ຄຸນສົມບັດທາງເຄມີຂອງທາດອາລຄາໄລນ໌
ທາດດ່າງດິນແມ່ນກຸ່ມຂອງທາດໃນຕາຕະລາງທາດທີ່ຢູ່ໃນກຸ່ມ IIA (ກຸ່ມ 2), ຄື ເບຣິລລຽມ (Be), ແມກນີຊຽມ (Mg), ແຄວຊຽມ (Ca), ສະຕຣອນຊຽມ (Sr), ແບຣຽມ (Ba), ແລະ ຣາດຽມ (Ra). ກຸ່ມນີ້ຖືກເອີ້ນວ່າ "ດ່າງດິນ" ເພາະວ່າອົກໄຊຂອງມັນເປັນດ່າງ (ດ່າງ) ແລະ ໃນຊ່ວງຕົ້ນໆຂອງເຄມີສາດມັກພົບໃນແຮ່ທາດ "ດິນ" (ຫີນ). ຈາກທັດສະນະທາງເຄມີ, ທາດດ່າງດິນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກວ່າມີເອເລັກຕຣອນວາເລນສອງຕົວ ດັ່ງນັ້ນພວກມັນມັກຈະສ້າງໄອອອນທີ່ມີປະຈຸ +2. ຄຸນສົມບັດນີ້ແມ່ນຈຸດໃຈກາງຂອງປະຕິກິລິຍາ, ປະເພດຂອງພັນທະບັດ, ແລະ ຮູບແບບປະຕິກິລິຍາລັກສະນະໃນຄອບຄົວຂອງທາດນີ້.
1. ການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນ ແລະ ຕົວເລກອົກຊີເດຊັນ
ໂດຍທົ່ວໄປ, ທາດດ່າງດິນມີການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນພາຍນອກເປັນ ns². ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າພວກມັນມີເອເລັກຕຣອນວາເລນສອງຕົວຢູ່ໃນເປືອກນອກສຸດຂອງພວກມັນ. ເນື່ອງຈາກພວກມັນມີຄວາມໝັ້ນຄົງຫຼາຍຂຶ້ນເມື່ອພວກມັນບັນລຸການຕັ້ງຄ່າອາຍແກັສທີ່ມີຄ່າສູງ, ທາດເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະສູນເສຍເອເລັກຕຣອນສອງຕົວເມື່ອພວກມັນມີປະຕິກິລິຍາ, ປະກອບເປັນແຄດຊັນ M²⁺. ດັ່ງນັ້ນ, ເລກອົກຊີເດຊັນທີ່ພົບເລື້ອຍ ແລະ ໝັ້ນຄົງທີ່ສຸດສຳລັບທາດດ່າງດິນແມ່ນ +2.
ແນວໂນ້ມທີ່ຈະສ້າງໄອອອນ +2 ເຮັດໃຫ້ທາດປະສົມອັນຄາໄລນ໌ໂລກມັກຈະເປັນໄອອອນ, ໂດຍສະເພາະສຳລັບທາດທີ່ໜັກກວ່າເຊັ່ນ Ca, Sr, ແລະ Ba. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ທາດຂະໜາດນ້ອຍກວ່າເຊັ່ນ Be ມີຄຸນສົມບັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນເລັກນ້ອຍ; ທາດປະສົມຂອງມັນມັກຈະເປັນໂຄວາເລນຫຼາຍກວ່າເນື່ອງຈາກຄວາມສາມາດໃນການໂພລາຣີເຊຊັນສູງ.
2. ພະລັງງານໄອອອນໄນເຊຊັນ ແລະ ປະຕິກິລິຍາ
ປະຕິກິລິຍາຂອງທາດດ່າງດິນເພີ່ມຂຶ້ນຈາກເທິງຫາລຸ່ມຂອງກຸ່ມ. ສິ່ງນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງລັດສະໝີອະຕອມ ແລະ ການຫຼຸດລົງຂອງພະລັງງານໄອອອນໄນເຊຊັນ. ເມື່ອທ່ານລົງໄປ, ເອເລັກຕຣອນວາເລນຈະຢູ່ໄກຈາກນິວເຄລຍສ ແລະ ງ່າຍທີ່ຈະຖືກກຳຈັດອອກ, ດັ່ງນັ້ນທາດດັ່ງກ່າວຈຶ່ງມີປະຕິກິລິຍາຫຼາຍຂຶ້ນ.
