Skip to content · ⁨ข้ามไปยังเนื้อหา⁩

The Periodic Table: chemical periodicity · ⁨ตารางสารประกอบทางเคมี: ความซ้ำซ้อนทางเคมี (Chemical Periodicity)⁩

A-Level Chemistry · ⁨Chemistry A-Level⁩ · Topic 9 · ⁨หัวข้อ 9⁩

Video lesson for this topic · ⁨บทเรียนวิดีโอสำหรับหัวข้อนี้⁩ Open the video page · ⁨เปิดหน้าวิดีโอ⁩
8:43

ตารางสารประกอบทางเคมี: ความซ้ำซ้อนทางเคมี (Chemical Periodicity)

โซเดียมและอาร์กอนอยู่ในแถวเดียวกันของตารางสมบัตินี้ โดยมีองค์ประกอบเพียงหกชนิดระหว่างกัน ทิ้งโซเดียมลงในน้ำเย็น มันจะหลอมเหลวเป็นลูกบอลเงางาม…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ⁩

9.1

Physical properties across Period 3 · ⁨คุณสมบัติทางกายภาพตลอดช่วงที่ 3⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. describe qualitatively (and indicate the periodicity in) the variations in atomic radius, ionic radius, melting point and electrical conductivity of the elements
  2. explain the variation in melting point and electrical conductivity in terms of the structure and bonding of the elements
ไทย
  1. อธิบายเชิงคุณภาพ (และแสดงความเป็นช่วง) การเปลี่ยนแปลงของ รัศมีอะตอม, รัศมีไอออน, จุดหลอมเหลว และ การนำไฟฟ้า ของธาตุต่างๆ
  2. อธิบายการเปลี่ยนแปลงของจุดหลอมเหลวและการนำไฟฟ้าในแง่ของโครงสร้างและพันธะของธาตุ

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English

Periodicity 周期性 means that properties repeat in a regular pattern as you go across each period 周期 of the Periodic Table. Period 3 (Na to Ar) is the standard example.

Property Trend across Period 3
atomic radius 原子半径 gets smaller (more nuclear charge pulls the same shell in)
ionic radius 离子半径 positive ions are small; from $\text{P}^{3-}$ onwards the negative ions are larger
melting point 熔点 rises to a peak at silicon, then falls sharply
electrical conductivity 导电性 high for Na, Mg, Al; almost zero from Si onwards

The melting point and conductivity follow from the structure and bonding:

  • Na, Mg, Al are giant metallic 金属晶体. Melting points rise (Na → Al) because each atom gives more delocalised electrons and the ions get smaller, so the bonding is stronger. They conduct well.
  • Si is giant molecular 原子晶体 (giant covalent). It has the highest melting point, because strong covalent bonds must be broken. It barely conducts.
  • P, S, Cl, Ar are simple molecular 分子晶体 (or single atoms). Their melting points are low, because the only forces that break are the weak van der Waals' forces 范德华力 between the molecules - the strong covalent bonds inside each molecule are never broken at all. They do not conduct.

Name van der Waals' forces when you explain that drop: it is the marking point, and "the covalent bonds are weak" is the error that loses it. Melting $\text{S}_8$ pulls whole molecules apart from each other; it does not touch a single $\text{S–S}$ bond. Their sizes still follow the molecule: $\text{S}_8$ melts higher than $\text{P}_4$ because it is bigger, with more electrons and so stronger van der Waals' forces, while $\text{Ar}$ (a single atom) is lowest of all.

ไทย
ตารางธาตุ
คุณสมบัติซ้ำกันในรูปแบบที่เป็นระเบียบตลอดแต่ละช่วงของตาราง

ความซ้ำซ้อนของคุณสมบัติ (Periodicity) หมายความว่าคุณสมบัติซ้ำกันในรูปแบบที่เป็นระเบียบเมื่อเราเดินผ่านแต่ละ ช่วง (period) ของตารางธาตุ ช่วงที่ 3 (Na ถึง Ar) เป็นตัวอย่างมาตรฐาน

