ความสำคัญของสีในตารางธาตุคืออะไร?

ใครก็ตามที่เห็นตารางธาตุที่ทันสมัยจะสังเกตเห็นว่ามันมีสีสันมากเกือบตลอดเวลา นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบตารางหลายตารางด้วยกัน คุณจะสังเกตเห็นว่าแม้สีอาจแตกต่างกัน แต่สีเหล่านั้นจะเป็นไปตามรูปแบบเดียวกันเสมอ นี่เป็นเพราะตารางธาตุมีรหัสสี โดยอะตอมที่มีคุณสมบัติทางกายภาพหรือเคมีร่วมกันจะมีสีเดียวกันด้วย สีนี้แตกต่างจากสีของอะตอมอื่นที่มีพฤติกรรมต่างกัน

ในหัวข้อต่อไปนี้ เราจะพูดถึงสาเหตุที่องค์ประกอบในตารางธาตุมีรหัสสี และอะไรคือความสำคัญของรหัสสีนี้ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้บริบทเพิ่มเติมแก่การสนทนานี้ ขอเริ่มต้นด้วยความคิดเห็นสั้นๆ เกี่ยวกับความสำคัญของตารางธาตุในวิชาเคมีและวิทยาศาสตร์โดยทั่วไป

ความสำคัญของตารางธาตุ

ตารางธาตุเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่สำคัญที่สุดที่นักเคมีมี มันแสดงถึงจุดสูงสุดและบทสรุปของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หลายศตวรรษเกี่ยวกับองค์ประกอบและคุณสมบัติของสสารโดยทั่วไป และโดยเฉพาะอย่างยิ่งขององค์ประกอบทางเคมี

นับตั้งแต่นักเคมีชาวรัสเซีย ดมีตรี เมนเดเลเยฟเสนอแบบจำลองตารางธาตุของเขาในปี พ.ศ. 2412 จึงมีการค้นพบหรือสังเคราะห์ธาตุใหม่จนเสร็จสมบูรณ์ จนปัจจุบัน เรามีตารางธาตุ 118 ธาตุเรียงตามเลขอะตอมในกลุ่มและคาบ .

วิธีการจัดเรียงธาตุในตารางธาตุทำให้เราสามารถทำนายคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี ส่วนใหญ่ ของธาตุได้อย่างน่าเชื่อถือเมื่อเปรียบเทียบกับสมาชิกอื่นๆ ในกลุ่มธาตุ คุณสมบัติหลายอย่าง เช่น ประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพ วาเลนซ์ร่วม รัศมีอะตอมและไอออนิก พลังงานไอออไนเซชัน และความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนจะแปรผันไปตามกลุ่มหรือช่วงเวลาหนึ่งๆ ข้อมูลนี้มีประโยชน์อย่างมากในการทำนายประเภทของสารประกอบทางเคมีที่จะก่อตัวขึ้นเมื่อธาตุหนึ่งรวมตัวกับอีกธาตุหนึ่ง และแม้แต่ในการทำนายชนิดของพันธะเคมีที่จะก่อตัวขึ้นระหว่างธาตุทั้งสอง

ทำไมตารางธาตุจึงมีรหัสสี?

^{จำนวนข้อมูลที่เรามีในปัจจุบันเกี่ยวกับองค์ประกอบแต่ละอย่างมีจำนวนมาก และเป็นไปไม่ได้เลยที่จะบีบอัดข้อมูลทั้งหมดนี้ในกล่องขนาดเล็กที่มี พื้นที่}ไม่เกิน 1 ซม. 2 สิ่งนี้ทำให้จำเป็นต้องหาวิธีที่สร้างสรรค์ในการเข้ารหัสข้อมูล เพื่อให้รวมข้อมูลได้มากขึ้นในพื้นที่เดียวกัน การใช้รหัสสีเป็นหนึ่งในวิธีที่ง่ายและมีประสิทธิภาพที่สุดในการบรรลุเป้าหมายนี้

ธาตุต่างๆ ถูกกำหนดรหัสสีอย่างไรในตารางธาตุ?

