Transcript กลับไปที่สารบัญ

สื่ อการเรี ยนการสอน
จัดทาโดย
นางสาวยุวดี เรืองรัตน์
54050663
คณะวิศวกรรมศาสตร์
สารบัญ
ปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบของธาตุ
ตามหมู่
1. ทาปฏิกิริยารุ นแรงกับน้ า ได้ด่างและก๊าซไฮโดรเจน
2. ทาปฏิกิริยาได้ดีมาก จึงไม่พบโลหะหมู่ 1 ในธรรมชาติ แต่จะพบสารเหล่านี้ในสารประกอบโดย
สารประกอบทุกตัวเป็ นพันธะไอออนิก
3. สารประกอบทุกตัวละลายน้ าได้ทุกตัว
4. ความหนาแน่นต่า ลอยน้ าได้ จุดเดือด จุดหลอมเหลว ไม่สูงนัก
1. ทาปฏิกิริยากับน้ า ได้ด่างและก๊าซไฮโดรเจน
2. ทาปฏิกิริยาได้ดี จึงไม่พบโลหะหมู่ 2 ในธรรมชาติ และพบในรู ปสารประกอบ โดยสารประกอบส่ วน
ใหญ่ เป็ นพันธะไอออนิก
3. สารประกอบส่ วนใหญ่ละลายน้ าได้ดี
1. เป็ นธาตุหมู่เดียวที่ 1 โมเลกุล มี 2อะตอม เรี ยกว่า Diatomic Molecule
2. จากความสามารถในการออกซิไดส์ในธาตุหมู่ 7 ทาให้สามารถเตรี ยมก๊าซหมู่ 7 โดยอาศัยสมบัติได้ เช่น
NaCl + F ---------------- NaF + C
Kl + Br -------------------- KBr + I
3. พบเป็ นธาตุอิสระในธรรมชาติ และพบในรู ปของสารประกอบไอออนิกและโคเวนเลนต์
4. สารประกอบของหมู่ 7 ส่ วนใหญ่ละลายน้ าได้ดี
1. เป็ นธาตุที่เฉื่ อยชาต่อการเกิดปฏิกิริยามาก จะไม่ทาปฏิกิริยากับสารใดในธรรมชาติ แต่สามารถสังเคราะห์
ได้ โดนสังเคราะห์ระหว่างธาตุหมู่ 8 ที่มีขนาดใหญ่เท่ากับธาตุที่มีค่า EN สูงในตารางธาตุ
2. เป็ นธาตุที่มี สูงสุ ดในตารางธาตุ เพราะเวเลนต์อิเล็กตรอนครบ 8 จึงยากต่อการดึงอิเล็กตรอนหลุดยากมาก
3. ในธาตุคาบเดียวกันหมู่ 8 จะมีขนาดโตมากขึ้น เพราะรัศมีแบบเวนเดอร์วาลส์
กลับไปที่สารบัญ
สมบัติของสารประกอบของธาตุตามคาบ
สารประกอบที่สาคัญที่จะศึกษาในที่น้ ีคือ สารประกอบคลอไรด์ และสารประกอบออกไซด์
ตารางแสดงสู ตรของสารประกอบบางชนิดพร้ อมทั้งค่ าเลขออกซิเดชั่นของธาตุคาบที่ 2
ธาตุในคาบที2่
สู ตรของ
สารประกอบ
คลอไรด์
ออกไซด์
เลขออกซิเดชัน
ของธาคุคาบที่ 2
Li
Be
B
LiCl BeCl2 BCl3
Li2 O
++1
BeO
++2
B2
O3
++3
C
N
CCl
NCl
CO2
CO
+2,+4
N2 O3
NO2
NO
N2O3
N2O
+1,+2+3,+4
+5
O
Cl 2O
ClO2
Cl 2O2
F
ClF
-
OF2
-1,-2
++1
2. ตารางแสดงสู ตรของสารประกอบบางชนิดทั้งค่ าเลขอกซิเดชันของธาตุในคาบ 3
ธาตุใน
Na
Mg
Al
Si
NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
Na2O
MgO
Al2O3
SiO2
++2
++3
P
S
Cl
SCl2
-
SO2
SO2
Cl2O
ClO2
Cl 2O7
-1,+1
+4,+7
คาบที่ 3
สูตรของ
สารประกอบ
คลอไรด ์
ออกไซด ์
เลขออกซิเดชัน ++1
ของธาคุคาบที่ 2
+4
PCl3
PCl5
P4O6
P4O10
+3,+5 +1,+2
+4,+6
กลับไปที่สารบัญ
ตาแหน่ งของไฮโดรเจนในตารางธาตุ
ตารางสมบัติบางประการของไฮโดรเจนเทียบกับธาตุหมู่ IA และหมู่ VIIA