แถวอะตอมจากโซเดียมถึงคลอรีนที่หดขนาดจากซ้ายไปขวา พร้อมประจุนิวเคลียสเพิ่มขึ้นจาก +11 ถึง +17
รัศมีอะตอมลดลงตลอดช่วงที่ 3: ประจุนิวเคลียสที่เพิ่มขึ้นดึงชั้นอิเล็กตรอนนอกสุดเข้าหาภายใน
คุณสมบัติ แนวโน้มตลอดช่วงที่ 3
รัศมีอะตอม เล็กลง (ประจุนิวเคลียสมากขึ้นดึงชั้นเดียวกันเข้าหา)
รัศมีไอออน ไอออนบวกมีขนาดเล็ก; ตั้งแต่ $\text{P}^{3-}$ เป็นต้นไป ไอออนลบจะมีขนาดใหญ่กว่า
จุดหลอมเหลว เพิ่มขึ้นสูงสุดที่ซิลิคอน แล้วลดลงอย่างฉับพลัน
การนำไฟฟ้า สูงสำหรับ Na, Mg, Al; เกือบศูนย์ตั้งแต่ Si เป็นต้นไป

จุดหลอมเหลวและการนำไฟฟ้าเกิดจากโครงสร้างและพันธะ:

  • Na, Mg, Al เป็น โลหะขนาดใหญ่ (giant metallic). จุดหลอมเหลวเพิ่มขึ้น (Na → Al) เพราะแต่ละอะตอมให้ อิเล็กตรอนอิสระมากขึ้น และไอออนมีขนาดเล็กลง ทำให้พันธะแข็งแรงขึ้น—they conduct well. They conduct well.
  • Si เป็น โครงสร้างโคเวเลนต์ขนาดใหญ่ (giant covalent) มีจุดหลอมเหลวสูงสุด เนื่องจากต้องทำลายพันธะโคเวเลนต์ที่แข็งแรง มันนำไฟฟ้าได้ยากมาก.
  • P, S, Cl, Ar เป็น โมเลกุล đơn giản (simple molecular) หรือเป็นอะตอมเดี่ยว จุดหลอมเหลวต่ำเพราะแรงที่แตกหักคือ แรงแวนเดอร์วาลส์ (van der Waals' forces) ที่อ่อนแอ ระหว่าง โมเลกุล — พันธะโคเวเลนต์ที่แข็งแรง ภายใน แต่ละโมเลกุลไม่ได้แตกหักเลย—they do not conduct. They do not conduct.

ตั้งชื่อ แรงวานเดอวาลส์ เมื่ออธิบายความลดลงนี้: จุดให้คะแนนคือคำนี้ และข้อผิดพลาดที่เสียคะแนนคือ "พันธะโคเวเลนต์อ่อน" การหลอมเหลว $\text{S}_8$ จะดึงโมเลกุลทั้งโมเลกุลออกจากกัน; มันไม่ได้ทำลายพันธะเดี่ยว $\text{S–S}$. ขนาดของแรงเหล่านี้ยังคงขึ้นอยู่กับขนาดโมเลกุล: $\text{S}_8$ หลอมเหลวสูงกว่า $\text{P}_4$ เพราะมันมีขนาดใหญ่กว่า มีอิเล็กตรอนมากกว่า ทำให้แรงวานเดอวาลส์แข็งแรงขึ้น ในขณะที่ $\text{Ar}$ (อะตอมเดียว) มีค่าต่ำที่สุด.

กราฟจุดหลอมเหลวตลอดช่วงที่ 3 ที่เพิ่มขึ้นผ่านโลหะไปสู่ยอดแหลมที่ซิลิคอน แล้วตกลงสู่ธาตุโมเลกุล đơn/simple molecular elements
จุดหลอมเหลวตลอดช่วงที่ 3 ยอดอยู่ที่ซิลิคอน (covalent ขนาดใหญ่); สูงสำหรับโลหะและต่ำสำหรับธาตุโมเลกุล简单/simple molecular elements
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Trends across Period 3 · ⁨แนวโน้มในคาบ 3⁩

