วันพุธที่ 7 กันยายน พ.ศ. 2559

วันจันทร์ที่ 15 สิงหาคม พ.ศ. 2559

สมบัติของธาตุและสารประกอบ

สมบัติของธาตุและสารประกอบ
ธาตุ (Element) คือ สารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยธาตุหรือสารชนิดเดียว ไม่สามารถแยกหรือสลายออกเป็นสารอื่นได้ อนุภาคที่เล็กที่สุดของธาตุเรียกว่า อะตอม ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอนวิ่งวนรอบนิวเคลียสที่ประกอบด้วยโปรตอน และ นิวตรอน
ตารางธาตุ
ตารางธาตุ (Periodic table) คือ ตารางที่ใช้แสดงรายชื่อธาตุเคมี คิดค้นขึ้นโดยนักเคมีชาวรัสเซีย ดมีตรี เมนเดเลเยฟ (Dmitri Mendeleev) ในปี พ.ศ. 2412 จากการสังเกตว่า เมื่อนำธาตุที่รู้จักมาวางเรียงตามลำดับเลขอะตอม จะพบว่า คุณสมบัติพื้นฐานบางอย่างคล้ายกัน สามารถจำแนกเป็นกลุ่มๆ ได้ทำให้เกิดรูปแบบตารางธาตุ และพัฒนาต่อเนื่องมาจนเป็นอย่างที่เห็น ตารางธาตุเป็นส่วนหนึ่งในการเรียนการสอนวิชาเคมีด้วยอ่านเพิ่มเติม



ตารางธาตุ

ตารางธาตุ (Periodic table of elements)

         ตารางธาตุ (Periodic table of elements) คือ ตารางที่นักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมธาตุต่างๆ ไว้เป็นหมวดหมู่ตามลักษณะ และคุณสมบัติที่เหมือนกัน เพื่อเป็นประโยชน์ในการศึกษาในแต่ละส่วนของตารางธาตุ โดยคาบ ( Period ) เป็นการจัดแถวของธาตุแนวราบ   ส่วนหมู่ ( Group ) เป็นการจัดแถวของธาตุในแนวดิ่ง ซึ่งมีรายละเอียดดังต่อไปนี้
        ธาตุหมู่หลัก มีทั้งหมด 8 หมู่ 7 คาบ โดยธาตุที่อยู่ด้านซ้ายของเส้นขั้นบันได จะเป็นโลหะ (Metal) ส่วนทางด้านขวาเป็นอโลหะ (Non metal) ส่วนธาตุที่อยู่ติดกับเส้นขั้นบันไดนั้น จะเป็นกึ่งโลหะ (Metalloid)
ธาตุทรานซิชัน มีทั้งหมด 8 หมู่ แต่หมู่ 8 มีทั้งหมด 3 หมู่ย่อย จึงมีธาตุต่างๆ รวม 10 หมู่ และมีทั้งหมด 4 คาบ
ธาตุอินเนอร์ทรานซิชัน มี 2คาบโดยมีชื่อเฉพาะเรียกคาบแรกว่าคาบแลนทาไนด์

3.8ธาตุและสารประกอบในสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม

ธาตุและสารประกอบในสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม
ธาตุและสารประกอบในสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม

1.ธาตุอะลูมิเนียม
         
            อะลูมิเนียม  (Al)  พบมากในเปลือกโลกประมาณ  7.5%  โดยมวล  ในรูปของสารประกอบ  
เช่น  บอกไซต์  (Al2O3 •2H2O)  ไครโอไลต์  (Na3 AlF6)  โลหะอะลูมิเนียมเตรียมได้จากการหลอมเหลวแร่บอกไซต์แล้วแยกด้วยกระแสไฟฟ้าจะได้โลหะอะลูมิเนียมที่แคโทด  โลหะอะลูมิเนียมมีสีเงิน  มีความหนาแน่นต่ำ  เหนียวและแข็ง  ดัดโค้งงอได้  ทุบให้เป็นแผ่นหรือดึงเป็นเส้นได้  นำไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดีมาก
            สารประกอบออกไซต์ของอะลูมิเนียมคือ  Al2 O3  มีจุดหลอมเหลวสูงมาก  ทนความร้อนสูง  ละลายได้ทั้งกรดและเบส  ออกไซต์ที่เกิดในธรรมชาติเรียกว่า  คอรันดัม  มีความแข็งมากและมีหลายสี  จึงนิยมใช้ทำเครื่องประดับ
            สารประกอบซัลเฟตของอะลูมิเนียมที่ตกผลึกร่วมกับโลหะแอลคาไลน์จะได้ผลึกของอะลัม  (Alum)  ชนิดหนึ่งซึ่งมีสูตรทั่วไปคือ  M 2SO4•Al2 (SO4 ) • 24H2 O  หรือ  Mal(SO 4)2•12H2 O  โดย  M  ในที่นี้คือไออนบวกของโลหะ  เช่น  Na?   หรือ K ? ส่วนสารส้มที่ใช้ตามบ้านเรือนคือสารส้มโพแทส  
มีสูตรKAl(SO4 )2•  12H2 O   มีลักษณะเป็นผลึกใส  ใช้มากในกระบวนการผลิตกระดาษและกระบวนการทำน้ำประปา
อะลูมิเนียมเป็นโลหะที่มีประโยชน์มากในทางอุตสาหกรรม  ใช้ทำอุปกรณ์ไอ่านเพิ่มเติม