สมบัติ
ไฮโดรเจน
ธาตุหมู่ IA
ธาตุหมู่ VIIA
เวเลนต์ อเิ ล็กตรอน
1
1
7
จานวนอะตอมในโมเลกุล
2
ไม่ แน่ นอน
2
เลขออกซิเดชันในสารประกอบ
-1, +1
+1
-1,+1, +3, +5, +7
การนาไฟฟ้าในสถานะของแข็ง
ไม่ นาไฟฟ้า
นาไฟฟ้า
ไม่ นาไฟฟ้า
IE1 (kJ/mol)
1318
382-526
1015-1687
อิเล็กโทรเนกาติวติ ี
2.1
1.0 - 0.7
4.2 - 2.2
จากตารางจะเห็นได้วา่ ไฮโดรเจนมีสมบัติบางประการเหมือนธาตุหมู่ VIIA เช่น มีเลขออกซิ เดชันมากกว่า 1
ค่า ไม่นาไฟฟ้ า มีค่า IE1 และอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง ในขณะเดียวกันมีสมบัติบางประการเหมือนธาตุหมู่ IA เช่น มีเว
เลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1 การที่ไฮโดรเจนมีสมบัติบางประการคล้ายทั้งหมู่ IA และ VIIA จึงได้แยกไฮโดรเจนออก
จากหมู่ท้ งั สอง ดังปรากฏอยูใ่ นตารางธาตุ
กลับไปที่สารบัญ
ธาตุแทรนซิชนั
ธาตุแทรนซิชนั ประกอบด้วยธาตุหมู่ IB ถึงหมู่ VIIIB รวมทั้งกลุ่มแลนทาไนด์ กับ กลุ่มแอกทิไนด์
ซึ่งอยูร่ ะหว่างธาตุหมู่ IIA และหมู่ IIIA ธาตุแทรนซิชนั เหล่านี้มีอยูท่ ้งั ในธรรมชาติและได้จากการ
สังเคราะห์ บางธาตุเป็ นธาตุกมั มันตรังสี
สมบัติของธาตุแทรนซิ ชนั
1. การจัดอิเล็กตรอนของธาตุแทรนซิ ชนั โลหะในคาบที่ 4 มีเลขอะตอม 21 ถึง 30
2. การจัดเรี ยงอิเล็กตรอนวงนอกสุ ดก่อน แล้วจัดเรี ยงอิเล็กตรอนวงรองจากวงนอกสุ ดเป็ นวงสุ ดท้าย
ธาตุ
เลขอะตอม
การจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่ อย
การจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลัก
K
19
1s2 2s22p6 3s23p63d0 4s1
2 8 8 1
Ca
20
1s2 2s22p6 3s23p63d0 4s2
2 8 8 2
Sc
21
1s2 2s22p6 3s23p63d1 4s2
2 8 9 2
Ti
22
1s2 2s22p6 3s23p63d2 4s2
2 8 10 2
V
23
1s2 2s22p6 3s23p63d3 4s2
2 8 11 2
Cr
24
1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1
2 8 13 1
Mn
25
1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s2
2 8 13 2
Fe
26
1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2
2 8 14 2
Co
27
1s2 2s22p6 3s23p63d7 4s2
2 8 15 2
Ni
28
1s2 2s22p6 3s23p63d8 4s2
2 8 16 2
Cu
29
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s1
2 8 18 1
Zn
30
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s2
2 8 18 2
2. ธาตุแทรนซิชนั ในคาบที่ 4 มีสมบัติหลายประการคล้ายกับธาตุ K และ Ca เช่น พลังงานไอออไนเซชัน
ลาดับที่ 1 และอิเล็กโทรเนกาติวติ ีมีค่าต่า แต่จุดหลอมเหลว จุดเดือด ความหนาแน่นมีค่าสู ง และ สูง
มากกว่าหมู่ IA และ IIA
3. การดึงอิเล็กตรอนให้หลุดจากอะตอม จะดึงอิเล็กตรอนวงนอกสุ ดก่อน เช่นเดียวกกับธาตุปกติ