Switch between atomic radius, ionisation energy and melting point, and step across Period 3 to see each periodic trend. · ⁨สลับระหว่างรัศมีอะตอม พลังงานไอออนไนเซชัน และจุดหลอมเหลว แล้วเคลื่อนที่ข้ามคาบ 3 เพื่อดู แนวโน้มตามคาบ ของแต่ละอย่าง⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
periodicity/ˌpɪərɪˌɒˈdɪsɪti/ ความเป็นช่วง
period/ˈpɪərɪəd/ รอบ
atomic radius/əˈtɒmɪk ˈreɪdɪəs/ รัศมีอะตอม
ionic radius/aɪˈɒnɪk ˈreɪdɪəs/ รัศมีไอออน
melting point/ˈmeltɪŋ pɔɪnt/ จุดหลอมเหลว
electrical conductivity/ɪˈlektrɪkl kɒndəkˈtɪvɪti/ การนำไฟฟ้า
giant metallic/ˈdʒaɪənt məˈtælɪk/ โครงสร้างโลหะขนาดใหญ่
giant molecular/ˈdʒaɪənt məˈlekjʊlə/ โมเลกุลยักษ์
simple molecular/ˈsɪmpl məˈlekjʊlə/ โมเลกุลขนาดเล็ก
oxidation number/ˌɒksɪˈdeɪʃn ˈnʌmbə/ เลขออกซิเดชัน
van der Waals' forces/ˈvændɜː wɑːlz ˈfɔːsɪz/ แรงวานเดอร์วาลส์
9.2

Chemical properties across Period 3 · ⁨คุณสมบัติทางเคมีตลอดช่วงที่ 3⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. describe, and write equations for, the reactions of the elements with oxygen (to give $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$), chlorine (to give $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$) and water ($\text{Na}$ and $\text{Mg}$ only)
  2. state and explain the variation in the oxidation number of the oxides ($\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$ and $\text{SO}_3$ only) and chlorides ($\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$ only) in terms of their outer shell (valence shell) electrons
  3. describe, and write equations for, the reactions, if any, of the oxides $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{SiO}_2$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$ and $\text{SO}_3$ with water including the likely pHs of the solutions obtained
  4. describe, explain, and write equations for, the acid/base behaviour of the oxides $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$ and $\text{SO}_3$ and the hydroxides $\text{NaOH}$, $\text{Mg(OH)}_2$ and $\text{Al(OH)}_3$ including, where relevant, amphoteric behaviour in reactions with acids and bases (sodium hydroxide only)
  5. describe, explain, and write equations for, the reactions of the chlorides $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$ with water including the likely pHs of the solutions obtained
  6. explain the variations and trends in 9.2.2, 9.2.3, 9.2.4 and 9.2.5 in terms of bonding and electronegativity
  7. suggest the types of chemical bonding present in the chlorides and oxides from observations of their chemical and physical properties
ไทย
  1. อธิบายและเขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาของธาตุกับออกซิเจน (ให้ได้ $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$), คลอรีน (ให้ได้ $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$) และน้ำ ($\text{Na}$ และ $\text{Mg}$ เท่านั้น)
  2. ระบุและอธิบายการเปลี่ยนแปลงของ เลขออกซิเดชัน ของออกไซด์ (เฉพาะ $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$ และ $\text{SO}_3$) และคลอไรด์ (เฉพาะ $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$) ในแง่ของอิเล็กตรอนชั้นนอก (ชั้นวาเลนซ์)
  3. อธิบาย และเขียนสมการสำหรับปฏิกิริยา (ถ้ามี) ของออกไซด์ $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{SiO}_2$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$ และ $\text{SO}_3$ กับน้ำ รวมถึงค่า pH ที่คาดว่าจะได้รับของสารละลายที่ได้
  4. อธิบาย อธิบายเหตุผล และเขียนสมการสำหรับพฤติกรรมกรด/เบสของออกไซด์ $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$ และ $\text{SO}_3$ และไฮดรอกไซด์ $\text{NaOH}$, $\text{Mg(OH)}_2$ และ $\text{Al(OH)}_3$ รวมถึงพฤติกรรมเป็นแอมฟอเทอริกในการทำปฏิกิริยากับกรดและเบส (เฉพาะโซเดียมไฮดรอกไซด์)
  5. อธิบาย อธิบายความหมาย และเขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาของคลอไรด์ $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$ กับน้ำ รวมถึงค่า pH ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นของสารละลายที่ได้นี้
  6. อธิบายความแตกต่างและแนวโน้มใน 9.2.2, 9.2.3, 9.2.4 และ 9.2.5 โดยอธิบายในเชิงพันธะและประจุอิเล็กตรอน
  7. เสนอประเภทของพันธะเคมีที่มีอยู่ในคลอไรด์และออกไซด์ จากผลการสังเกตคุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English