มีหลายวิธีในการกำหนดรหัสสีให้กับตารางธาตุ บางส่วนขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพและลักษณะโลหะขององค์ประกอบ บางส่วนขึ้นอยู่กับตระกูลหรือกลุ่มขององค์ประกอบที่เป็นสมาชิก ในขณะที่องค์ประกอบอื่น ๆ เกี่ยวข้องกับค่าของคุณสมบัติเชิงคาบบางอย่าง เช่น อิเล็กโทรเนกาติวิตี ต่อไปนี้คือวิธีทั่วไปบางส่วนในการกำหนดรหัสสีให้กับตารางธาตุ

การเข้ารหัสอักขระโลหะ

วิธีทั่วไปในการเขียนโค้ดตารางธาตุนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะโลหะของธาตุต่างๆ ตามเกณฑ์นี้ ธาตุต่างๆ ถูกจำแนกอย่างกว้างๆ ออกเป็นโลหะ อโลหะ เมทัลลอยด์ และก๊าซมีตระกูล แต่ยังสามารถแบ่งย่อยภายในกลุ่มใหญ่เหล่านี้ได้ ตารางต่อไปนี้แสดงส่วนย่อยนี้ที่เน้นผ่านการใช้สีต่างๆ:

ในรหัสสีนี้ ซึ่งเป็นสีที่พบได้บ่อยที่สุด เราสามารถสังเกตเห็นสีต่างๆ ได้ 11 สี ในรหัสเฉพาะนี้ สีที่อุ่นกว่าถูกกำหนดให้กับองค์ประกอบที่มีอักขระโลหะสูง ในขณะที่สีที่เย็นกว่าถูกกำหนดให้กับองค์ประกอบที่มีอักขระโลหะน้อยกว่า แม้ว่าจะไม่จำเป็นอย่างยิ่งก็ตาม

ดังที่เห็นในตำนาน กลุ่มธาตุสีส้มตรงกับโลหะอัลคาไล กลุ่มที่อยู่ทางขวาตรงกับธาตุอัลคาไลน์เอิร์ธและธาตุในบล็อกกลางเรียกว่า ธาตุทรานซิชันหรือ ธาตุบล็อกดี (ตามที่ระบุด้วยสีน้ำเงิน บล็อกใน รูปตารางธาตุขนาด เล็ก ที่ด้านล่างซ้ายในรูปด้านบน)

แถวธาตุสองแถวที่แยกจากกันในตารางธาตุที่มีเฉดสีเขียวอ่อนต่างกันนั้นสอดคล้องกับโลหะทรานซิชันภายใน (หรือที่เรียกว่าธาตุแรร์เอิร์ธหรือธาตุบล็อก f ตามที่ระบุด้วยบล็อกสีเหลืองในส่วนแทรก)

ในทางกลับกัน องค์ประกอบสีเหลืองที่อยู่ลึกลงไปทางขวาของโลหะทรานซิชันคือโลหะ p-block ธาตุสีเขียวเข้มเป็นธาตุที่มีคุณสมบัติเป็นได้ทั้งโลหะและอโลหะ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเรียกว่าธาตุโลหะหรือกึ่งโลหะ สีม่วงหมายถึงอโลหะและสีชมพูตรงกับฮาโลเจน (ซึ่งก็คืออโลหะเช่นกัน แม้ว่าจะมีการระบุแยกกันในตารางนี้)

ในที่สุด กลุ่มของธาตุสีน้ำเงินจะสอดคล้องกับก๊าซมีตระกูล และธาตุสีเทาคือธาตุสังเคราะห์ที่ไม่ทราบถึงคุณสมบัติ ดังนั้นจึงไม่สามารถจำแนกธาตุเหล่านี้ในกลุ่มอื่นๆ ได้

บล็อกการเข้ารหัส

ตารางธาตุบางตารางจะถูกเข้ารหัสในลักษณะที่สีแสดงถึงบล็อกที่แต่ละองค์ประกอบอยู่ ดังแสดงในรูปต่อไปนี้:

ในกรณีนี้ รหัสพยายามที่จะอำนวยความสะดวกในการรับรู้ประเภทของออร์บิทัลหรือซับเชลล์ที่ พบเวเลนซ์ อิเล็กตรอนวงนอกสุด กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันบ่งบอกถึงระดับย่อยสุดท้าย (และหมายเลขควอนตัม ทุติยภูมิ ) ซึ่งมีอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายที่เติมเต็มการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบ มีระดับย่อยเพียงสี่ระดับเท่านั้นที่อะตอมในสถานะพื้นค้นหาอิเล็กตรอน ซึ่งได้แก่ระดับย่อย s, p, d และ f ซึ่งทำให้เกิดบล็อกโฮโมนีมูสสี่บล็อกตามลำดับ

