ดังที่ได้กล่าวไว้แล้วว่าการจัดหมวดหมู่ของธาตุโดยใช้สมบัติเกี่ยวกับความเป็นโลหะนั้นยังไม่สมบูรณ์เพียงพอ จึงต้องศึกษาเพิ่มเติมต่อไป ซึ่งในที่นี้เป็นการศึกษาสมบัติบางประการของสารประกอบคลอไรด์และออกไซด์ รวมทั้งซัลไฟด์ เพื่อนำมาจัดหมวดหมู่ของธาตุเปรียบเทียบกับการใช้สมบัติความเป็นโลหะ

  สมบัติของสารประกอบคลอไรด์

สารประกอบคลอไรด์ หมายถึง สารประกอบธาตุคู่ระหว่างธาตุคลอรีนกับธาตุอื่น ๆ เช่น NaCl ,CaCl₂ , HCl และ CCl₄เป็นต้น

สารประกอบคลอไรด์สามารถเตรียมได้โดยตรง โดยผ่านก๊าซคลอรีนแห้งไปบนธาตุที่กำลังร้อน ดังนั้นในขั้นแรกจึงต้องเตรียมก๊าซคลอรีนก่อนแล้วจึงผ่านก๊าซคลอรีนที่ได้นั้นลงไปบนธาตุที่ร้อนดังกล่าว

การเตรียมก๊าซคลอรีนในห้องปฏิบัติการ ใช้ปฏิกิริยาระหว่างโปตัสเซียมเพอร์แมงกาเนต (KMnO₄) กับก๊าซไฮโดรคลอริก(HCl) เข้มข้นประมาณ 10 mol/dm³ ซึ่งเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้

KMnO₄ (s) + 16 HCl (aq) 2KCl (aq) + 2MnCl₂ (aq) + 8H₂ (l) + 5Cl₂ (g)

หมายเหตุ ก๊าซคลอรีนเป็นก๊าซพิษ ดังนั้นการเตรียมจึงต้องทำอย่างระมัดระวัง

ก๊าซคลอรีนที่เกิดขึ้นจะผ่านสารดูดความชื้น เพื่อให้ได้ก๊าซคลอรีนแห้งซึ่งผ่านไปทำปฏิกิริยากับธาตุที่กำลังร้อนต่อไป

รูปที่ 5.3 การจัดเครื่องมือสำหรับเตรียมสารประกอบคลอไรด์

หมายเหตุ ก. ใช้สาร CaCl₂ เป็นสารดูดความชื้น

ข. สารละลาย NaOH ใช้กำจัด Cl₂ ที่มากเกินพอซึ่งเหลือจากการเกิดปฏิกิริยา

สำหรับการเตรียมก๊าซ Cl₂โดยวิธีนี้ อาศัยหลักการออกซิไดส์กรด HCl ด้วยตัวออกซิไดซ์ชนิดต่าง ๆ ดังนั้นจึงอาจใช้ตัวออกซิไดซ์อื่น ๆ แทน KMnO₄ ได้ เช่นใช้ MnO₂ , K₂Cr₂O₇ , Ca(OCl)₂ , PbO₂ เป็นต้น ดังสมการต่อไปนี้

MnO₂ (s) + 4 HCl (aq) MnCl₂ (aq) + 2H₂O (l) + Cl₂ (g)

K₂Cr₂O₇(s) + 14 HCl (aq) 2KCl (aq) + 2CrCl₃ (aq) + 7H₂O (l) + 3 Cl₂ (g)

Ca(OCl)₂ (s) + 4 HCl (aq) CaCl₂ (aq) + 2H₂O (l) + 2Cl₂ (g)

PbO₂(s) + 4 HCl (aq) PbCl₂ (aq) + 2H₂O (l) + 2Cl₂ (g)

สำหรับในการเตรียมก๊าซ Cl₂ ในอุตสาหกรรม นิยมแยกสลายสารละลายโซเดียมคอลไรด์ (NaCl) ด้วยกระแสไฟฟ้า

ตัวอย่างของสารประกอบคลอไรด์ที่เตรียมได้โดยตรงระหว่างปฏิกิริยาของ Cl₂กับธาตุ

2Al(s) + 3 Cl₂(g) 2AlCl₃ (s)

2P(s) + 5 Cl₂(g) 2PCl₅ (s)

2K(s) + Cl₂(g) 2KCl (s)

Ca(s) + Cl₂(g) CaCl₂ (s)

สมบัติของสารประกอบคลอไรด์

ได้แก่ สมบัติเกี่ยวกับจุดหลอมเหลว สถานะ การละลายน้ำ ความเป็นกรดเบสของสารละลาย และการแตกตัวเป็นไอออน

การแตกตัวเป็นไอออนทดสอบได้โดยใช้สารละลาย AgNO₃ ซึ่งถ้ามีCl^- จะเกิดตะกอนของ AgCl ดังสมการ