Reactions with oxygen, chlorine and water

With oxygen:

$$4\text{Na} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{Na}_2\text{O} \qquad 2\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{MgO} \qquad 4\text{Al} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Al}_2\text{O}_3$$
$$\text{P}_4 + 5\text{O}_2 \rightarrow \text{P}_4\text{O}_{10} \qquad \text{S} + \text{O}_2 \rightarrow \text{SO}_2$$

With chlorine:

$$2\text{Na} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{NaCl} \qquad \text{Mg} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{MgCl}_2 \qquad 2\text{Al} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{AlCl}_3$$
$$\text{Si} + 2\text{Cl}_2 \rightarrow \text{SiCl}_4 \qquad 2\text{P} + 5\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{PCl}_5$$

With water (only Na and Mg react):

$$2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2 \qquad \text{Mg} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Mg(OH)}_2 + \text{H}_2$$

Sodium reacts fast; magnesium reacts only very slowly with cold water.

Oxidation number of the oxides and chlorides

The oxidation number 氧化数 of the Period 3 element in its oxide or chloride rises across the period, because it equals the number of outer-shell (valence shell 价层) electrons 电子 the atom uses in bonding:

Oxides $\text{Na}_2\text{O}$ $\text{MgO}$ $\text{Al}_2\text{O}_3$ $\text{P}_4\text{O}_{10}$ $\text{SO}_2$ / $\text{SO}_3$
oxidation number $+1$ $+2$ $+3$ $+5$ $+4$ / $+6$

The chlorides $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$ show oxidation numbers $+1$ to $+5$ in the same way.

Oxides with water, and acid–base behaviour

Across the period the oxides 氧化物 change from basic to acidic:

Oxide With water Acid–base nature Approximate pH
$\text{Na}_2\text{O}$ $\text{Na}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH}$ basic 13–14
$\text{MgO}$ $\text{MgO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Mg(OH)}_2$ basic 9–10
$\text{Al}_2\text{O}_3$ insoluble amphoteric 两性 7
$\text{SiO}_2$ insoluble weakly acidic 7
$\text{P}_4\text{O}_{10}$ $\text{P}_4\text{O}_{10} + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\text{H}_3\text{PO}_4$ acidic 1–2
$\text{SO}_3$ $\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4$ strongly acidic 0–1

Metal oxides (left) are basic; non-metal oxides (right) are acidic. $\text{Al}_2\text{O}_3$ and its hydroxide 氢氧化物 $\text{Al(OH)}_3$ are amphoteric — they react with both acids and bases:

$$\text{Al}_2\text{O}_3 + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$$
$$\text{Al}_2\text{O}_3 + 2\text{NaOH} + 3\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaAl(OH)}_4$$

Chlorides with water

  • $\text{NaCl}$ and $\text{MgCl}_2$ are ionic. They simply dissolve, giving a near-neutral solution.
  • $\text{SiCl}_4$ and $\text{PCl}_5$ are covalent. They undergo hydrolysis 水解 (react with water) to make acidic solutions and fumes of $\text{HCl}$:
$$\text{SiCl}_4 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{SiO}_2 + 4\text{HCl} \qquad \text{PCl}_5 + 4\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{HCl}$$

Explaining the trends

These trends follow from the change in bonding and electronegativity 电负性. On the left, the elements are metals with low electronegativity, so their oxides and chlorides are ionic and basic (or neutral). On the right, the elements are non-metals with high electronegativity, so their oxides and chlorides are covalent and acidic. You can use a chloride's or oxide's properties (melting point, conductivity, effect on water) to suggest whether its bonding is ionic or covalent.

Worked example. Predict the pH when $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$ and $\text{SO}_3$ are each added to water. Acid-base character follows the metal to non-metal change across Period 3. $\text{Na}_2\text{O}$ is ionic and basic: it dissolves to give $\text{NaOH}$, so the pH is about 13. $\text{SO}_3$ is covalent and acidic: it reacts to give $\text{H}_2\text{SO}_4$, so the pH is about 1. $\text{Al}_2\text{O}_3$ sits at the changeover - it is amphoteric and essentially insoluble in water, so the pH stays about 7. The trap is that last one: amphoteric does not mean neutral, it means the oxide reacts with acids and with alkalis - it simply does not react with water.

