องค์ประกอบที่เป็นโลหะมากที่สุดคืออะไร?

ในตารางธาตุ ตัวอักษรโลหะจะเพิ่มขึ้นจากขวาไปซ้ายในช่วงเวลาหนึ่ง และจากบนลงล่างในกลุ่ม ด้วยเหตุนี้ธาตุที่เป็นโลหะที่สุดในตารางธาตุคือแฟรนเซียม

อย่างไรก็ตาม แฟรนเซียมเป็นธาตุที่มีนิวเคลียสไม่เสถียร ดังนั้นจึงแตกตัวอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างนิวเคลียสอื่นที่มีขนาดเล็กกว่า ทำให้ยากที่จะหาแฟรนเซียมตามธรรมชาติ อันที่จริง แร่ดังกล่าวเป็นหนึ่งในโลหะที่มีอยู่น้อยนิดในเปลือกโลก โดยพบตามธรรมชาติในแร่ของธาตุกัมมันตภาพรังสีอื่นๆ เช่น ยูเรเนียม ซึ่งนิวเคลียสของแฟรนเซียมจะก่อตัวขึ้นอย่างต่อเนื่อง เติมปริมาณที่เสื่อมสลายไปตามกาลเวลา

ซีเซียมต้องการชื่อ

ข้อเท็จจริงที่ว่าแฟรนเซียมไม่เสถียรมากและมักจะถูกสังเคราะห์ขึ้นเองในเครื่องเร่งอนุภาคเท่านั้น ทำให้หลายๆ คนมองว่าแฟรนเซียมเป็นธาตุสังเคราะห์ ดังนั้นจึงไม่ถือว่าแฟรนเซียมเป็นองค์ประกอบที่เสถียรที่สุด โลหะ สำหรับผู้ที่คิดเช่นนี้ ซีเซียมซึ่งอยู่เหนือแฟรนเซียมในตารางธาตุเป็นธาตุโลหะที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติมากที่สุด (เน้นที่ธรรมชาติ)

อาร์กิวเมนต์นี้ใช้ได้อย่างสมบูรณ์สำหรับธาตุสังเคราะห์ เนื่องจากสามารถรับได้ในปริมาณเล็กน้อยและเพียงเศษเสี้ยวของวินาทีเท่านั้น ซึ่งทำให้การประเมินสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของธาตุเหล่านี้แทบเป็นไปไม่ได้เลย อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าแฟรนเซียมจะไม่เสถียรเพียงใด แฟรนเซียมก็เกิดขึ้นได้ในธรรมชาติ และได้มีการตรวจวัดคุณสมบัติหลายอย่างที่กำหนดลักษณะโลหะของมันแล้ว

ในทางกลับกัน อาจเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าแฟรนเซียมไม่สามารถนำไปใช้เป็นโลหะได้ เพราะในที่สุดแล้วมันจะสลายตัวเพื่อสร้างองค์ประกอบอื่นๆ นี่เป็นอาร์กิวเมนต์ที่ถูกต้อง

ดังนั้น จากนี้ไป เราจะถือว่าแฟรนเซียมเป็นธาตุที่เป็นโลหะมากที่สุดในตารางธาตุ ในขณะที่ซีเซียมเป็นธาตุที่ “เสถียร” เป็นโลหะที่สุดในตารางธาตุ

ต่อไป เราจะสำรวจว่าธาตุใดเป็นโลหะ และเหตุใดธาตุเหล่านี้ที่มุมล่างซ้ายของตารางธาตุจึงเป็นโลหะที่ดีที่สุดที่เรารู้จัก

