา่ ต่างๆ แลว้ แต่ความแรงของตัวรีดวิ ซท์ ่ีใช้ตวั รดี ิวซท์ ่คี ่อนขา้ งอ่อน เช่น SO2, Fe2+ ,Sn2+ , C2O42- และ I-
จะรดี วิ ซ์ V (V) ให้เปน็ V(V)

ออกไซด์ VO2 เปน็ ได้ทง้ั กรดและเบส ทาปฏกิ ิรยิ ากับดา่ งหลอมเหลว จะได้ไอออนลบต่างๆ
เช่น VO32- และ VO44- เปน็ ตน้ ถ้าให้ทาปฏิกริ ิยากบั กรด จะได้สารละลายสนี า้ เงินของ VO2+ สารประกอบ
เฮไลด์ของ V(IV) ไดแ้ ก่ VF4,VCl4,VBr4 และ VI4 เปน็ สารประกอบท่ีไมเ่ สถียร

ถ้ารดี ิวซ์ V(V) ดว้ ยตัวรีดวิ ซ์ที่แรงขึ้น เช่น H2 , CO จะได้ V(III) สาหรบั V O เปน็ ออกไซด์เบส
ทาปฏกิ ิริยากับกรดไดส้ ารละลายสเี ขียวของ [V(H2O)6]3+

สารประกอบ V (II) เปน็ ตัวรีดวิ ซท์ แี่ รงมาก VO เม่ือละลายในกรดจะได้สารละลายสมี ่วงอ่อน
หรอื สขี อง [V(H2O)6]3+ ซ่งึ สามารถรดี วิ ซ์น้าได้อยา่ งชา้ ๆ

การเปลย่ี นเลขออกซเิ ดชนั ตา่ งๆ ของวาเนเดียมสามารถตดิ ตามได้โดยปฏกิ ิริยาของวาเนเดียม
(+5) กบั Zn /HCl และให้ความร้อนในภาชนะปิดจะเหน็ สีของสารละลายเปล่ยี นเปน็ สนี าเงิน (+4) เขียว (+3)
ม่วง (+2) ตามลาดับ ทั้งน้ีเปน็ ไปตามลาดบั ของคา่ E0 (ในสารละลายกรด)

29

ไนโอเบียม และแทนทาลัมท้งั สองธาตุนี้มีสมบตั ิท่วั ไปคลา้ ยคลงึ กันมาก มักจะเกิดดว้ ยกนั ใน
ธรรมชาติและแยกจากกันได้ยาก ทาให้เป็นโลหะบรสิ ทุ ธิ์ยากมาก มสี ่ิงทนี่ า่ สนใจคล้ายกัลเซอรโ์ คเนียมแบะ
แฮฟเนียม กล่าวคือ การนาไฟฟา้ ของไนโอเบยี มสูงขนึ้ มาก เม่อื อณุ หภมู ิต่าลง และในที่สดุ จะกลายเปน็ ตัวนา
ยวดย่ิง (superconductor) เม่อื อุณหภมู ิต่าธาตุท้ังสองน้ีมีปะปนอยูเ่ ปน็ จานวนพอสมควรในแร่ดีบุก

5.4 ธาตุหมู่ VIB หรอื ธาตตุ ระกูลโครเนียม (Cr,Mo,W)
ธาตหู มนู่ ้ไี ดแ้ ก่ โครเนียม โมลบิ ดนี มั และทงั สเตน (วลุ แฟรม, Wolfram) มจี ดุ หลอมเหลวและจุด