ไทย

ปฏิกิริยากับออกซิเจน คลอรีน และน้ำ

กับ ออกซิเจน:

$$4\text{Na} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{Na}_2\text{O} \qquad 2\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{MgO} \qquad 4\text{Al} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Al}_2\text{O}_3$$
$$\text{P}_4 + 5\text{O}_2 \rightarrow \text{P}_4\text{O}_{10} \qquad \text{S} + \text{O}_2 \rightarrow \text{SO}_2$$

กับ คลอรีน:

$$2\text{Na} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{NaCl} \qquad \text{Mg} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{MgCl}_2 \qquad 2\text{Al} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{AlCl}_3$$
$$\text{Si} + 2\text{Cl}_2 \rightarrow \text{SiCl}_4 \qquad 2\text{P} + 5\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{PCl}_5$$

กับ น้ำ (มีเพียง Na และ Mg เท่านั้นที่ทำปฏิกิริยา):

$$2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2 \qquad \text{Mg} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Mg(OH)}_2 + \text{H}_2$$

โซเดียมทำปฏิกิริยาเร็ว; แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำเย็นได้ช้ามากเท่านั้น

เลขออกซิเดชันของออกไซด์และคลอไรด์

เลขออกซิเดชัน ของธาตุในช่วงที่ 3 ในออกไซด์หรือคลอไรด์เพิ่มขึ้นตลอดช่วง เพราะเท่ากับจำนวน อิเล็กตรอนชั้นนอก (valence shell electrons) ที่อะตอมใช้ในการสร้างพันธะ:

ออกไซด์ $\text{Na}_2\text{O}$ $\text{MgO}$ $\text{Al}_2\text{O}_3$ $\text{P}_4\text{O}_{10}$ $\text{SO}_2$ / $\text{SO}_3$
เลขออกซิเดชัน $+1$ $+2$ $+3$ $+5$ $+4$ / $+6$

คลอไรด์ $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$ แสดงเลขออกซิเดชัน $+1$ ถึง $+5$ ในลักษณะเดียวกัน

ออกไซด์กับน้ำ และพฤติกรรมกรด-เบส

ตลอดช่วง ออกไซด์เปลี่ยนจากเบสไปเป็นกรด:

แท่งสีแบ่งเป็นเขตเบส, อัมฟอเทอริก และกรด โดยวางออกไซด์ของคาบ 3 ตามแท่งตั้งแต่ Na2O ถึง SO3 พร้อมค่า pH ประมาณ
ออกไซด์ช่วงที่ 3 เปลี่ยนจากเบส (โลหะ) ผ่านแอมฟอเทอริก (Al$_2$O$_3$) ไปเป็นกรด ( phi-metals)
ออกไซด์ กับน้ำ 的性质酸碱性 ค่า pH ประมาณ
$\text{Na}_2\text{O}$ $\text{Na}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH}$ เบส 13–14
$\text{MgO}$ $\text{MgO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Mg(OH)}_2$ เบส 9–10
$\text{Al}_2\text{O}_3$ ไม่ละลายน้ำ แอมฟอเทอริก 7
$\text{SiO}_2$ ไม่ละลายน้ำ กรดอ่อน 7
$\text{P}_4\text{O}_{10}$ $\text{P}_4\text{O}_{10} + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\text{H}_3\text{PO}_4$ กรด 1–2
$\text{SO}_3$ $\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4$ กรดจัด 0–1

ออกไซด์โลหะ (ซ้าย) เป็นเบส; ออกไซด์ phi-metals (ขวา) เป็นกรด。$\text{Al}_2\text{O}_3$ และ ไฮดรอกไซด์ $\text{Al(OH)}_3$ ของมันเป็นแอมฟอเทอริก — ทำปฏิกิริยากับทั้งกรดและเบส:

$$\text{Al}_2\text{O}_3 + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$$
$$\text{Al}_2\text{O}_3 + 2\text{NaOH} + 3\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaAl(OH)}_4$$
อะลูมิเนียมออกไซด์ตรงกลางทำปฏิกิริยากับกรดทางซ้ายและเบสทางขวา
อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นแอมฟอเทอริก — ทำปฏิกิริยากับกรด ( behaving as a base) และกับเบส (behaving as an acid)

