រចនាសម្ព័ន្ធអាតូម និងតារាងធាតុតាមកាលកំណត់

រចនាសម្ព័ន្ធអាតូម និងតារាងធាតុតាមកាលកំណត់

Pendahuluan

នៅក្នុងពិភពគីមីវិទ្យា ការយល់ដឹងអំពីរចនាសម្ព័ន្ធអាតូម និងតារាងធាតុតាមកាលកំណត់គឺមានសារៈសំខាន់ណាស់។ ការយល់ដឹងយ៉ាងហ្មត់ចត់អំពីទិដ្ឋភាពទាំងពីរនេះអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រពន្យល់ពីលក្ខណៈសម្បត្តិ និងឥរិយាបថផ្សេងៗនៃរូបធាតុ។ ដូចគ្នានឹងការយល់ដឹងអំពីបទពិសោធន៍ ហេតុផល និងគំរូក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃអនុញ្ញាតឱ្យយើងទស្សន៍ទាយប្រតិកម្មគីមី លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងឥរិយាបថរបស់ធាតុនៅក្នុងសកលលោក ការយល់ដឹងអំពីរចនាសម្ព័ន្ធអាតូម និងតារាងធាតុតាមកាលកំណត់ជួយយើងទស្សន៍ទាយប្រតិកម្មគីមី លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងឥរិយាបថរបស់ធាតុនៅក្នុងសកលលោក។

រចនាសម្ព័ន្ធអាតូម

អាតូមគឺជាឯកតាមូលដ្ឋាននៃរូបធាតុ ដែលបង្កើតបានជាអ្វីៗគ្រប់យ៉ាងនៅជុំវិញយើង។ អាតូមត្រូវបានផ្សំឡើងដោយភាគល្អិតអនុអាតូមសំខាន់ៗចំនួនបីគឺ ប្រូតុង នឺត្រុង និងអេឡិចត្រុង។ ប្រូតុង និងនឺត្រុងបង្កើតជាស្នូល ខណៈដែលអេឡិចត្រុងវិលជុំវិញស្នូលក្នុងគន្លងជាក់លាក់នៅក្នុងពពកអេឡិចត្រុង។

Proton
ប្រូតុង គឺជាភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ដែលត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងស្នូលនៃអាតូមមួយ។ ចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងស្នូលកំណត់អត្តសញ្ញាណរបស់ធាតុ ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាចំនួនអាតូមិចរបស់វា។ ឧទាហរណ៍ អាតូមកាបូនមានប្រូតុងចំនួនប្រាំមួយ ខណៈដែលអុកស៊ីសែនមានប្រាំបី។ ប្រូតុងក៏មានម៉ាស់ជិតនឹងឯកតាម៉ាស់អាតូមិចមួយ (u) ដែរ។

នឺត្រុង
នឺត្រុង គឺជាភាគល្អិតដែលគ្មានបន្ទុក ដែលមាននៅក្នុងស្នូលអាតូម។ ពួកវាមានម៉ាស់ស្ទើរតែដូចគ្នានឹងប្រូតុង។ ទោះបីជាពួកវាមិនប៉ះពាល់ដល់បន្ទុកអាតូមក៏ដោយ ចំនួននឺត្រុងនៅក្នុងស្នូលអាចប៉ះពាល់ដល់ស្ថេរភាពរបស់អាតូម និងកំណត់អ៊ីសូតូបរបស់វា។ អ៊ីសូតូប គឺជាវ៉ារ្យ៉ង់នៃធាតុដែលមានចំនួនប្រូតុងដូចគ្នា ប៉ុន្តែចំនួននឺត្រុងខុសគ្នា។

អេឡិចត្រូនិច
អេឡិចត្រុងគឺជាភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន ដែលវិលជុំវិញស្នូលអាតូមក្នុងគន្លងជាក់លាក់ ឬកម្រិតថាមពល។ អេឡិចត្រុងមានម៉ាស់តិចតួចណាស់បើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រូតុង និងនឺត្រុង។ ការចែកចាយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូម ឬការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រុង កំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនៃធាតុនោះ។ អេឡិចត្រុងខាងក្រៅបំផុត (អេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់) ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការបង្កើតចំណងគីមី។

