โลหะมีตระกูล

ว้าว นี่มันหีบสมบัติเก่า ที่มีเหรียญทองแดง เงิน และทองนี่นา เมื่อครั้งที่หีบสมบัตินี้ยังใหม่อยู่ มันก็จะมีแม่กุญแจเหล็ก แต่หลายศตวรรษที่มันจมอยู่ใต้น้ำ ตัวล็อคจึงเป็นเพียงกองสนิม เหล็กทำได้รับปฏิกิริยาจากน้ำ มันส่งผลกระทบต่อโลหะอื่นได้อย่างไร? เหรียญทองแดงก็ได้รับปฏิกิริยาเช่นกัน ตอนที่ยังเป็นเหรียญใหม่ มันก็จะวาวและเป็นประกาย แต่ตอนนี้ มันถูกอะไรหนาๆ เคลือบเอาไว้ มันจึงดูไม่เหมือนโลหะอีกต่อไป เหรียญที่ทำด้วยเงินกลายเป็นสีเทา และหมอง แต่เราก็ยังเห็นว่ามันคือเงิน อย่างไรก็ตาม เหรียญทองยังส่องประกาย และดูเหมือนใหม่ มันไม่ได้รับปฏิกิริยาใดๆเลย เพราะทองคำนั้นมีความต้านทานได้ดีมาก ต่อปฏิกิริยาเคมีกับสารอื่นๆ มันเป็นโลหะมีตระกูล โลหะที่มีตระกูลน้อยกว่า จะมีปฏิกิริยาง่ายกว่าในการเกิด สารประกอบทางเคมี เหมือนเหล็กที่เป็นสนิมนั่นเอง เมื่อโลหะทำปฏิกิริยากับสารอื่น มันจะมีบางอย่างเกิดขึ้นกับ อะตอมของโลหะนั้น มันจะสูญเสียอิเล็กตรอนบางส่วน และกลายเป็นไอออนของโลหะ ยิ่งเป็นโลหะที่มีตระกูลมากเท่าไหร่ อะตอมของมันก็จะยิ่ง รักษาอิเล็กตรอนได้ดีมากเท่านั้น ในบรรดาอะตอมทั้งหมด อะตอมของทองคำจะยึดติด กับอิเล็กตรอนได้แน่นหนาที่สุด นั่นเป็นเหตุผลที่ทองคำไม่ทำปฏิกิริยา กับอะไรเลย อะตอมในโลหะที่ไม่มีตระกูล จะทำปฏิกิริยาได้ง่ายกว่า เนื่องจากมันไม่อาจยึด อิเล็กตรอนได้ดีเท่าที่ควร นี่เป็นวิธีที่เราใช้เปรียบเทียบโลหะ การทดสอบว่าโลหะใดมีตระกูลสูงกว่า มาเริ่มที่ดีบุกชิ้นนี้ กับสารละลายที่มีไอออนทองแดง มันคือไอออนทองแดงที่ ทำให้ของเหลวเป็นสีฟ้า โลหะอย่างดีบุกจะประกอบด้วย อะตอมของดีบุก ที่ยังยึดติดอยู่กับอิเล็กตรอนทุกตัว ส่วนสารละลายไอออนทองแดง ขาดอิเล็กตรอนไป 2 ตัว และดังนั้น มันจึงมีประจุเป็นบวก ลองใส่ชิ้นดีบุกลงในสารละลาย ไอออนทองแดงดูสิ และตอนนี้ กำลังจะเกิดการแข่งขันขึ้น สารละลายไอออนทองแดงต้องการ นำอิเล็กตรอนออกมาจากดีบุก แต่อะตอมในดีบุกต้องการให้มันอยู่ต่อ พวกมันจึงกำลังแข่งกับอิเล็กตรอน สารละลายไอออนทองแดงนั้นแข็งแกร่งกว่า ทองแดงจึงมีตระกูลมากกว่าดีบุก เมื่อไอออนทองแดงรับอิเล็กตรอนมาแล้ว มันก็จะกลายเป็นอะตอมทองแดง ชั้นสีเข้มของโลหะทองแดง จะเริ่มก่อตัวตรงส่วนผิวของดีบุก ในเวลาเดียวกัน สีฟ้าของสารละลาย ก็จะจางลง อะตอมดีบุกที่สูญเสียอิเล็กตรอนไป จึงกลายเป็นไอออนดีบุก ที่เคลื่อนตัวเข้าสู่สารละลาย ถ้าเรารอได้นานพอ โลหะดีบุกก็จะหายไปอย่างสมบูรณ์ แต่แทนที่จะเป็นแบบนั้น เราจะใช้สารละลายไร้สี ที่มีไอออนดีบุก และอนุภาคสีน้ำตาลที่ก้นบีกเกอร์ ซึ่งก็คือโลหะทองแดง เราเริ่มต้นด้วยโลหะดีบุก และสารละลายที่มีไอออนทองแดง หลังเกิดปฏิกิริยาแล้ว เราจะได้โลหะทองแดง และสารละลายที่มีไอออนดีบุกอยู่ โลหะที่มีตระกูลสูงกว่า คือทองแดง ได้รับชัยชนะเหนืออิเล็กตรอน และอยู่ในรูปของอะตอม ถ้าเราใช้เงินมาทำแบบเดียวกันนี้ ในสารละลายไอออนทองแดงล่ะ ผลคือไม่มีอะไรเกิดขึ้น ไอออนทองแดงนั้นไม่แกร่งพอที่จะ ดึงอิเล็กตรอนออกมาจากอะตอมของเงิน เมื่อพบโลหะที่มีตระกูลสูงกว่า นั่นคือเงิน ที่อยู่ในรูปแบบของอะตอมในตอนต้น อิเล็กตรอนจะยังคงอยู่ โลหะที่มีตระกูลสูงกว่า ยังคงอยู่ในรูปของอะตอม ดังนั้น ทองแดงจึงมีตระกูลน้อยกว่า เมื่อเทียบกับเงิน แต่มันก็มีตระกูลสูงกว่า ถ้าเทียบกับดีบุก ความมีตระกูลของโลหะเป็นการวัดความต้านทาน ต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมีของพวกมัน วิธีหนึ่งที่จะเปรียบเทียบ ความมีตระกูลของโลหะ คือการปล่อยให้อะตอมของโลหะชนิดหนึ่ง ได้พบกับไอออนของโลหะอื่น จากนั้นจะเกิดการแข่งขัน ระหว่างอิเล็กตรอน ที่จะตัดสินว่าโลหะใด จะอยู่ในรูปของอะตอม และมันก็เป็นโลหะมีตระกูลสูงกว่า ที่จะเป็นฝ่ายชนะ