คลอไรด์กับน้ำ

  • $\text{NaCl}$ และ $\text{MgCl}_2$ เป็นไอออนิก พวกมันเพียงแต่ละลายน้ำ ให้สารละลายที่มีความเป็นกลางใกล้เคียง
  • $\text{SiCl}_4$ และ $\text{PCl}_5$ เป็นโควาเลนต์发生 ไฮโดรไลซิส (ทำปฏิกิริยากับน้ำ) เพื่อสร้างสารละลายที่เป็นกรดและควันของ $\text{HCl}$:
$$\text{SiCl}_4 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{SiO}_2 + 4\text{HCl} \qquad \text{PCl}_5 + 4\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{HCl}$$
เส้นทางสองทาง: คลอไรด์แบบไอออนิกละลายเป็นสารละลายเป็นกลาง ในขณะที่คลอไรด์แบบโควาเลนต์เกิดไฮโดรไลซิสเป็นสารละลายเป็นกรดและมีควัน HCl
คลอไรด์แบบไอออนิกแค่ละลาย (เป็นกลาง); คลอไรด์แบบโควาเลนต์ทำปฏิกิริยากับน้ำ (ไฮโดรไลซิส) ให้สารละลายเป็นกรดและควัน HCl

อธิบายแนวโน้ม

แนวโน้มเหล่านี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในพันธะและ ค่าอิเล็กตรอนเนกาติฟ ทางซ้าย ธาตุเป็นโลหะที่มีค่าอิเล็กตรอนเนกาติฟต่ำ ดังนั้นออกไซด์และคลอไรด์จึงเป็นไอออนิกและเป็นเบส (หรือเป็นกลาง) ทางขวา ธาตุเป็นไม่ใช่โลหะที่มีค่าอิเล็กตรอนเนกาติฟสูง ดังนั้นออกไซด์และคลอไรด์จึงเป็นโควาเลนต์และเป็นกรด คุณสามารถใช้คุณสมบัติของคลอไรด์หรือออกไซด์ (จุดหลอมเหลว, การนำไฟฟ้า, ผลต่อสารละลายน้ำ) เพื่อเสนอว่าพันธะของมันคือไอออนิกหรือโควาเลนต์

ตัวอย่างฝึกปฏิบัติ. คาดการณ์ค่า pH เมื่อ $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$ และ $\text{SO}_3$ ถูกเพิ่มลงในน้ำ Each character of acid-base property follows the change from metal to non-metal across Period 3. $\text{Na}_2\text{O}$ เป็นไอออนิกและเป็นเบส: มันละลายให้ $\text{NaOH}$ ดังนั้น pH จึงอยู่ที่ประมาณ 13. $\text{SO}_3$ เป็นโควาเลนต์และเป็นกรด: มันทำปฏิกิริยาให้ $\text{H}_2\text{SO}_4$ ดังนั้น pH จึงอยู่ที่ประมาณ 1. $\text{Al}_2\text{O}_3$ อยู่ตรงจุดเปลี่ยนผ่าน - มันเป็น แอมฟอเทอริก และanking essentially ไม่ละลาย ในน้ำ ดังนั้น pH จึงคงอยู่ที่ประมาณ 7. กับดักอยู่ที่ข้อสุดท้ายนี้: แอมฟอเทอริก ไม่ได้ หมายความว่าความเป็นกลาง แต่หมายถึงออกไซด์ทำปฏิกิริยากับทั้งกรด และ เบส - มันเพียงแต่ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำเท่านั้น

Explore · ⁨สำรวจ⁩

Period 3 reaction lab · ⁨ห้องปฏิบัติการปฏิกิริยาคาบที่ 3⁩

Classify Period 3 reactions by what they reveal about bonding and acidity. · ⁨จำแนกปฏิกิริยาคาบที่ 3 ตามสิ่งที่เปิดเผยเกี่ยวกับพันธะและความกรด-เบส⁩

Explore · ⁨สำรวจ⁩

Oxide and chloride hydrolysis route · ⁨เส้นทางไฮโดรไลซิสของออกไซด์และคลอไรด์⁩

Follow how Period 3 oxides and chlorides change pH in water. · ⁨ติดตามการเปลี่ยนแปลงค่า pH ในน้ำของออกไซด์และคลอไรด์คาบที่ 3⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
valence shell/ˈveɪləns ʃel/ เปลือกวงนอก
electron/ɪˈlektrɒn/ อิเล็กตรอน
oxide/ˈɒksaɪd/ ออกไซด์
amphoteric/ˌæmfəʊˈterɪk/ แอมฟอเทอริก
hydroxide/haɪˈdrɒksaɪd/ ไฮดรอกไซด์
hydrolysis/haɪˈdrɒləsɪs/ hydrolysis
electronegativity/ɪˌlektrəʊŋɡəˈtɪvɪti/ ประจุไฟฟ้าวงจร
9.3