គំរូអាតូម

ចាប់តាំងពីសម័យបុរាណមក អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្កើតគំរូផ្សេងៗដើម្បីពន្យល់ពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃអាតូម។ ចាប់ពីគំរូអាតូមសាមញ្ញរបស់ដាល់តុន រហូតដល់ទ្រឹស្តីអាតូមរបស់ថមសុន ដែលស្រមៃមើលអេឡិចត្រុងថាជា "នំប៉័ងផ្លែទំពាំងបាយជូរ" រហូតដល់គំរូរបស់រូធើហ្វដ ដែលបានណែនាំគោលគំនិតនៃស្នូលអាតូម។ គំរូអាតូមទំនើបដែលត្រូវបានទទួលយកយ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះគឺគំរូមេកានិចកង់ទិច ដែលណែនាំដោយ Erwin Schrödinger និង Werner Heisenberg។

គំរូមេកានិចកង់ទិច
គំរូមេកានិចកង់ទិចគឺជាការកែលម្អនៃគំរូ Bohr នៃអាតូម។ នៅក្នុងគំរូនេះ អេឡិចត្រុងមិនផ្លាស់ទីក្នុងគន្លងជាក់លាក់ទេ ប៉ុន្តែនៅក្នុងគន្លង ដែលជាអនុគមន៍គណិតវិទ្យាដែលកំណត់ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្វែងរកអេឡិចត្រុងនៅក្នុងលំហបីវិមាត្រ។ គន្លងទាំងនេះមានរាង និងថាមពលខុសៗគ្នា ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាសំបករង (s, p, d, f)។

តារាងធាតុតាមកាលកំណត់

តារាង​ធាតុ​តាម​កាលកំណត់ ឬ​ប្រព័ន្ធ​តាម​កាលកំណត់ គឺជា​ការរៀបចំ​ធាតុ​ដោយផ្អែកលើ​ចំនួន​អាតូមិក ការកំណត់​រចនាសម្ព័ន្ធ​អេឡិចត្រុង និង​លក្ខណៈសម្បត្តិ​គីមី​របស់​វា។ តារាង​ធាតុ​តាម​កាលកំណត់​ដែល​យើង​ស្គាល់​សព្វថ្ងៃនេះ គឺជា​លទ្ធផល​នៃ​ការកែលម្អ​ដោយ​អ្នកស្រាវជ្រាវ​ផ្សេងៗ ជាពិសេស Dmitri Mendeleev និង Henry Moseley។

ប្រវត្តិនៃតារាងតាមកាលកំណត់
ឌីមីទ្រី មិនដេលេយេវ គឺជាអ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិរុស្ស៊ីម្នាក់ ដែលបានចងក្រងតារាងធាតុគីមីជាលើកដំបូងក្នុងឆ្នាំ 1869 ដោយផ្អែកលើទម្ងន់អាតូម (ម៉ាស់អាតូម) និងលក្ខណៈសម្បត្តិគីមី។ មិនដេលេយេវ បានព្យាករណ៍ពីអត្ថិភាពនៃធាតុដែលមិនទាន់បានរកឃើញ និងទីតាំងរបស់វានៅក្នុងតារាង ដែលក្រោយមកត្រូវបានបង្ហាញថាត្រឹមត្រូវ។ ក្រោយមក ហេនរី ម៉ូសេលី បានកែលម្អតារាងរបស់មិនដេលេយេវ ដោយរៀបចំធាតុនានាឲ្យបានត្រឹមត្រូវជាងមុនតាមចំនួនអាតូម (ចំនួនប្រូតុង)។

