ในภาวะปกติ ธาตุบางชนิดดำรงอยู่สถานะของแข็ง บางชนิดเป็นของเหลว และบางชนิด เป็นก๊าซ เราสามารถแบ่งสมบัติของธาตุทั้งหมดออกได้เป็นสามพวกใหญ่ๆ คือ โลหะ อโลหะ และกึ่งโลหะ
ตารางที่ 1 แสดงตัวอย่างของธาตุโลหะและอโลหะที่เราพอรู้จักกันดี
โลหะ | อโลหะ |
ทองคำ เงิน เหล็ก ปรอท ตะกั่ว สังกะสี อะลูมิเนียม โซเดียม แมกนีเซียม | (ของแข็ง) (ของแข็ง) (ของแข็ง) (ของเหลว) (ของแข็ง) (ของแข็ง) (ของแข็ง) (ของแข็ง) (ของแข็ง) | ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ออกซิเจน คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน กำมะถัน อาร์กอน คาร์บอน | (ก๊าซ) (ก๊าซ) (ก๊าซ) (ก๊าซ) (ของเหลว) (ของแข็ง) (ของแข็ง) (ก๊าซ) (ของแข็ง) |
การที่เราจำแนกธาตุ ทั้งหลายออกเป็นโลหะกับอโลหะนั้น ก็เนื่องจากธาตุต่างๆ มีสมบัติเฉพาะตัวแตกต่างกัน แต่ก็มีสมบัติบางประการเหมือนกันหรือคล้ายกัน ซึ่งพอจะแยกออกเป็นสามพวกได้ดังนี้
1. โลหะ (metal) เป็นกลุ่มธาตุที่มีสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้าได้ นำความร้อนที่ดี เหนียว มีจุดเดือดสูง ปกติเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง (ยกเว้น ปรอท) เช่น แคลเซียม อะลูมิเนียม เหล็ก เป็นต้น
2. อโลหะ (non-metal) เป็นกลุ่มธาตุที่มีสมบัติไม่นำไฟฟ้า มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ เปราะบาง และมีการแปรผันทางด้านคุณสมบัติทางกายภาพมากกว่าโลหะ เช่น ออกซิเจน กำมะถัน ฟอสฟอรัส เป็นต้น
ตารางที่ 2 แสดงสมบัติบางประการของโลหะกับอโลหะ
สมบัติ | โลหะ | อโลหะ |
1. สถานะ | เป็นของแข็งในสภาวะปกติ ยกเว้นปรอทซึ่งเป็นของเหลว ไม่มีโลหะที่เป็นก๊าซในภาวะปกติ | มี อยู่ได้ทั้ง 3 สถานะ ธาตุที่เป็นก๊าซในภาวะปกติจะเป็นอโลหะทั้งสิ้น อโลหะที่เป็นของเหลว คือ โบรมีน ของแข็ง ได้แก่ คาร์บอน กำมะถัน ฟอสฟอรัส เป็นต้น |
2. ความมันวาว | มีวาวโลหะ ขัดขึ้นเงาได้ | ส่วนมากไม่มีวาวโลหะ ยกเว้น แกรไฟต์ (ผลึกคาร์บอน) เกล็ดไอโอดีน (ผลึกไอโอดีน) |
3. การนำไฟฟ้าและน้ำความร้อน | นำไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดี เช่น สายไฟฟ้ามักทำด้วยทองแดง | นำไฟฟ้าและนำความร้อนไม่ได้ยกเว้นแกรไฟต์ นำไฟฟ้าได้ดี |
4. ความเหนียว | ส่วนมากเหนียว ดึงยืดเป็นเส้นลวด หรือตีเป็นแผ่นบ่างๆ ได้ | อโลหะที่เป็นของแข็ง มีเปราะดึงยืดออกเป็นเส้นลวดหรือตีเป็นแผ่นบางๆ ไม่ได้ |
5. ความหนาแน่น หรือความถ่วงจำเพาะ | ส่วนมากมีความหนาแน่นสูง | มีความหนาแน่นต่ำ |
6. จุดเดือนและจุดหลอดเหลว | ส่วนมากสูง เช่น เหล็ก มีจุดหลอดเหลว 1,536 oC จุดเดือด 3,000 oC | ส่วนมากต่ำโดยเฉพาะพวกอโลหะที่เป็นก๊าซ |
7. การเกิดเสียงเมื่อเคาะ | มีเสียงดังกังวาน | ไม่มีเสียงดังกังวาน |
8. เกี่ยวกับอิเล็กตรอนและประจุไอออน | เป็นพวกชอบให้อิเล็กตรอน ทำให้เกิดเป็นไอออนบวก | เป็นพวกชอบรับอิเล็กตรอน ทำให้เกิดเป็นไอออนลบ |
9. สารประกอบออกไซด์ | โลหะออกไซด์เป็นเบส | อโลหะออกไซด์เป็นกรด |
3. กึ่งโลหะ (metalloid) เป็นกลุ่มธาตุที่มีสมบัติก้ำกึ่งระหว่างโลหะและอโลหะ เช่น ธาตุซิลิคอน และเจอเมเนียม มีสมบัติบางประการคล้ายโลหะ เช่น นำไฟฟ้าได้บ้างที่อุณหภูมิปกติ และนำไฟฟ้าได้มากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น เป็นของแข็ง เป็นมันวาวสีเงิน จุดเดือดสูง แต่เปราะแตกง่ายคล้ายอโลหะ
ภาพที่ 4 การแบ่งสมบัติของธาตุทั้งหมดออกเป็นโลหะ อโลหะ และกึ่งโลหะ
จากภาพที่ 4 นักเรียนจะพบว่า... หากอาศัยสมบัติต่างๆ ของธาตุที่กล่าวมาแล้ว ธาตุทั้งหมดที่มีอยู่ในปัจจุบันจะมีธาตุโลหะประมาณ 3 ใน 4 ของธาตุทั้งหมด