Ag⁺(aq) + Cl^- (aq) AgCl (s)

ปฏิกิริยานี้จัดว่าเป็นวิธีทดสอบคลอไรด์ไอออนวิธีหนึ่ง

ตารางที่ 5.4 สมบัติบางประการของสารประกอบคอลไรด์ของ 20 ธาตุแรก

ก. คลอไรด์ของโลหะ ได้แก่ LiCl , BeCl₂ , NaCl , MgCl₂ , AlCl₃ , KCl , และ CaCl₂

ข. คลอไรด์ของอโลหะ ได้แก่ HCl , BCl₃ , CCl₄ , NCl₃ , Cl₂O , ClF ,PCl₅ , SiCl₄ และ SCl₂

นอกจากจะแบ่งสารประกอบคลอไรด์เป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ ดังกล่าวแล้ว ยังสามารถแบ่งเป็นกลุ่มย่อยได้อีก เพื่อให้การจัดหมวดหมู่มีความสมบูรณ์มากที่สุด โดยใช้สมบัติของสารประกอบคลอไรด์ เช่น สถานะ จุดหลอมเหลว ความเป็นกรดเบสของสารละลายเป็นต้น

เมื่อใช้ความเป็นกรด - เบสของสารละลาย จะแบ่งกลุ่มย่อยได้ดังนี้

ก. คลอไรด์ของโลหะ

สารละลายเป็นกรด ได้แก่ AlCl₃ , BeCl₂

สารละลายเป็นกลาง ได้แก่ LiCl , NaCl , MgCl₂ , KCl , และ CaCl₂

สารละลายเป็นเบส -

ข.คลอไรด์ของอโลหะ

สารละลายเป็นกรด ได้แก่ HCl , BCl₃ , Cl₂O , ClF ,PCl₅ , SiCl₄ และ SCl₂

สารละลายเป็นกลาง ได้แก่ -

สารละลายเป็นเบส ได้แก่ -

เมื่อใช้สถานะและจุดหลอมเหลว จะแบ่งกลุ่มย่อยได้ดังในตารางที่ 5.5

ตารางที่ 5.5 การแบ่งสารประกอบคลอไรด์เป็นกลุ่มโดยใช้จุดหลอมเหลว

ก. คลอไรด์ที่เป็นของแข็งและมีจุดหลอมเหลวสูงคือ คลอไรด์ของโลหะ

ข. คลอไรด์ที่เป็นของเหลวและก๊าซซึ่งมีจุดหลอมเหลวต่ำ คือคลอไรด์ของอโลหะ

เมื่อนำคลอไรด์มาจัดรวมกันเป็นหมวดหมู่ โดยจัดคลอไรด์ที่มีสูตรชนิดเดียวกันและสมบัติเช่น ความเป็นกรดเบส และจุดหลอมเหลวคล้ายกันอยู่ในช่องแนวดิ่งเดียวกันจะได้ดังนี้

รูปที่ 5.4 การจัดกลุ่มสารประกอบคลอไรด์โดยใช้สมบัติเป็นเกณฑ์

จะเห็นได้ว่าเมื่อจัดกลุ่มธาตุโดยใช้สูตรและสมบัติของสารประกอบคลอไรด์เป็นเกณฑ์ จะจัดกลุ่มธาตุได้ 8 กลุ่ม ตามแนวดิ่ง ซึ่งส่วนใหญ่จะสอดคล้องกับการจัดกลุ่มธาตุโดยใช้ความเป็นโลหะ ความแข็งและความไวเป็นเกณฑ์ แต่ก็มีบางธาตุที่เปลี่ยนไปอยู่ในกลุ่มใหม่ เช่น K Al B Si O บางธาตุที่จัดกลุ่มไม่ได้ เมื่อพิจารณาสมบัตคลอไรด์กํสามารถจัดอยู่ในกลุ่มเดียวกันได้ เช่น P กับ N และ S กับ C ถ้าเรียงตามมวลอะตอม จะต้องแยก Ar ออกจาก He และ Ne ซึ่งก็แสดงว่าการใช้มวลอะตอมเป็นเกณฑ์ในการจัดกลุ่มยังมีปัญหาอีกบางส่วน ทำให้ต้องหาวิธีการอื่น ๆ อีกต่อไป

สารประกอบคลอรีนในชีวิตประจำวัน

สารประกอบของคลอรีนส่วนใหญ่จะพบในชีวิตประจำวันเช่น

ก. NaCl ใช้ในการปรุงแต่งรสอาหาร และถนอมอาหาร ในต่างประเทศใช้สำหรับละลายน้ำแข็งในหิมะ