រចនាសម្ព័ន្ធតារាងតាមកាលកំណត់
តារាងតាមកាលកំណត់ត្រូវបានបែងចែកជាវគ្គ និងក្រុម។

រយៈពេល
ចំណុច (period) គឺជាជួរផ្ដេកនៅក្នុងតារាងធាតុគីមី។ ធាតុនៅក្នុងចំណុចមួយមានចំនួនសំបកអេឡិចត្រុងដូចគ្នា ចាប់ពី 1 (អ៊ីដ្រូសែន និងអេលីយ៉ូម) ដល់ 7 (ធាតុ transuranium)។

ក្រុម
ក្រុម គឺជាជួរឈរបញ្ឈរមួយនៅក្នុងតារាងធាតុគីមី។ ធាតុនៅក្នុងក្រុមមួយមានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់ដូចគ្នា ដែលបណ្តាលឱ្យពួកវាមានលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីស្រដៀងគ្នា។ ក្រុមត្រូវបានបែងចែកជាពីរផ្នែកធំ៖ ក្រុមសំខាន់ (ក្រុម A) និងក្រុមអន្តរកាល (ក្រុម B)។

ថ្នាក់មេ
ក្រុមសំខាន់ៗរួមមានក្រុមទី 1 (IA) ដល់ក្រុមទី 18 (VIIIA) ដែលរួមមានធាតុដូចជា លោហធាតុអាល់កាឡាំង លោហធាតុអាល់កាឡាំងផែនដី ហាឡូហ្សែន និងឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូ។ លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនៃធាតុនីមួយៗនៅក្នុងក្រុមទាំងនេះត្រូវបានកំណត់ដោយចំនួនអេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់។

– ក្រុមទី 1៖ អាល់កាឡាំង៖ រួមមានអ៊ីដ្រូសែន លីចូម សូដ្យូម ប៉ូតាស្យូម។ល។ ពួកវាជាលោហធាតុដែលមានប្រតិកម្មខ្ពស់ដែលមានអេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់មួយ។
– ក្រុមទី 2: លោហធាតុអាល់កាឡាំងផែនដី៖ រួមមានប៊ីរីលីញ៉ូម ម៉ាញ៉េស្យូម កាល់ស្យូម ជាដើម។ ពួកវាក៏មានប្រតិកម្មខ្ពស់ និងមានអេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់ពីរផងដែរ។
– ក្រុមទី 17៖ ហាឡូសែន៖ រួមមាន ហ្វ្លុយអូរីន ក្លរីន ប្រូមីន ជាដើម។ ពួកវាជាលោហៈមិនមែនមានប្រតិកម្មខ្ពស់ ដែលមានអេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់ចំនួនប្រាំពីរ។
– ក្រុមទី 18: ឧស្ម័នកំរ៖ រួមមានអេលីយ៉ូម ណេអុង អារហ្គុន ជាដើម។ ពួកវាអសកម្ម ហើយកម្រមានប្រតិកម្មណាស់ ពីព្រោះពួកវាមានអេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់ពេញចំនួនប្រាំបី។

ក្រុមអន្តរកាល
ក្រុមអន្តរកាលរួមមានធាតុពីក្រុមទី 3 ដល់ទី 12 ដែលជាទូទៅជាលោហធាតុដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តប្លែកៗដូចជា ភាពរឹង ចរន្តអគ្គិសនី និងកំដៅ និងចំណុចរលាយខ្ពស់។ ធាតុទាំងនេះមានអេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់នៅក្នុងស្រទាប់រង d និង f។

លក្ខណៈសម្បត្តិតាមកាលកំណត់នៃធាតុ

លក្ខណៈសម្បត្តិតាមកាលកំណត់នៃធាតុគឺជានិន្នាការ ឬគំរូនៃឥរិយាបថរបស់ធាតុនៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់។ លក្ខណៈសម្បត្តិតាមកាលកំណត់សំខាន់ៗមួយចំនួនរួមមាន៖