คุณสมบัติของโลหะ

โลหะเป็นธาตุที่มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• เป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้า ที่ดี
• ส่วนใหญ่เป็นของแข็งที่มีจุดหลอมเหลวสูง
• พวกเขามีความแวววาวของโลหะ
• พวกมันมีความเหนียว กล่าวคือ พวกมันสามารถยืดออกเป็นสายยาวได้
• พวกมันอ่อนได้นั่นคือสามารถบดเป็นแผ่นบาง ๆ ได้
• มีความหนาแน่นสูง
• พวกมันมักจะมีอิเล็กตรอนไม่กี่ตัวในเวเลนซ์เชลล์
• พวกมันเป็นองค์ประกอบที่มีประจุไฟฟ้าลบน้อยที่สุดในตารางธาตุ นั่นคือ พวกมันเป็นอิเล็กโทรโพสิทีฟ
• พวกมันมีพลังงานไอออไนเซชันต่ำ ซึ่งทำให้ง่ายต่อการดึงอิเล็กตรอนออกจากเวเลนต์เชลล์เพื่อสร้างไอออนบวก
• พวกมันมีสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนสูง ซึ่งหมายความว่ามันยากมากที่จะแปลงพวกมันเป็นแอนไอออน (แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยภายใต้สภาวะปกติ)

แนวโน้มคุณสมบัติของโลหะเป็นระยะ

การทำความเข้าใจว่าเหตุใดแฟรนเซียมจึงเป็นธาตุที่เป็นโลหะมากที่สุด จึงจำเป็นต้องทำความเข้าใจว่าคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของแฟรนเซียมแตกต่างกันอย่างไรในตารางธาตุ คุณสมบัติหลายอย่างเหล่านี้มีพฤติกรรมที่คาดเดาได้เมื่อเปรียบเทียบองค์ประกอบของกลุ่มหรือช่วงเวลา และในกรณีส่วนใหญ่ นี่เป็นเพราะการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมและประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิผล

แนวโน้มเป็นระยะและการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยวิธีการกระจายอิเล็กตรอนในออร์บิทัลต่างๆ ที่อะตอมมีอยู่ ในตารางธาตุ ธาตุที่อยู่ในช่วงเวลาเดียวกันจะมีเวเลนต์อิเล็กตรอนในระดับพลังงานเดียวกัน นั่นคือพวกมันมีวาเลนซ์เชลล์เหมือนกัน

ในทางกลับกัน องค์ประกอบที่เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มเดียวกันมักจะใช้การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ของเวเลนซ์เชลล์เหมือนกัน และต่างกันเพียงระดับพลังงานของเวเลนซ์เชลล์นี้เท่านั้น เมื่อเราย้ายจากขวาไปซ้ายผ่านกลุ่ม ธาตุจะมีเวเลนต์อิเล็กตรอนน้อยลงเรื่อยๆ จนกระทั่งโลหะอัลคาไลมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว

แนวโน้มเป็นระยะของพลังงานไอออไนเซชัน

พลังงานไอออไนเซชันสอดคล้องกับปริมาณพลังงานที่ต้องใช้เพื่อกำจัดอิเล็กตรอนวงนอกสุดในสถานะพื้นออกจากอะตอมในสถานะก๊าซ ดังนั้นจึงวัดความง่ายในการดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอม

คุณสมบัตินี้ขึ้นอยู่กับความแน่นของเวเลนซ์อิเล็กตรอนกับนิวเคลียส เช่นเดียวกับความเสถียรทางอิเล็กทรอนิกส์ของไอออนบวกที่เกิดขึ้นจากการสูญเสียอิเล็กตรอน อดีตขึ้นอยู่กับประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพที่รู้สึกได้จากเวเลนซ์อิเล็กตรอน ซึ่งลดลงอย่างรวดเร็วจากช่วงหนึ่งไปอีกช่วงหนึ่งเนื่องจากการเพิ่มจำนวนของอิเล็กตรอนที่มีเกราะกำบัง ในช่วงเวลาหนึ่ง ประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิผลจะเพิ่มขึ้นเมื่อประจุทั้งหมดของนิวเคลียสเพิ่มขึ้น แต่เอฟเฟกต์การกำบังของอิเล็กตรอนจะไม่เกิดขึ้น (เพราะอยู่ในเวเลนต์เชลล์เดียวกัน)