เดือดสูงมาก สมบตั ิทางเคมขี องโครเนยี มคลา้ ยของวาเนเดียม เพียงแต่ทาใหบ้ ริสุทธ์ิยากกว่าวาเนเดยี ม
ประโยชนส์ าคัญของโครเมียม คอื ใช้เคลอื บผิวโลหะ เพ่ือป้องกนั การผกุ ร่อนและเพ่ือความสวยงาม ทง้ั นี้
เนอื่ งจากผิวของสงิ่ ที่เคลือบแลว้ จะเป็นมนั วาวและค่อนข้างเฉอื่ ยค่อปฏิกิริยา ความจริงโครเมยี มสามารถถูก
ออกซิไดส์ด้วยออกซเิ จนในอากาศกลายเป็นออกไซด์ได้หลายชนดิ แต่ท่ีพบมากท่ีสุดคือ Cr2O3 ปฏิกิรยิ าการ
เกดิ ออกไซด์ของโครเมยี มสามารถเกดิ ไดส้ มบูรณ์ถ้าเปน็ ผงละเอียด แต่ถา้ อยู่เป็นก้อนหรือเปน็ แผน่ จะเกดิ
ออกไซด์เฉพาะผวิ นอก (protective oxide film) เทา่ น้นั

30

ในธรรมชาติ โครเมยี มมักอยู่ในรูปของออกไซด์ผสม แร่ท่ีสาคญั คือ โครไมต์ (chromite,
FeO,Cr2O3) การผลติ อาจทาได้โดยรีดิวซแ์ ร่ดว้ ยคาร์บอนในเตาไฟฟ้าจะได้โลหะเจื่อเหลก็ กับโครเมียมท่ีเรยี กว่า
เฟรโ์ รโครม (ferrochrome)

โลหะเจอื นใี้ ชผ้ สมในเหล็กกล้าทาให้มีคุณสมบตั ิทนทานและแขง็ แรงข้นึ ถ้าต้องการโลหะบรสิ ทุ ธิ์

อาจทาได้โดยนาแรด่ งั กล่าวมาเผากบั K2CO3 ในอากาศ จะได้ K2CrO4 ซึ่งละลายน้าจึงแยกออกจาก FeO ได้
นา K2CrO4 มาตกผลึกเพอื่ ให้ได้สารบริสุทธ์ิ จากน้นั จงึ รดี ิวซด์ ้วยคาร์บอน และด้วยอะลมู เิ นียม ดงั น้ี

สารประกอบของ Cr (II) เป็นตวั รดี วิ ซท์ แ่ี รงมาก สามารถทาปฏิกิรยิ ากบั ออกซิเจนได้ Cr(III) ทนั ที

ปฏิกริ ยิ านี้ใชป้ ระโยชน์ในการขจดั ออกซิเจนออกจากแก๊สชนิดตา่ งๆ ที่ผสมกันอยู่ Cr (II) เมอ่ื อยใู่ นนา้ จะอยู่ใน
รปู สารประกอบ [Cr(H2O)6]2+ มสี นี า้ เงิน และจะถูกออกซิไดสก์ ลบั เปน็ Cr (III) ซ่ึงมีสีเขียวทันทที สี่ มั ผสั
ออกซิเจนในอากาศ ดงั น้ี

Cr (III) ถอื ได้วา่ เป็นสภาวะท่ีเสถยี รทส่ี ดุ ในกลุ่มของโครเมยี ม ปกติไมเ่ ปน็ ท้งั ตัวรีดวิ ซ์และตัวออกซิ

ไดส์ สารประกอบส่วนใหญ่ละลายนา้ ไดด้ ี ยกเวน้ ออกไซด์ และไฮดรอกไซด์ Cr2O3 มีสเี ขียวเตรยี มได้โดยการ
เผา (NH4)2 Cr2O7 ซง่ึ สลายตัว

โมลบิ ดนี มั และทังสเตนธาตุทงั้ สองน้ีมีสมบัติคล้ายคลึงกนั มาก อาจเตรยี มไดโ้ ดยการรีดิวซ์ของ
ธาตทุ ัง้ สองดว้ ยไฮโดรเจน ซง่ึ จะไดโ้ ลหะบริสทุ ธ์ใิ นสภาพทีเ่ ป็นผงใช้ประโยชน์ในการทาชิ้นส่วนของเครื่องมือที
ใชง้ านในอุณหภมู ิสูง เช่น หลอดรังสีเอกซ์ เส้นลวดในหลอดไฟฟา้ (tungsten wire) เม่ือเจือดมลิบดีนัมลงใน
เหล็กจะทาให้เหล็กกล้าข้นึ ส่วนทังสเตนจะชว่ ยทาใหเ้ หล็กกล้ามคี วามแขง็ ตัวอยูใ่ นชว่ งอุณหภมู กิ ว้างข้นึ
กวา่ เดิม