ข. CaCl₂ ใช้ในเครื่องทำความเย็นในอุตสาหกรรมห้องเย็น ใช้ทำฝนเทียม

ค. KCl ใช้ผสมทำปุ๋ย

ง. NH₄Cl ใช้เป็นส่วนประกอบของถ่านไฟฉาย และใช้เป็นน้ำประสานดีบุก

จ. ใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตสารอื่น ๆ เช่น ผลิตโซดาไฟ (NaOH) โดยการแยกสารละลาย NaCl ด้วยไฟฟ้า ซึ่งจะได้ Cl₂ และH₂ เป็นผลพลอยได้ เมื่อ Cl₂ และ H₂ เกิดปฏิกิริยารวมกันโดยตรงจะได้ก๊าซ HCl ซึ่งละลายน้ำได้เป็นกรดไฮโดรคลอริก ที่นำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้ เช่น แช่เหล็กกล้า เพื่อขจัดสนิมก่อนที่จะฉาบด้วยสารกันสนิม ก๊าซ Cl₂ ยังใช้ทำปูนคลอรีน เช่น โซเดียมไฮโปคลอไรด์ แคลเซียมไฮโปคลอไรด์ ซึ่งเป็นสารเคมีฟอกขาวสำหรับฟอกสีหรือฟอกขาวเยื่อกระดาษและใช้ฆ่าแบคทีเรีย และสาหร่ายในน้ำปะปา และในสระว่ายน้ำ นอกจากนี้ NaCl ยังใช้ผลิต NaHCO₃ (โซดาทำขนม) และ Na₂CO₃ (โซดาแอช)

ประโยชน์อื่น ๆ เช่น CCl₄ใช้เป็นน้ำยาดับเพลิงและซักแห้ง SnCl₄ใช้ในการทำสี CaCl₂ ใช้ดูดความชื้น CCl₄และ CHCl₃ ใช้เป็นตัวทำละลายในการสกัดสารอินทรีย์ เป็นต้น

สำหรับโทษของสารประกอบคลอไรด์ก็มีมากเช่นเดียวกัน เช่น

ก. DDT และ C₆H₆Cl₆ (hexa chlorobenzene) ซึ่งเป็นย่าฆ่าแมลงประเภทสลายตัวช้า ทำให้มีพิษตกค้างสะสมอยู่ในร่างกายได้นานเป็นอันตรายต่อร่างกาย ซึ่งองค์การอนามัยโลกได้ประกาศห้ามใช้แล้วในปัจจุบัน

DDT ย่อมาจาก Dichloro Diphenyl Trichloro ethane หรือเรียกชื่อตามระบบ IUPAC คือ

2, 2-bis- (p-chlorophynyl) -1, 1 , 1- trichloro ethane มีสูตรโครงสร้างดังนี้

สูตรโมเลกุล (C₆H₄Cl)₂CHCCl₃

ข. CCl₄และ CHCl₃(คลอโรฟอร์ม) ไอของมันเป็นอันตรายต่อระบบหายใจ

ค. CoCl₂ ฟอสจีน หรือคาร์บอนิลคลอไรด์ S(C₆H₅)₂Cl₂(dichloro diphenyl sulfide หรือก๊าซมัสตาร์ด ) , ClCHCHAsCl₂ (chlorovinyl dichloro arsine หรือ Lawisite) และ (C₆H₅)₂AsCl(diphenylchloro arsine) พวกนี้เป็นก๊าซพิษ เป็นอันตรายต่อร่างกายบางชนิดทำให้เกิดการจามและอาเจียน บางชนิด เช่น CoCl₂ และก๊าซมัสตาร์ดใช้เป็นก๊าซพิษที่ร้ายแรงและเคยใช้ในสงครามโลกครั้งที่สอง

ง. C₆H₅COCH₂Cl(chloro acetophenone) ใช้เป็นก๊าซน้ำตา

จ. ฟรีออน ซึ่งเป็นสารประกอบที่เกิดจาก Cl F และ Br เข้าแทนที่ H ใน CH₄ หรือ C₂H₆ เช่น CFCl₃ , CF₂Cl₂ , C₂FCl₂ ซึ่งเรียกว่า CFCs ใช้เป็นสารทำความเย็น และเป็นสารขับดันในกระป๋องฉีดพ่นของเหลวให้เป็นละอองฝอย (สเปรย์) สารประกอบโบรโมคลอโรไดฟลูออโรมีเทน หรือ BCF ใช้ดับเพลิงรถยนต์และเครื่องบิน สารเหล่านี้ทำให้เกิดผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม

สารบัญ

ตารางธาตุ

สมบัติของธาตุ ...

.สารประกอบคลอไรด์

สารประกอบออกไซด์ ..

. ก๊าซเฉื่อย . .

การจัดธาตุเป็นหมวดหมู่ ...

. .การจัดธาตุเป็นหมวดหมู่ของนักเคมียุคต่างๆ .

.ตารางธาตุในปัจจุบัน

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

เรื่องการทดลองเสมือนจริง