ລຳດັບທົ່ວໄປຂອງແນວໂນ້ມການເກີດປະຕິກິລິຍາແມ່ນ:
ເປັນ < ມກ < ຄາໂບໄຮເດຣດ < ຊຣ < ບາ < ຣາ
ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄວນສັງເກດວ່າເບຣີລລຽມແມ່ນເປັນເອກະລັກ ແລະ ມີປະຕິກິລິຍາໜ້ອຍກວ່າສະມາຊິກອື່ນໆ. ມັນບໍ່ໄດ້ປະຕິກິລິຍາໄວກັບນໍ້າພາຍໃຕ້ສະພາບປົກກະຕິ ເພາະວ່າຊັ້ນອົກໄຊບາງໆຈະສ້າງຕົວປົກປ້ອງໜ້າດິນຂອງມັນ. 3. ປະຕິກິລິຍາກັບນໍ້າ ໜຶ່ງໃນຄຸນສົມບັດທາງເຄມີທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງໂລຫະດ່າງໂລກແມ່ນຄວາມສາມາດໃນການປະຕິກິລິຍາກັບນໍ້າ ເຖິງແມ່ນວ່າຈະບໍ່ໄວເທົ່າກັບໂລຫະດ່າງ (ກຸ່ມ 1). - Be: ເກືອບບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາກັບນໍ້າ ເນື່ອງຈາກຊັ້ນ BeO ທີ່ໝັ້ນຄົງ. - Mg: ປະຕິກິລິຍາຊ້າຫຼາຍກັບນໍ້າເຢັນ, ແຕ່ປະຕິກິລິຍາໄວກວ່າກັບນໍ້າຮ້ອນ ຫຼື ໄອນໍ້າ. - Ca, Sr, Ba: ປະຕິກິລິຍາກັບນໍ້າເຢັນເພື່ອຜະລິດໄຮດຣອກໄຊ ແລະ ອາຍແກັສໄຮໂດຣເຈນ. ຕົວຢ່າງຂອງປະຕິກິລິຍາ: - ສຳລັບແຄວຊຽມ: Ca(s) + 2H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + H₂(g) - ສຳລັບແມກນີຊຽມດ້ວຍໄອນໍ້າ: Mg(s) + H₂O(g) → MgO(s) + H₂(g) ປະຕິກິລິຍາເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂລຫະດ່າງໂລກແມ່ນຕົວແທນຫຼຸດຜ່ອນທີ່ແຂງແຮງຫຼາຍ, ເພາະວ່າພວກມັນສາມາດຫຼຸດຜ່ອນນໍ້າໃຫ້ເປັນອາຍແກັສໄຮໂດຣເຈນ. 4. ປະຕິກິລິຍາກັບການສ້າງອົກຊີເຈນ ແລະ ອົກໄຊດ໌ ທາດດ່າງດິນໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຈະປະຕິກິລິຍາກັບອົກຊີເຈນເພື່ອສ້າງອົກໄຊດ໌. ຜະລິດຕະພັນຂັ້ນຕົ້ນມັກຈະເປັນອົກໄຊດ໌ງ່າຍໆ (MO). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ທາດທີ່ໜັກກວ່າກໍ່ສາມາດສ້າງເປີອອກໄຊດ໌ໄດ້. - Mg + O₂ → MgO - 2Ca + O₂ → 2CaO (ຂັ້ນຕົ້ນ) - Ba ມັກຈະສ້າງ BaO₂ (ເປີອອກໄຊດ໌) ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສະເພາະ: Ba + O₂ → BaO₂ ຄວາມເປັນເບສຂອງອົກໄຊດ໌ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກເທິງຫາລຸ່ມ. BeO ເປັນແອມໂຟເຕີຣິກ (ສາມາດເປັນໄດ້ທັງກົດ ແລະ ເບສ), MgO ເປັນເບສອ່ອນ, ໃນຂະນະທີ່ CaO, SrO, ແລະ BaO ເປັນເບສແຮງ ແລະ ປະຕິກິລິຍາກັບນ້ຳເພື່ອສ້າງໄຮດຣອກໄຊດ໌. 5. ການສ້າງໄຮດຣອກໄຊດ໌ ແລະ ຄວາມເປັນເບສ ໄຮດຣອກໄຊດ໌ດິນອັນຄາລີມີສູດທົ່ວໄປ M(OH)₂. ຄວາມແຂງແຮງພື້ນຖານ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການລະລາຍຂອງໄຮດຣອກໄຊດ໌ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກເທິງຫາລຸ່ມຂອງກຸ່ມ: - Be(OH)₂: ເປັນແອມໂຟເຕີຣິກ, ລະລາຍບໍ່ດີ. - Mg(OH)₂: ເປັນເບສອ່ອນ, ລະລາຍຕໍ່າ (ເອີ້ນວ່າ "ນົມແມກນີຊຽມ" ສຳລັບຢາແກ້ອາຊິດ). - Ca(OH)₂: ລະລາຍໄດ້ໜ້ອຍ, ເອີ້ນວ່າປູນຂາວ. - Sr(OH)₂ ແລະ Ba(OH)₂: ເປັນເບສທີ່ລະລາຍໄດ້ຫຼາຍກວ່າ ແລະ ແຂງແຮງກວ່າ. ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຄວາມລະລາຍນີ້ແມ່ນໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກການຫຼຸດລົງຂອງພະລັງງານໂຄງສ້າງ ແລະ ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານໄຮເດຣຊັນ. ໂດຍລວມແລ້ວ, ສຳລັບໄຮດຣອກໄຊດ໌ກຸ່ມ 2, ຄວາມລະລາຍເພີ່ມຂຶ້ນລົງ ເນື່ອງຈາກພະລັງງານໂຄງສ້າງຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍກ່ວາການຫຼຸດລົງຂອງພະລັງງານໄຮເດຣຊັນ. 6. ປະຕິກິລິຍາກັບຮາໂລເຈນ ແລະ ການສ້າງຮາໄລດ໌ ໂລຫະອາລຄາລີນເຮັດປະຕິກິລິຍາກັບຮາໂລເຈນ (F₂, Cl₂, Br₂, I₂) ເພື່ອສ້າງຮາໄລດ໌ໄອອອນທີ່ມີສູດ MX₂. ຕົວຢ່າງ: - Mg + Cl₂ → MgCl₂ - Ca + Br₂ → CaBr₂ ຮາໄລດິນອັນຄາໄລໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນໄອອອນ ແລະ ມີຈຸດລະລາຍສູງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມີຂໍ້ຍົກເວັ້ນທີ່ສຳຄັນ: BeCl₂ ມີໂຄວາເລນຫຼາຍກວ່າ ແລະ ສາມາດສ້າງໂຄງສ້າງໂພລີເມີ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມສາມາດໃນການລະລາຍຂອງຮາໄລແຕກຕ່າງກັນ; ຕົວຢ່າງ, CaF₂ ລະລາຍບໍ່ດີເນື່ອງຈາກພະລັງງານຂອງໂຄງສ້າງສູງຫຼາຍ. 7. ປະຕິກິລິຍາກັບກົດ ແລະ ຄຸນສົມບັດເປັນຕົວແທນຫຼຸດຜ່ອນ ຮາໄລດິນອັນຄາໄລໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຈະປະຕິກິລິຍາກັບກົດເພື່ອຜະລິດເກືອ ແລະ ອາຍແກັສໄຮໂດເຈນ, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນບົດບາດຂອງມັນໃນຖານະເປັນຕົວແທນຫຼຸດຜ່ອນ. ຕົວຢ່າງ: - Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g) - Ca(s) + H₂SO₄(aq) → CaSO₄(s) + H₂(g) ປະຕິກິລິຍາຂອງແຄວຊຽມກັບກົດຊູນຟູຣິກສາມາດຊ້າລົງໄດ້ເນື່ອງຈາກການສ້າງຊັ້ນຂອງ CaSO₄ ເຊິ່ງລະລາຍບໍ່ດີ. ໂດຍທົ່ວໄປ, ກຸ່ມທີ່ຕ່ຳກວ່າ, ປະຕິກິລິຍາກັບກົດຈະໄວຂຶ້ນ ເພາະວ່າໂລຫະຈະຜຸພັງໄດ້ງ່າຍກວ່າ. 8. ການສ້າງເກືອຄາບອນເນດ, ຊັນເຟດ, ແລະ ໄນເຕຣດ ເກືອດິນອັນຄາໄລມີຮູບແບບການລະລາຍທີ່ມີລັກສະນະສະເພາະ: ກ) ຄາບອນເນດ (MCO₃) ຄາບອນເນດດິນອັນຄາໄລໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຍາກທີ່ຈະລະລາຍໃນນ້ຳ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນ CaCO₃, SrCO₃, ແລະ BaCO₃. MgCO₃ ກໍ່ຂ້ອນຂ້າງຍາກທີ່ຈະລະລາຍ. CaCO₃ ແມ່ນພົບເລື້ອຍຫຼາຍໃນຫີນປູນ, ຫີນອ່ອນ, ແລະ ແຄວໄຊ. ຄາບອນເນດເຫຼົ່ານີ້ຈະຍ່ອຍສະຫຼາຍເມື່ອຖືກໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ: - CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g) ຂ) ຊູນເຟດ (MSO₄) ຄວາມສາມາດໃນການລະລາຍຂອງຊູນເຟດຫຼຸດລົງຈາກເທິງຫາລຸ່ມ: - MgSO₄ ລະລາຍໄດ້ດີ, - CaSO₄ ລະລາຍເລັກນ້ອຍ, - BaSO₄ ລະລາຍບໍ່ດີຫຼາຍ (ມັກໃຊ້ໃນຂັ້ນຕອນການຖ່າຍພາບເອັກຊະເຣເປັນຕົວກາງທີ່ມີຄວາມຄົມຊັດເພາະມັນປອດໄພແລະບໍ່ລະລາຍ). ຄ) ໄນເຕຣດ (M(NO₃)₂) ໄນເຕຣດທີ່ເປັນດ່າງໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຈະລະລາຍໃນນໍ້າ. ເມື່ອຖືກໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ, ໄນເຕຣດເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະຍ່ອຍສະຫຼາຍເປັນອົກໄຊ, ໄນໂຕຣເຈນໄດອອກໄຊ, ແລະອົກຊີເຈນ: - 2Ca(NO₃)₂ → 2CaO + 4NO₂ + O₂ 9. ຄຸນສົມບັດສະລັບສັບຊ້ອນ ແລະ ແອມໂຟເຕຣິກຂອງເບຣິລລຽມ ເບຣິລລຽມເປັນສະມາຊິກທີ່ບິດເບືອນທີ່ສຸດ. ເນື່ອງຈາກຂະໜາດນ້ອຍ ແລະ ມີປະຈຸ +2 ສູງ, Be²⁺ ມີພະລັງງານໂພລາໄຣຊ໌ສູງ ດັ່ງນັ້ນສານປະກອບຂອງມັນຈຶ່ງມີໂຄວາເລນຫຼາຍກວ່າ. Be(OH)₂ ແລະ BeO ເປັນທາດແອມໂຟເຕີຣິກ, ສາມາດປະຕິກິລິຍາກັບທັງກົດ ແລະ ເບສ: - ດ້ວຍກົດ: Be(OH)₂ + 2HCl → BeCl₂ + 2H₂O - ດ້ວຍເບສທີ່ແຂງແຮງ (ສ້າງເປັນສະລັບສັບຊ້ອນເບຣິລເລດ): Be(OH)₂ + 2OH⁻ → [Be(OH)₄]²⁻ ຄຸນສົມບັດທີ່ສັບສົນເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ບອກວ່າເຄມີສາດຂອງເບຣິລລຽມແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບໂລຫະທີ່ບໍ່ແມ່ນໂລຫະບາງຊະນິດຫຼາຍກວ່າໂລຫະດ່າງໂລກອື່ນໆ. 10. ສະຫຼຸບ ຄຸນສົມບັດທາງເຄມີຂອງທາດດ່າງໂລກໄດ້ຮັບອິດທິພົນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈາກການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນ ns² ຂອງມັນເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ພວກມັນໝັ້ນຄົງໃນຮູບແບບຂອງໄອອອນ M²⁺. ປະຕິກິລິຍາເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ Be ຫາ Ba ເມື່ອພະລັງງານໄອອອນຫຼຸດລົງ. ພວກມັນປະຕິກິລິຍາກັບນ້ຳ, ກົດ, ຮາໂລເຈນ, ແລະອົກຊີເຈນໃນຮູບແບບລັກສະນະ: ການສ້າງອອກໄຊ, ໄຮດຣອກໄຊ, ແລະເກືອໄອອອນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການປ່ຽນແປງໃນການລະລາຍຂອງສານປະກອບເຊັ່ນ: ໄຮດຣອກໄຊ, ຄາບອນເນດ, ແລະຊູນເຟດສະແດງໃຫ້ເຫັນແນວໂນ້ມທີ່ສຳຄັນເປັນໄລຍະໃນການວິເຄາະທາງເຄມີ. ໃນບັນດາພວກມັນ, ເບຣິລລຽມແມ່ນເປັນເອກະລັກສະເພາະໃນຄຸນສົມບັດແອມໂຟເຕີຣິກ ແລະ ແນວໂນ້ມໂຄວາເລນທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ການເຂົ້າໃຈຄຸນສົມບັດທາງເຄມີຂອງໂລຫະດ່າງໂລກແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນບໍ່ພຽງແຕ່ໃນທິດສະດີກາກບອນເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງມີຄວາມສໍາຄັນໃນການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາ, ສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະ ປະຈໍາວັນ - ຕົວຢ່າງ, ໃນປູນຂາວ (CaO/Ca(OH)₂), ແຮ່ທາດຄາບອນເນດ, ຢາແກ້ອາຊິດ Mg(OH)₂, ແລະແມ້ກະທັ້ງ BaSO₄ ໃນຢາ.