โมลิบนมั และทังสเตนมักเกดิ สารประกอบโดยมเี ลขออกซเดชันสูงๆ เชน่ +4 ,+5 , +6 ท่ีสาคัญคอื

+6 MO(VI) และ W(VI) ไมเ่ ปน็ ตวั ออกซิไดส์ท่แี รงเหมือน Cr (VI) ออกไซด์มสี มบัติเปน็ กรดเมอื่ ละลายในเบส
[Mo7O24]6- , [HW6O21]5-
จะให้กลุ่มของไอออนลบ เช่น

31

5.5 ธาตุหมู่ VIIB หรอื ธาตตุ ระกลู แมงกานสี (Mn, Tc , Re)
ธาตหุ ม่นู ไ้ี ด้แก่ แมงกานสี เทคนเี ชยี ม และรเี นียม สาหรบั แมงกานสี มสี มบัตทิ ัว่ ไปคล้ายเหล็กแต่

แข็งกวา่ และเปราะกว่า ทนความร้อนไดไ้ ม่เทา่ เหล็ก ละลายน้าไดส้ ารละลายกรดเจือจางท่ีเป็นตัวออกซไิ ดส์
และไมว่ อ่ งไวต่อปฏกิ ริ ิยากับธาตุตา่ งๆ แต่ถ้าอุณหภมู ิสูงข้นึ จะทาปฏกิ ิริยารุนแรงอาจถึงข้ันลุกไหม้ เชน่ การ
เกิด MnCl2 , Mn3N2 ความว่องไวต่อปฏกิ ิรยิ าของแมงกานีสสว่ นหน่ึงอธิบายไดจ้ ากธาตุน้ีไมม่ ีออกไซด์เคลือบ
อยทู่ ่ีผวิ เหมือนโลหะแทรนซชิ ันอ่ืนบางธาตุ

แมงกานีสมีปริมาณค่อนข้างมาก ในบรรดาโลหะหนักด้วยกนั แมงกานสี มีามกเปน็ ท่ีสองรองจาก
เหลก็ และมักจะพบในรูปของออกไซด์ เช่น Mno2 , Mn3O4 การแยกเป็นโลหะทาได้โดยเผาออกไซด์แล้วรดี ิวซ์
ด้วยอะลูมิเนียม ดงั นี้

แมงกานสี สามารถเกิดสารประกอบโดยมีเลขออกซเิ ดชนั ตัง้ แต่ +2 จนถึง +7 แตท่ ส่ี าคัญจะมี +2
, +4 และ +7 โดยทว่ั ไป Mn (II) เสถยี รทสี่ ดุ และปกติไอออน MnO4- เม่อื ถูกรดี วิ ซ์ในสารละลายจะให้
ไอออน Mn2+ เท่านั้น ดงั น้ี

การทส่ี ารประกอบของ Mn (II) เสถียรมากอาจเนือ่ งมาจากการที่ Mn มกี ารจัดเวเลนซ์
อเิ ล็กตรอนแบบ 3d54s2 ถา้ เสยี ไป 2 อเิ ลก็ ตรอนจะกลายเปน็ 3d5 ซงึ่ เปน็ แบบบรรจคุ รึ่ง (half-filled
configuration)

Mn (III) ไม่ค่อยเสถียร สารประกอบออกไซด์ และสารเชิงซ้อนทเี่ สถียรบ้าง เชน่ Mn2O2 (สี
น้าตาล) , [Mn(CN)6]3- และ [MnF6]3- เปน็ ตน้

สารประกอบ Mn (IV) มักไมเ่ สถยี รโดยเฉพาะในสารละลายกรด ยกเว้น MnO2 ซงึ่ เสถยี รมากไม่
ละลายในกรดเจือจางแตล่ ะลายในกรดที่เขม็ ข้นข้ึน เม่ือทาใหร้ ้อนจะถูกรดี ิวซเ์ ป็น Mn(II) หรอื Mn(III) ดงั นี้

