1.3 ธาตุ

     ธาตุที่เป็นองค์ประกอบของแก๊สในอากาศมีทั้งที่อยู่ในรูปอะตอมและโมเลกุลเช่นอาร์กอน (Ar) ฮีเลียม (He) แก๊สออกซิเจน แก๊สไนโตรเจน นอกจากธาตุดังกล่าวแล้วยังมีการค้นพบธาตุอื่น ๆ อีกเป็นจำนวนมากปัจจุบันมีธาตุที่ค้นพบแล้วไม่น้อยกว่า 118 ธาตุนักวิทยาศาสตร์ได้จัดหมวดหมู่ของธาตุในรูปของตารางที่เรียกว่าตารางธาตุ (periodic table of elements) โดยจัดเรียงธาตุตามเลขอะตอมและให้ธาตุที่มีคล้ายคลึงกันอยู่ในหมู่ที่ใกล้เคียงกัน

ตารางธาตุมีแถวตามแนวตั้งเรียกว่าหมู่ (group) และมีแถวตามแนวนอนเรียกว่าคาบ (period การระบุหมู่ในตารางธาตุที่นิยมใช้กันในปัจจุบันมี 2 ระบบคือระบบ International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) ซึ่งแบ่งธาตุเป็น 18 หมู่โดยใช้สัญลักษณ์เลขอารบิก 1-18 แทนหมู่ธาตุและระบบ Chemical Abstracts Service (CAS) ซึ่งแบ่งธาตุออกเป็น 2 กลุ่มคือกลุ่ม A และกลุ่ม B โดยกลุ่ม A เรียกว่าธาตุเรพรีเซนเททีฟ (representative elements) หรือธาตุหมู่หลัก (main-group elements) มี 8 หมู่อยู่ทางด้านซ้ายและขวาของตารางธาตุและใช้สัญลักษณ์เป็นเลขโรมัน IA-VIIIA และกลุ่ม B เรียกว่าธาตุแทรนซิชัน (transition elements) มี 8 หมู่อยู่ตรงกลางของตารางธาตุและใช้สัญลักษณ์เป็นเลขโรมัน IB-VIIB การระบุหมู่ของธาตุในหนังสือเรียนเล่มนี้ใช้ระบบ CAS ธาตุในหมู่ VIIIA ส่วนใหญ่มีสถานะเป็นแก๊สอยู่ในรูปของอะตอมไม่ว่องไวต่อปฏิกิริยาเคมีจึงเรียกธาตุในหมู่นี้ว่าแก๊สมีสกุล (noble gas) อะตอมของธาตุหมู่ VIIIA เช่นนีออน (Ne) อาร์กอน (Ar) เวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 8 ยกเว้นฮีเลียม (tle) มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 ส่วนธาตุในหมู่ VIA เช่นฟลูออรีน (F) คลอรีน (CI) มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 7 ธาตุในหมู่นี้อยู่ในรูปโมเลกุลว่องไวต่อปฏิกิริยาเคมีและเมื่อเกิดปฏิกิริยามีแนวโน้มรับอิเล็กตรอนทำนองเดียวกันจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุหมู่ IA-VIA จะเท่ากับเลขหมู่และธาตุในหมู่เดียวกันมีสมบัติทางเคมีส่วนใหญ่คล้ายกัน

    นอกจากนี้การจัดธาตุในตารางธาตุยังแบ่งธาตุออกเป็นโลหะอโลหะและกึ่งโลหะโดยกลุ่มธาตุเรพรีเซนเททีฟมีทั้งที่เป็นโลหะกึ่งโลหะและอโลหะส่วนธาตุกลุ่มแทรนซิชันเป็นโลหะทั้งหมดธาตุที่เป็นโลหะเช่นอะลูมิเนียม (AI) เหล็ก (Fe) ตะกั่ว (Pb) ทองแดง (Cu) ทองคำ (Au) ส่วนใหญ่มีสถานะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้องมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงนำความร้อนนำไฟฟ้าได้ดีและมีแนวโน้มให้อิเล็กตรอนเมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมีธาตุที่เป็นอโลหะเช่นไนโตรเจน (N) ออกซิเจน (O) โบรมีนไอโอดีน (1) ธาตุในกลุ่มนี้พบได้ทั้งสามสถานะที่อุณหภูมิห้องส่วนใหญ่ไม่นำไฟฟ้าจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำและมีแนวโน้มรับอิเล็กตรอนเมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมีส่วนธาตุที่เป็นกึ่งโลหะเช่นซิลิคอน (S) เจอร์เมเนียม (Ge) สารหนู (As) มีสถานะเป็นของแข็งนำไฟฟ้าได้ดีกว่าอโลหะ แต่ไม่ดีเท่ากับโลหะ