ในทางกลับกัน ความเสถียรของไอออนบวกที่เกิดขึ้นจากการสูญเสียอิเล็กตรอนจะขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของไอออนบวกดังกล่าว เมื่อเราย้ายจากขวาไปซ้ายบนตารางธาตุ เนื่องจากธาตุต่างๆ มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนน้อยลงเรื่อยๆ การสูญเสียอิเล็กตรอนทำให้เข้าใกล้การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของก๊าซมีตระกูลมากขึ้น

เป็นผลให้พลังงานไอออไนเซชันลดลงไปทางซ้ายและล่าง

ในกรณีของโลหะอัลคาไล เช่น ซีเซียมและแฟรนเซียม ซึ่งมีเวเลนต์อิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว ธาตุเหล่านี้สามารถรับโครงแบบอิเล็กทรอนิกส์ของก๊าซมีตระกูลโดยการสูญเสียอิเล็กตรอนตัวเดียว ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีพลังงานไอออไนเซชันต่ำที่สุดในตารางธาตุทั้งหมด

แนวโน้มเป็นระยะของอิเล็ก

ส่วนหนึ่งเป็นเพราะการเพิ่มขึ้นของประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิผลเมื่อเราเลื่อนไปทางขวาและขึ้นไปบนตารางธาตุ อิเล็กโทรเนกาติวิตีจะเพิ่มขึ้นในทิศทางเดียวกัน เนื่องจากอิเล็กโทรเนกาติวิตีเป็นตัววัดความสามารถของอะตอมในการดึงดูดอิเล็กตรอนในพันธะเคมี

ดังนั้น เมื่อประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิผลลดลงไปทางซ้ายและลง ดังนั้นค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีจึงลดลงในทิศทางเดียวกัน ทำให้ซีเซียมและแฟรนเซียมเป็นธาตุที่มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีน้อยที่สุด (หรืออิเล็กโทรบวกมากที่สุด) สองธาตุในตารางธาตุ

ปฏิกิริยาเคมี

ความเป็นกลางทางไฟฟ้าเป็นตัวกำหนดประเภทของพันธะเคมีที่องค์ประกอบต่างๆ สามารถก่อตัวขึ้นได้เมื่อรวมกับพันธะอื่นๆ ลักษณะทั่วไปของโลหะคือแนวโน้มที่จะทำปฏิกิริยากับอโลหะเพื่อสร้างเกลือและออกไซด์ ยิ่งความแตกต่างของอิเล็กโทรเนกาติวิตีระหว่างองค์ประกอบที่ทำปฏิกิริยาทั้งสองมากเท่าใด แนวโน้มที่จะเกิดสารประกอบไอออนิกก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ด้วยเหตุนี้แฟรนเซียมและซีเซียมจึงเป็นองค์ประกอบที่มีปฏิกิริยามากที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหมด ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำเพื่อสร้างไอออนิกไฮดรอกไซด์ เช่นเดียวกับอโลหะอื่นๆ เพื่อสร้างเกลือไอออนิกเฮไลด์อย่างแรง

คุณสมบัติอื่น ๆ ที่ไม่เป็นไปตามแนวโน้มที่ชัดเจน

จุดหลอมเหลว

ด้วยข้อยกเว้นบางประการ เช่น ปรอทและโลหะอื่นๆ ธาตุที่เป็นโลหะส่วนใหญ่จะมีจุดหลอมเหลวสูง จุดหลอมเหลวเป็นคุณสมบัติที่ไม่แสดงพฤติกรรมที่เป็นคาบอย่างชัดเจน ไม่เหมือนกับคุณสมบัติก่อนหน้านี้ นี่เป็นเพราะความสัมพันธ์ระหว่างเลขอะตอมและการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์นั้นไม่ง่ายเหมือนในกรณีก่อนหน้านี้