32

เทคนีเซียมเปน็ ธาตุที่สรา้ งขึน้ ไม่พบในธรรมชาติและเปน็ ธาตุกัมมนั ตรงั สี เทคนเี ชียมและรีเนียม
มคี วามคล้ายคลงึ กนั มาก และมสี มบตั ิต่างจากแมงกานีส เทคนีเชยี มมักเกดิ สารประกอบทีม่ เี ลขออกซิเดชนั +4
และ +7 ส่วนของรีเนยี มมี +3 , +4 และ +7 สารประกอบที่สาคัญไดแ้ ก่ออกไซด์ของ Tc2O7 และ Re2O7 ซงึ่ ได้
จากการเผาโลหะในอากาศ

5.6 ธาตุหมู่ VII
ธาตใุ นหม่นู ีป้ ระกอบด้วยกลุ่มธาตตุ ามแนวนอน และแนวดง่ิ ในตารางธาตดุ ังน้ี

เหล็ก (Fe) โคบอลต์ (Co) นิกเกลิ (Ni)
รูทีเนียม (Ru) โรเดียม (Rh) แพลเลเดียม (Pd)
ออสเมยี ม (Os) อริ เิ ดียม (Ir) แพลทินมั (Pt)

การจัดธาตทุ งั้ หมดน้ไี วใ้ นหมเู่ ดียวกนั ก็เน่ืองจากพบวา่ ธาตทุ เี่ รยี งกันตามแนวนอนมีสมบตั ิ
ใกล้เคียงกนั มากกวา่ ธาตทุ ีเ่ รียงกันตามแนวด่ิง กลมุ่ ธาตุน้ีแบ่งกลุม่ ย่อยได้ดังนี้
1. กลมุ่ เหลก็ หรือธาตตุ ระกูลเหลก็ (Iron family) ประกอบดว้ ยเหล็ก โคบอลต์ และนิกเกิล
2. ธาตตุ ระกลู แพลทนิ ัม (Platinum Family) ซึ่งหมายถึงธาตุท่หี นกั กวา่ ของหมู่ VII
บางครั้งยงั แบ่งเปน็
2.1 กลุม่ เบา (Light platinum triads) ได้แก่ รทู เี นยี ม โรเดียม และ แพลเลเดยี ม
2.2 กลุ่มหนกั (Heavy Platinum triads) ได้แก่ ออสเมยี ม อริ เิ มยี ม อริ ิเดียม และ แพลทินัม

ธาตุตระกูลเหล็ก

เหล็ก โคบอลต์ และนกิ เกิล เปน็ โลหะแข็ง มีจดุ หลอมเหลวและจุดเดือดสงู สารประกอบของธาตุเหลา่ นี้มัก
มีเลขออกซิเดชนั +2 และ +3 เปน็ ส่วนใหญ่

เหลก็

เหล็กถลงุ ไดจ้ ากสินแร่เหล็ก ซงึ่ มีธาตตุ า่ งๆ ประกอบอยดู่ ้วย ดังนี้ คาร์บอน 4% , ซลิ คิ อน 2% ,
ฟอสฟอรัส และแมงกานสี ประมาณ 1% และกามะถันอีกเล็กนอ้ ย ตวั อยา่ งโลหะเจือของเหล็กกลา้ ดงั ตาราง

33

ตาราง ตัวอย่างโลหะเจือในเหล็กกลา้

ชอื่ โลหะ ส่วนผสม ประโยชน์ สมบตั พิ ิเศษ

โดยประมาณ (%) ทนต่อการกัดกร่อน

1. เหลก็ กลา้ ปลอดสนมิ 73Fe, 18Cr,8Ni + C เครอ่ื งตัดและเครื่องใช้ มีความแข็งสูงมาก

(stainless steel) หลายชนิด มีการขยายตัวตา่ มาก

2. เหล็กกล้าทังสเตน 94Fe, 5W, + C ทาเครือ่ งตดั ความเรว็ สงู มคี วามแขง็ และเหนียว