Periodicity of other elements · ⁨ความซ้ำซ้อนของธาตุอื่นๆ⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. predict the characteristic properties of an element in a given group by using knowledge of chemical periodicity
  2. deduce the nature, possible position in the Periodic Table and identity of unknown elements from given information about physical and chemical properties
ไทย
  1. คาดการณ์คุณสมบัติเฉพาะตัวของธาตุในกลุ่มที่กำหนด โดยใช้ความรู้เกี่ยวกับ ความเป็นระยะทางเคมี
  2. สรุปธรรมชาติ ตำแหน่งที่เป็นไปได้ในตารางธาตุ และตัวตนของธาตุที่ไม่รู้จัก จากข้อมูลที่กำหนดให้เกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English

The same idea works for any group. If you know the pattern down a group and across a period, you can:

  • predict the properties of an element from its position (for example, a Group 1 element will be a reactive metal forming a $+1$ ion).
  • deduce the likely position and identity of an unknown element from its physical and chemical properties.
ไทย

แนวคิดเดียวกันใช้ได้กับทุกกลุ่ม หากคุณรู้รูปแบบตามกลุ่มและข้ามคาบ คุณสามารถ:

  • คาดการณ์ คุณสมบัติของธาตุจากตำแหน่งของมัน (เช่น ธาตุในกลุ่ม 1 จะเป็นโลหะที่ reactive สร้างไอออน $+1$).
  • อนุมาน ตำแหน่งและตัวตนของธาตุที่ไม่รู้จักจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของมัน.
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Periodic trends · ⁨แนวโน้มตามคาบ⁩

Step across Period 3 to see a property rise or fall, then repeat in the next period — that recurring pattern is periodicity. · ⁨ข้ามคาบที่ 3 เพื่อดูคุณสมบัติที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง แล้วซ้ำในคาบถัดไป — รูปแบบที่ซ้ำนี้คือ คาบ⁩

9.3

Exam tips · ⁨ข้อแนะนำสำหรับการสอบ⁩

English
  • Always pair the trend with its reason: atomic radius falls across Period 3 (rising nuclear charge, similar shielding).
  • Explain the melting-point pattern by structure: giant metallic (Na→Al), giant covalent (Si, highest), then simple molecular ($\text{P}_4$, $\text{S}_8$, $\text{Cl}_2$) and monatomic (Ar).
  • Oxides go basic → amphoteric ($\text{Al}_2\text{O}_3$) → acidic across the period; link to ionic-to-covalent bonding.
  • For reactions of oxides/chlorides with water, give the products and the resulting pH.
ไทย
  • เสมอจับคู่ แนวโน้มกับเหตุผล: รัศมีอะตอมลดลงข้ามคาบ 3 (ประจุนิวเคลียสเพิ่มขึ้น, การป้องกันตัวคล้ายกัน).
  • อธิบาย รูปแบบจุดหลอมเหลว จากโครงสร้าง: โลหะขนาดใหญ่ (Na→Al), โควาเลนต์ขนาดใหญ่ (Si, สูงสุด), จากนั้นโมเลกุลเล็ก ($\text{P}_4$, $\text{S}_8$, $\text{Cl}_2$) และอะตอมเดี่ยว (Ar).
  • ออกไซด์เปลี่ยนจาก เบส → แอมฟอเทอริก ($\text{Al}_2\text{O}_3$) → กรด ข้ามคาบ; เชื่อมโยงกับพันธะจากไอออนิกไปเป็นโควาเลนต์.
  • สำหรับปฏิกิริยาของออกไซด์/คลอไรด์กับน้ำ ให้ระบุ ผลิตภัณฑ์และค่า pH ที่เกิดขึ้น.

Interactive lessons on this topic · ⁨บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที⁩

Past Papers · ⁨ข้อสอบย้อนหลัง⁩

More topics in A-Level Chemistry · ⁨Chemistry A-Level⁩ · ⁨หัวข้อเพิ่มเติมใน A-Level Chemistry · ⁨Chemistry A-Level⁩⁩

Log in or create account · ⁨เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี⁩

IGCSE, A-Level & AP