កាំអាតូម
កាំអាតូមិច គឺជាចម្ងាយពីស្នូលទៅអេឡិចត្រុងខាងក្រៅបំផុត។ កាំអាតូមិច មានទំនោរថយចុះពីឆ្វេងទៅស្តាំឆ្លងកាត់រយៈពេលមួយ ដោយសារតែបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរកើនឡើងទាញអេឡិចត្រុងឱ្យកាន់តែជិត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ កាំអាតូមិចកើនឡើងពីលើចុះក្រោមឆ្លងកាត់ក្រុមមួយ ដោយសារតែការបន្ថែមសំបកអេឡិចត្រុង។

ថាមពលអ៊ីយ៉ូដនីយកម្ម
ថាមពលអ៊ីយ៉ូដគឺជាថាមពលដែលត្រូវការដើម្បីយកអេឡិចត្រុងចេញពីអាតូមក្នុងសភាពឧស្ម័ន។ ថាមពលអ៊ីយ៉ូដកើនឡើងពីឆ្វេងទៅស្តាំឆ្លងកាត់រយៈពេលមួយ ពីព្រោះបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរខ្លាំងជាងទាក់ទាញអេឡិចត្រុងខ្លាំងជាង។ ផ្ទុយទៅវិញ ថាមពលអ៊ីយ៉ូដថយចុះពីលើចុះក្រោមឆ្លងកាត់ក្រុមមួយ ពីព្រោះអេឡិចត្រុងនៅក្នុងសំបកខាងក្រៅស្ថិតនៅឆ្ងាយពីស្នូល និងមិនសូវចងភ្ជាប់គ្នាយ៉ាងតឹងរ៉ឹង។

អេឡិចត្រូណេហ្គាទីវីតេ
អេឡិចត្រូនេហ្គាទីវីតេ គឺជាសមត្ថភាពរបស់អាតូមក្នុងការទាក់ទាញអេឡិចត្រុងនៅក្នុងចំណងគីមី។ អេឡិចត្រូនេហ្គាទីវីតេកើនឡើងពីឆ្វេងទៅស្តាំឆ្លងកាត់រយៈពេលមួយ ហើយថយចុះពីលើចុះក្រោមឆ្លងកាត់ក្រុមមួយ។

ភាពស្និទ្ធស្នាលអេឡិចត្រុង
សមត្ថភាពអេឡិចត្រុង គឺជាការប្រែប្រួលថាមពលដែលកើតឡើងនៅពេលដែលអាតូមមួយទទួលបានអេឡិចត្រុងមួយ។ សមត្ថភាពអេឡិចត្រុង មានទំនោរកាន់តែអវិជ្ជមានពីឆ្វេងទៅស្តាំឆ្លងកាត់រយៈពេលមួយ និងតិចជាងអវិជ្ជមានពីលើចុះក្រោមឆ្លងកាត់ក្រុមមួយ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ការយល់ដឹងយ៉ាងទូលំទូលាយអំពីរចនាសម្ព័ន្ធអាតូម និងតារាងធាតុតាមកាលកំណត់ គឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃគីមីវិទ្យា។ រចនាសម្ព័ន្ធអាតូមផ្តល់នូវការយល់ដឹងអំពីការរៀបចំជាមូលដ្ឋាន និងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃភាគល្អិតរងអាតូម ខណៈដែលតារាងធាតុតាមកាលកំណត់ផ្តល់នូវក្របខ័ណ្ឌសម្រាប់ចាត់ថ្នាក់ និងព្យាករណ៍លក្ខណៈសម្បត្តិនៃធាតុ។ តាមរយៈការយល់ដឹងពីទិដ្ឋភាពទាំងពីរ យើងមិនត្រឹមតែទទួលបានការយល់ដឹងស៊ីជម្រៅអំពីរូបធាតុប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងសមត្ថភាពក្នុងការអនុវត្តចំណេះដឹងនោះក្នុងការស្រាវជ្រាវ ឧស្សាហកម្ម និងបច្ចេកវិទ្យាផងដែរ។