(tungsten steel) ถกู เหน่ยี วนาใหเ้ ปน็
แม่เหลก็ ได้รนุ แรงมาก
3. อินวาร์ 64Fe , 36Ni ทาลานนาฬิกา โดยกระแสไฟฟ้าและ
จะเสอื่ มอยา่ งรวดเรว็
(invar) เม่ือไม่มีกระแสไฟฟา้
ผา่ น
4. เหลก็ กลา้ แมงกานีส 86Fe, 13Mn, +C ทาลูกกลง้ิ บดหิน

(manganese steel)

5. เพอร์มลั ลอย 78Ni, 21Fe, + C ทาแม่เหล็กไฟฟ้า

(permalloy)

เหลก็ สามารถเกิดสารปประกอบกับอโลหะได้หลายชนดิ เมอ่ื ใหค้ วามร้อนแต่ไมท่ าปฏิกิรยิ ากยั
ไนโตรเจน เมื่ออยใู่ นสารละลายเหล็กมกั อยใู่ นรปู ของ Fe2+ และ Fe3+ ปนกนั เนื่องจาก Fe (II) ถกู ออกซไิ ดส์
โดยอากาศไดง้ ่ายโดยเฉพาะในสภาวะเปน็ กลางหรือเป็นเบส

ท้งั Fe (II) และ Fe(III) เกดิ สารประกอบเชิงซ้อนมากมาย บางตัวให้สเี ขม้ และมปี ระโยชน์ในงาน
วิเคราะห์ ตัวอย่างเชน่ ใช้ K4 [Fe(CN6)] และ K3[Fe(CN6)] เพื่อวเิ คราะหป์ รมิ าณ
ของ Fe3+ และ Fe2+ ตามลาดับโดยอาศัยปฏิกิริยาต่อไปนี้

34

เคมอี ินทรีย์ในปจั จบุ ันถือว่าสารท่ีไดจ้ ากปฏกิ ิริยาท้ังสองนค้ี วามจรงิ เปน็ สารเดยี วกนั และเขียนรวมก้นได้
เป็น KFe [Fe(CN)6] ซงึ่ ต่อมาพบวา่ สารน้มี ีโครงสรา้ งเป็น Fe4[Fe(Cn)6]3.xH2O, x = 14 ถึง 16

แตถ่ ้าสลบั คู่ปฏิกิริยา คอื ให้ Fe2+ ทาปฏกิ ริ ยิ ากบั [Fe(CN)6]4 และ Fe3+ ทาปฏกิ ริ ิยา
กบั [Fe(CN)6]3- จะไดต้ ะกอนสขี าวและเขยี วตามลาดบั ดังน้ี

ในการวเิ คราะห็เหล็กที่มีปริมาณนอ้ ยจะใช้วธิ ีทาให้เหลก็ เกิดสารเชงิ ซ้อนกับสารที่เหมาะสม เชน่ ทา
ให้ Fe3+ รวมกับ SCN- และ Fe2+ รวมกับ 1 ,10 – phenanthroline (phen) จะได้สารละลายสแี ดงเลอื ดนก
และแดงสม้ ตามลาดับ ซ่ึงสามารถวดั การดูดกลนื แสงได้โดยใชเ้ คร่ืองมือสเปกโทรโฟโตมเิ ตอร์

โคบอล์

เป็นโลหะท่มี ีสขี าวปนนา้ เงนิ เลก็ น้อยเปน็ สารประเภทเฟร์โรแมกเนติก มีความแข็ง และความแข็งแรง
มากกวา่ เหลก็ และค่อนข้างเฉ่ือยต่อปฏิกริ ยิ า แตร่ วมตัวกับอโลหะไดบ้ ้างเม่ือใหค้ วามร้อนการถลมุ ออกมาเปน็
โลหะบรสิ ทุ ธิค์ อ่ นข้างยุงยากจึงทาใหม้ ีราคาแพง

เม่อื เตมิ สารละลายแอมโมเนยี หรือNaOH ลงในสารละลายที่มี CO2+ จะไดต้ ะกอนสนี ้า
เงนิ Co(OH)2 ซง่ึ ละลายได้ในเบสเขม้ ขน้ กลายเปน็ [Co(OH)4]2- และละลายในสารละลายแอมโมเนยี ได้
เป็น [Co(OH)6]2+ ซง่ึ เมื่อทงิ้ ไวใ้ นอากาศจะถูกออกซิไดส์ตอ่ ไปเปน็ [Co(NH3)6]3+ Co (II) มีความเสถยี รมากใน
สภาวะปกติ แต่ถ้าอยู่ในสารประกอบเชงิ ซ้อนสภาวะ +3 มักจะเสถยี รมากข้นึ

35

ธาตุตระกลู แพลทินัม

ธาตกุ ล่มุ นมี้ ีสมบตั ิคลา้ ยๆกนั มจี ุดหลอมเหลว และจุดเดือดสูงมาก ซง่ึ แสดงถงึ ความแขง็ แรงของ
พันธะโลหะ และยังเป็นสาเหตุใหธ้ าตุเหล่านไ้ี ม่ว่องไวต่อปฏิกิริยา เม่อื ให้ความรอ้ นสูงข้ึนจะสลายตัวเป็นโลหะ
ดงั นน้ั จงึ พบโลหะพวกนี้ในรูปของธาตุอสิ ระในธรรมชาติอยู่บ้าง มีเลขออกซเิ ดชันไดห้ ลายค่า แต่ทส่ี าคญั คือ
+2 ถึง +4 เท่านั้น

ตาราง สมบัติบางประการของกลุ่มธาตุแพลทนิ ัม

สมบัติ Ru Rh Pd Os Ir Pt
เลขเชิงอะตอม 44 45 46 76 77 78
4d75s1 4d85s1 4d10 5d66s2 5d9 5d96s1
โครงแบบเวเลนซ์อเิ ล็กตรอน 717 726 811 850 880 870
พลงั งานไอออไนเซชนั (Kj mol-1)
124 125 125 126 126 129
รัศมีอะตอม (pm)
จุดหลอมเหลว (0C) 2497 1977 1550 2697 2447 1770
จดุ เดอื ด (0C) 3727 3727 3027 4227 4127 3827

5.7 IB หรอื ธาตรุ ะกูลทองแดง (Cu , Ag, Au )

ธาตุหมูน่ ้ีได้แก่ ทองแดง เน และทองคา มเี วเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอนเปน (m- 1 ) d10 ns คล้ายโลหะ
แอลคาไล (หมู่ IA ) แตม่ สี มบัติคล้ายกันเพยี งเลก็ น้อยเท่านั้น โดยธาตเุ หลา่ นี้มคี วามหนาแน่น จุดหลอมเหลว
จดุ เดอื ดสูงกว่าและเปน็ ตวั นาทดี่ ีกวา่ ธาตุหมู่ IA มาก คา่ พลังงานไอออนไนเซชันค่อนขางสูง ศักยร์ ีดักชนั เปน็
บวกมาก

สมบัตดิ งั กลา่ งทาใหธ้ าตุตระกูลนี่ไม่คอ่ ยวอ่ งไว้ต่อปฏิรยิ า ไม่ถูกออกซไิ ดส์ง่ายเหมอื นโลหะแอล
คาไล การทไี่ ม่คอ่ ยรวมตวี กบั ธาตอุ ืน่ และมผี ิวเป็นมันวาวทาใหเ้ ป็นทน่ี ยิ มใชใ้ นการทาเคร่ืองประดับ และทา
เหรยี ญตา่ งๆ บางครั้งจงึ เรียกว่า โลหะเงนิ ตรา (coinage metal)

36

ทองแดง
ทองแดงในธรรมชาตมิ ที ัง้ ท่ีเป็นโลหะอิสระและเปน็ สารประกอบ เชน่ ซลั ไฟต์
ของ CuFeS2 (copper pyrites) และ Cu2S (chalcocite) เมื่อใหค้ วามร้อนและรีดวิ ซจ์ ะไดโ้ ลหะทองแดง
ค่อนข้างง่าย