ดังนั้น สองกลุ่มแรกของตารางธาตุ (โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธ) รวมทั้งไฮโดรเจนและฮีเลียมจึงประกอบกันเป็นบล็อก s ของตารางธาตุ (ธาตุสีส้มเข้ม) จากนั้น องค์ประกอบสีเหลืองซึ่งเป็นกลุ่ม 13 ถึง 18 (ไม่รวมฮีเลียม) จะสอดคล้องกับบล็อก p (บล็อกสีเหลือง)

องค์ประกอบบล็อกกลางสอดคล้องกับองค์ประกอบบล็อก d (ซึ่งเติมออร์บิทัลที่สร้างไอออนได้ง่ายด้วยออร์บิทัล d ที่เติมบางส่วน) และสุดท้าย แลนทาไนด์และ แอกทิไนด์ (สีเขียว) สร้างบล็อก f ของโลหะทรานซิชันด้านใน เช่น กล่าวถึงก่อนหน้านี้

การเข้ารหัสตามกลุ่มหรือตระกูลขององค์ประกอบ

อีกวิธีหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในการเขียนโค้ดองค์ประกอบคือการให้ความสำคัญเฉพาะกับกลุ่มที่เป็นของมันเท่านั้น กลุ่มเหล่านี้มักถูกอ้างถึงเป็นตระกูลของอิลิเมนต์และมีลักษณะเฉพาะโดยมีการกำหนดค่าเชลล์วาเลนซ์เหมือนกันหรือคล้ายกัน ตารางธาตุต่อไปนี้แสดงการเข้ารหัสนี้ และคำอธิบายแสดงชื่อของแต่ละตระกูล ซึ่งบางตระกูลมีชื่อเฉพาะ ในขณะที่ในกรณีของโลหะทรานซิชัน ตระกูลจะตั้งชื่อตามธาตุแรกของหมู่นั้น

การเข้ารหัสด้วยไฟฟ้า

นอกจากกลุ่มสีที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว ตารางธาตุบางตารางยังใช้รหัสสีที่ปรับให้เป็นมาตราส่วนที่แสดงถึงคุณสมบัติธาตุทางกายภาพหรือทางเคมี เช่นในกรณีของตารางธาตุของอิเลคโตรเนกาติวิตีที่แสดงไว้ด้านล่าง

ในกรณีเช่นนี้ โดยปกติแล้วสีเฉพาะจะถูกกำหนดให้กับแต่ละค่าของคุณสมบัติที่เป็นปัญหา (ในกรณีนี้คืออิเล็กโทรเนกาติวิตี) หรือแต่ละช่วงของค่า สีสามารถกำหนดได้ตามอำเภอใจ (เช่นในกรณีของภาพนี้) หรือสามารถกำหนดได้โดยใช้ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ของคุณสมบัติที่คุณต้องการเข้ารหัส

ตัวอย่างเช่น คุณสามารถกำหนดสีเดียวและเปลี่ยนสีตามค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี ดังนั้นเพียงแค่ดูที่สีต่างๆ ก็จะชัดเจนว่าองค์ประกอบใดมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวีตีสูงกว่าและต่ำกว่า

อ้างอิง

411 คำตอบ (น). ตารางธาตุรหัสสีคืออะไร? 411ANSWERS.COM. https://en.411answers.com/a/what-is-a-color-coded-periodic-table.html

ช้าง ร. (2555). เคมี ( ^ฉบับ ที่ 11 ) การศึกษาของ McGraw-Hill

องค์ประกอบขององค์กร (2022, 13 มีนาคม). ตารางธาตุ . https://elementos.org.es/tabla-periodica

Hernández, L. (2012, 25 สิงหาคม). ระวังสีของตารางธาตุ วิทยาศาสตร์ออนไลน์. https://www.cienciaonline.com/2012/08/25/cuidado-con-los-colores-de-la-tabla-periodica/

เลส คานาริส. (น). ทำไมตารางธาตุจึงมีรหัสสี? https://us.leskanaris.com/2735-what-is-the-importance-of-color-on-the-periodic-tabl.html

ลิตเติ้ล.อิส. (2021, 14 กรกฎาคม). สีของตารางธาตุ Proco.es. https://proco.es/arte-y-diseno/colores-de-la-tabla-periodica-de-los-elementos/