โดยทั่วไปแล้ว จุดหลอมเหลวมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นตามตารางธาตุ แต่พฤติกรรมในช่วงเวลาหนึ่งจะไม่สม่ำเสมอ ในความเป็นจริง ในตอนแรกมันมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นเมื่อเปลี่ยนจากโลหะอัลคาไลเป็นโลหะทรานซิชัน จากนั้นจึงลดลงอีกครั้งเมื่อไปที่บล็อก p ของตารางธาตุ

ซึ่งหมายความว่า จากมุมมองของจุดหลอมเหลว แฟรนเซียมและซีเซียมไม่ได้เกิดขึ้นก่อน

การนำไฟฟ้า

ในแง่ของการนำความร้อนและไฟฟ้า ซีเซียมและแฟรนเซียมไม่ได้เป็นผู้ชนะอย่างแท้จริง ตัวอย่างเช่น ซีเซียมมีค่าการนำไฟฟ้า 4.88.10 ⁶ S/m ซึ่งน้อยกว่าหนึ่งในสิบของค่าการนำไฟฟ้าของโลหะเงิน ซึ่งเป็นโลหะที่นำไฟฟ้าได้มากที่สุดในตารางธาตุ สิ่งที่คล้ายกันเกิดขึ้นเมื่อเปรียบเทียบองค์ประกอบทั้งสองนี้กับทองคำซึ่งเป็นตัวนำความร้อนที่ดีที่สุด อย่างไรก็ตาม ทั้งซีเซียมและแฟรนเซียมยังคงเป็นตัวนำที่ดีเยี่ยม ดังนั้นการไม่ได้รับการจัดอันดับไม่ได้หมายความว่าโดยทั่วไปแล้วพวกมันจะไม่มีลักษณะเป็นโลหะมากไปกว่าโลหะชนิดอื่นๆ

มีคุณสมบัติทางโลหะอื่น ๆ ที่ไม่มีลักษณะการทำงานตามระยะเวลาที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ซึ่งซีเซียมและแฟรนเซียมไม่ใช่ตัวแทนที่ดีที่สุด อย่างไรก็ตาม ในทำนองเดียวกัน คุณสมบัติเหล่านี้ ซึ่งรวมถึงความหนาแน่น ความอ่อนตัว และความเหนียว มีอยู่มากในองค์ประกอบทั้งสองนี้ ดังนั้นการไม่มีตำแหน่งแรกไม่ได้หมายความว่าเราไม่ถือว่าองค์ประกอบเหล่านี้เป็นองค์ประกอบที่เป็นโลหะที่สุดของ ตารางธาตุ.

อ้างอิง

Bolívar, G. (2021, 14 มีนาคม) ตัวอักษรโลหะ . ชีวิต https://www.lifeder.com/caracter-metalico-elementos/

Educaplus.org. (น). คุณสมบัติขององค์ประกอบ http://www.educaplus.org/elementos-quimicos/propiedades/energia-ionizacion-1.html

การรู้คือการปฏิบัติ (2556, 1 พฤษภาคม). ลักษณะโลหะเพิ่มขึ้น อย่างไรในตารางธาตุ https://www.saberespractico.com/quimica/%C2%BFcomo-saber-que-elemento-quimico-tiene-mayor-caracter-metalico/

AllTheFacts.คอม (น). องค์ประกอบที่มีลักษณะโลหะมากที่สุดคืออะไร? ข้อเท็จจริงทั้งหมด https://todosloshechos.es/cuales-son-los-elementos-con-mayor-caracter-metalico

ห้องปฏิบัติการ ที.พี. เคมิคอล. (น). คุณสมบัติเป็นระยะ ห้องปฏิบัติการ ที.พี. เคมิคอล. https://www.tplaboratorioquimico.com/quimica-general/la-tabla-periodica/propiedades-periodicas.html