โลหะที่ได้ยงั ไมบ่ รสิ ุทธมิ์ ักมเี หล็กปน ถ้าจะให้บรสิ ุทธติ์ ้องใช้วิธีแยกสลายด้วยไฟฟา้
(electrolyisis) โดยให้แท่งทองแดงทไี่ มบ่ ริสุทธ์ทิ าหนา้ ทเ่ี ป็นแอโนด ซึ่งจะค่อยๆ ละลายออกมาเปน็
ไอออน Cu2+ ในสารละลาย และจะไม่รบั อิเล็กตรอนเปน็ ทองแดงบรสิ ุทธิ์ท่แี คโทด

ในสารประกอบสว่ นมากทองแดงจะมเี ลขออกซิเดชนั +2 และ +1 สาหรับ Cu (III) นน้ั ไมค่ ่อย
เสถยี รบา้ ง เชน่ KcuO2 และ K3CuF6 สารประกอบของ Cu (I) เม่ืออยู่ในสารละลายมักกลายเปน็ โลหะทองแดง
และ Cu (II) ทองแดงเปน็ โลหะท่ีใชป้ ระโยชน์ได้มาก เชน่ ทาลวดนาไฟฟา้ ใชท้ าโลหะเจือ เชน่ เจือกับนกิ เกิบ
และสงั กะสี (nickel silver) ใชท้ าเหรียญกษาปณ์ เจอื กับสังกะสีไดท้ องเหลือง เจอื กบั ดีบุกไดบ้ รอนซ์ เปน็ ต้น

เงินและทองคา

เงินและทองคาจัดว่ามอี ยู่ในปริมาณน้อยในโลก สารประกอบของธาตทุ ้ังสองนี้สามารถทาให้
สลายตัวเปน็ โลหะบรสทุ ธ์ิไดง้ า่ ย เม่อื เทยี บกับโลหะอน่ื ๆ เลขออกซิเดชันสว่ นใหญข่ องเงนิ จะเปน็ +1 ซึง่ อยูใน
สภาพทเ่ี สถยี ร นอกจากนี่กม็ ี +2 บา้ งเล็กน้อย ส่วนทองคาทีม่ ีเลขออกซิเดชนั +3 สามารถเกดิ เป็น
สารประกอบมากกวา่

สีของสารประกอบหลายตวั ของเงนิ จะคลา้ ลงเมื่อถูกแสงเน่ืองจากเกดิ สารสลายตวั จากสมบตั ิ
ดงั กลา่ วจงึ นามาใช้ในการถา่ ยและล้างรปู ขาว-ดา สารท่ีนิยมใชค้ ือ AgBr ซึง่ นบั เปน็ สารประกอบของเงนิ ที่
นามาใชป้ ระโยชน์มากทส่ี ุด สรปุ กระบาวนการถ่ายและล้างรูปได้เปน็ ข้นั ตอน ดังนื้

37

1. การถ่ายภาพ เมอื่ แสงตกกระทบแผ่นฟลิ ม์ ซ่งึ เคลอื บดว้ ย AgBR จะทาให้ AgBr บางสว่ นเปลยี่ นไปอยูท่ ่ี
สถานะกระตุน้

2. การลา้ งฟิล์ม
2.1 นาฟิล์มทีถ่ ูกแสงแล้วมาทาปฏกิ ริ ยิ ากบั ตัวรดี วิ ซท์ เี่ หมาะสา ซ่งึ เรียกว่าสารทาให้เกดิ ภาพ

(developer) เชน่ hydroquinone และ metol เปน็ ตน้ AgBr ทสี่ ถานะกระตุน้ จะถกู รีดิวซืเป็นโลหะเงนิ เม็ด
เล็กๆ ติดอยู่บนแผ่นฟลิ ม์

2.2 ฟิลม์ เดียวกันนจ้ี ะมีบางสว่ นที่ไมถ่ ูกแสงและยังคงเป็น AgBr อยู่ ซ่ึงจะล้างออกไปไดโ้ ดยทาให้
เกดิ ไอออนเชงิ ซ้อนกับ S2O32-