3.7การทำนายตำแหน่งและสมบัติของธาตุในตารางธาตุ

3.7การทำนายตำแหน่งและสมบัติของธาตุในตารางธาตุ
การทำนายตำแหน่งและสมบัติของธาตุในตารางธาตุ
        การศึกษาสมบัติของธาตุตามตารางธาตุ จะช่วยในการทำนายสมบัติของธาตุได้ ถ้ารู้ตำแหน่งของธาตุนั้นในตารางธาตุหรือถ้ารู้สมบัติบางประการของธาตุอาจพิจารณาตำแหน่งของธาตุได้ ดังตัวอย่างการจัดตำแหน่งของธาตุไฮโดรเจนที่ศึกษามาแล้ว ต่อไปนักเรียนจะใช้ข้อมูลเกี่ยวกับสมบัติของธาตุมาทำนายตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุได้จากตัวอย่าง
ตัวอย่างที่ 1 ธาตุตัวอย่าง X มีสมบัติที่ปรากฏดังนี้
สมบัติ
ลักษณะที่ปรากฏ
สถานะ
เป็นของแข็ง
สีผิว
ผิวเป็นมันวาว
การนำไฟฟ้า
นำไฟฟ้าได้
การละลายในน้ำ
ไม่ละลายน้ำ
การทำปฏิกิริยากับCl2
เกิดปฏิกิริยาอย่างรุนแรง มีเปลวไฟและควันสีขาวเมื่อเย็นจะได้ของแข็งสีขาว
การละลายในน้ำของสาร
สีขาวที่เกิดขึ้น
ละลายน้ำได้เล็กน้อย สารละลายมีสมบัติเป็นกรด
 แนวคิด จากสมบัติต่าง ๆ ของธาตุ X สามารถทำนายได้ว่า
ธาตุ X มีสมบัติคล้ายโลหะคือ มีผิวเป็นมันวาว นำไฟฟ้าได้ และไม่ละลายน้ำ ธาตุ X ไม่ควรเป็นธาตุหมู่ IA หรือหมู่ IIA
เมื่อธาตุ X ทำปฏิกิริยากับ Cl2 ได้สารประกออ่านเพิ่มเติม

3.6ธาตุกัมมันตรังสี

3.6ธาตุกัมมันตรังสี
ธาตุ สมบัติของธาตุและธาตุกัมมันตรังสี
 ธาตุและสารประกอบ
ธาตุและสารประกอบจัดเป็นสารเนื้อเดียว ซึ่งหมายถึงสารที่ประกอบด้วยธาตุเพียงชนิดเดียว สองชนิด หรือมากกว่าสองชนิดขึ้นไปผสมกันอย่างกลมกลืน จนมองเห็นเป็นเนื้อเดียวกันตลอด
ธาตุ คือ สารชนิดเดียวที่ไม่สามารถแยกหรือสลายออกไปเป็นสารอื่นได้ แบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม ตามแหล่งที่มา ได้แก่ ธาตุที่เกิดขึ้นเองในธรรมชาติมีอยู่ 92 ธาตุ และธาตุที่นักวิทยาศาสตร์สังเคราะห์ขึ้นในห้องทดลองอีกหลายธาตุ แต่เมื่อแบ่งธาตุตามสถานะ



3.5ธาตุกึ่งโลหะ

3.5ธาตุกึ่งโลหะ 
ธาตุกึ่งโลหะ
เมื่อพิจารณาตารางธาตุที่ใช้ในปัจจุบัน จะพบว่าค่อนไปทางขวาของตารางธาตุจะมีเส้นทึบเป็น
ขั้นบันไดปรากฏอยู่ ธาตุทางขวาเส้นทึบจัดเป็นกลุ่มอโลหะ ส่วนทางด้านซ้ายจัดเป็นกลุ่มโลหะ สำหรับธาตุที่อยู่ชิดเส้นแบ่งนี้จะเรียกว่า ธาตุกึ่งโลหะ มีดังนี้
1.โบรอน (อังกฤษ:Boron) เป็นธาตุในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ B และเลขอะตอม เป็นธาตุที่มี วาเลนซ์ และเป็นกึ่งโลหะ โบรอนปรากฏมากในแร่บอแรกซ์ โบรอนมี 2 อัญรูปโดยที่ amorphous boron เป็นผงสีน้ำตาล และ metallic boron มีสีดำ รูปแบบที่เป็นโลหะมีความแข็งมาก (9.3 บนมาตราของโมห์ส) แต่นำไฟฟ้าไม่ดีที่อุณหภูมิห้อง ไม่ปรากฏแบบอิสระในธรรมชาติ เป็นสารประกอบออกไซด์และเฮไลด์ เป็นพันธะโควาเลนท์ เช่น BF3
การนำไปใช้ประโยชน์
  • ไดโบรอนไตรออกไซด์ (B2O3นำไปใช้เป็นส่วนผสมของBorocilicated glass เป็นแก้วที่ใช้ในการทำเครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการ ได้แก่ บีกเกอร์ หลอดทดลอง ขวดรูปชมพู่ ขวดก้นแบน ขวดก้นกลม เป็นต้น
  • โซเดียมเตตระโบเรต เดคะไฮเดรต (Na2B4O7 . 10H2O) (บอแรกซ์ใช้การทำทองรูปพรรณ เรียกขานกันในหมู่ช่างทองว่า "น้ำประสานทอง
2.ซิลิคอน (อังกฤษ: Silicon) เป็นธาตุเคมีในตาราอ่านเพิ่มเติม