สารละลายไทโอซับเฟตที่ใช้ในขัน้ นเ้ี รยี กว่า น้ายาไฮโป ทาให้ได้ฟลิ ม์ สีขาวดาตรงข้ามกยั ทเี่ ป็นจริง
ส่วนทม่ี สี ดี าคือส่วนทเี่ คยถกู แสง และในทสี่ ดุ จะกลายเปน็ โลหะเงนิ เมด็ เล็กๆ ส่วนสีขาวหรอื ใสคือส่วนทไี่ ม่ถูก
แสงซงึ่ AgBr ถูกล้างออกไปเหลือแต่แผน่ ฟิล์มว่างๆ เรยี กว่า ฟลิ ์มเนกาทิฟ

ในการอดั รปู กอ็ าศยั กระบวนการทานองเดียวกนั เพียงแต่เปลยี่ นจากฟลิ ม์ มาใช้กระดา(ษท่ีฉาย
ดว้ ย AgBr เมื่อใหแ้ สงผ่านฟลิ ์มท่ีลา้ งแล้วทะลุไปยงั กระดาษดังกล่าวแลว้ นาไป้ลา้ ง ส่วนท่ีเคยเปน็ สีขาวในฟิล์ม
กจ็ ะกลายเป็นสดี าในรูป และสว่ นที่เคยเป็นสีขาวทาให้ได้ภาพขาวดาที่เหมอื นของจริง

สารประกอบของทองคามีไมม่ ากนัก และเท่าทีม่ มี ักจะเปน็ สารประกอบซง่ึ ทองคามีเลข
ออกซเิ ดชัน +3 ประโยชนข์ องทองคานอกจากจะใช้เคร่ืองประดับแล้วยังใช้เป็นกองทุนของชาติซงึ่ แสดงถึง
ความม่นั คงทางเศรษฐกจิ ของประเทศ

38

5.8 ธาตหุ มู่ IIB หรือธาตตุ ระกลู สังกะสี (Zn , Cd ,Hg)
ธาตหุ มูน่ ี้ได้แก่ สังกะสี แคดเมยี ม และปรอท ซงึ่ มีเวเลนต์อิเลก็ ตรอนเปน็ (n – 1) d10 ns2 สมบตั ิ

ทั่วไปของธาตทุ ้งั สามตา่ งจากพวกโลหะแทรนซิชนั อน่ื ๆ มาก และมีสว่ นคล้ายกับธาตุเรพรเี ซนเตตฟิ ธาตทุ ั้ง
สามแสดงเลขออกซเิ ดชันสงู สุดเป็น +2 สาหรับปรอทมีเลขออกซิเดชนั +1 Hg (I) ไม่เป็นพาราแมกเนติก

ธาตตุ ระกูลสังกะสเี ตรียมไดง้ ่าย และใช้ ประโยชน์มาก สังกะสีและปรอทในธรรชาติมกั อยูใ่ นรูป
ของซัลไฟด์ โดยสังกะสีเกิดร่วมกบั เหลก็ และตะกว่ั เชน่ สฟาเลอไรต์ [sphalerite, (ZnFe)S] อยู่ร่วมกับกาลี
นา [galena, PbS] ปรอทซัลไฟด์ (cimmabar , HgS)

โลหะท้ังสามมีลักษณะขาว วาวคล้ายเงนิ แต่สงั กะสีและแคดเมียมจะขน่ มัวลงเมือ่ ถูกอากาศทั้งนี้
เพราะเกดิ ออกไซด์ที่ผวิ (ZnO , CdO ) จึงใชป้ ระโยชนใ์ นการชบุ โลหะเพ่ือป้องกนั สนิมใช้เจอื โลหะอื่น เชน่
ทองเหลืองซึ่งมสี ังกะสีเจือ สว่ นปรอทใชท้ าเทอร์โมมิเตอร์ อิเลก็ โทรดใชเ้ จือโลหะอน่ื เช่น อะมบั กมั
(amalgam) และใช้เปน็ สารสีในการผลิตสีแดง