4. ธาตุแทรนซิชนั จะมีเวเลนต์อิเล็กตรอน เป็ น 2,1 เท่านั้น Cr กับ Cu มีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1
5. ธาตุแทรนซิชนั จะมีสมบัติเหมือนกันเป็ นคาบมากกว่าเป็ นหมู่
6. ขนาดอะตอมเรี ยงตามคาบจะเล็กลง แต่ใกล้เคียงกันมาก เพราะโลหะแทรนซิ ชนั มีความแน่นหนาสู ง
สารประกอบของธาตุแทรนซิ ชนั
1. ธาตุแทรนซิ ชนั สามารถเกิดเป็ นสารประกอบธรรมดา เช่น MnCl2 , MnO2 , Fe2O3 เป็ นต้น และสามารถเกิด
เป็ นสารประกอบเชิงซ้อน (complex compounds) ได้อีก เช่น KMnO4 , K2Cr2O7 , K3[Fe(CN)6] เป็ นต้น
2. ธาตุแทรนซิ ชนั เกิดสารประกอบได้หลายชนิด แต่ละชนิดให้สีต่างกัน
สู ตร
ชื่อ
สี
Cr2+
โครเมียม (II) ไอออน
นา้ เงิน
Cr3+
โครเมียม (III) ไอออน
เขียว
CrO24
โครเมตไอออน
เหลือง
Cr2 O 72
ไดโครเมตไอออน
ส้ ม
Mn2+
แมงกานีส (II) ไอออน
ชมพูอ่อน
Mn(OH)3
แมงกานีส (III) ไฮดรอกไซด์
นา้ ตาล
MnO2
แมงกานีส (IV) ออกไซด์
ดา
MnO24
แมงกาเนตไอออน
เขียว
MnO4
เปอร์ แมงกาเนตไอออน
ม่ วงแดง
สารประกอบเชิงซ้อนของธาตุแทรนซิ ชนั
สารประกอบของธาตุแทรนซิ ชนั ชนิดต่างๆ เช่น KMnO4 ประกอบด้วย K+ และ MnO4- ส่ วน K3Fe(CN)6
ประกอบด้วย K+ และ Fe(CN)63- ทั้ง MnO4- และ Fe(CN)63- จัดเป็ นไอออนเชิงซ้อนที่มาตุแทรนซิ ชนั เป็ นอะตอมกลาง
และยึดเหนี่ยวกับอะตอมหรื อไอออนอื่นๆ ที่มาล้อมรอบด้วยพันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์
สารประกอบที่ประกอบด้วยไอออนเชิงซ้อนจัดเป็ นสารประอบเชิงซ้อน ธาตุแทรนซิ ชนั ส่ วนใหญ่จะเกิดเป็ น
สารประกอบเชิงซ้อนที่มีสีต่างๆ จากการทดลองเมื่อเติมสารละลายแอมโมเนียเข้มข้นลงในสารละลายคอปเปอร์(II)
ซัลเฟต จะเกิดตะกอนสี ครามของเตตระแอมมีนคอปเปอร์ (II)ซัลเฟตมอนอไฮเดรต โดยมีสูตรเป็ น
Cu(NH3)4SO4*H2O ซึ่ งแตกต่างจากสารตั้งต้นที่มีสีฟ้า
เมื่อเก็บผลึกของ Cu(NH3)4SO4*H2O ไว้ 1 คืนสี ของผลึกจะเปลี่ยนเป็ นสี เขียวแกมฟ้ า เนื่องจากผลึกนี้สลายตัว
ให้น้ าและแอมโมเนียออกมาอย่างละ 1 โมเลกุลเกิดเป็ น Cu(NH3)3SO4
ถ้าพิจารณาเลขออกซิ เดชันของทองแดงในสารประกอบทั้งสามชนิดจะพบว่ามีค่า +2 เท่ากัน แต่ชนิดและ
จานวนโมเลกุลของสารที่มาล้อมรอบคอปเปอร์ (II) ไอออนแตกต่างกัน จากข้อมูลให้มีความรู ้วา่ ธาตุแทรนซิ ชนั ชนิด
หนึ่งๆ อาจเกิดเป็ นสารประกอบที่มาตุองค์ประดอบเหมือนกันได้มากกว่าหนึ่งชนิด สารประกอบแต่ละชนิดมีสี
แตกต่างกันซึ่ งขึ้นอยูก่ บั เลขออกซิ เดชันของธาตุแทรนซิ ชนั ชนิดและจานวนดมเลกุลหรื อไอออนที่ลอ้ มรอบธาตุแทรน
ซิ ชนั นั้น
กลับไปที่สารบัญ
ธาตุกึ่งโลหะ
กึ่งโลหะ(metalloid)เป็ นธาตุที่มีสมบัติบางประการเหมือนโลหะ และบางประการเหมือนอโลหะ ธาตุก่ ึงโลหะส่ วน
ใหญ่จะเป็ นสารกึ่งตัวนา(semiconductors)
สารกึง่ ตัวนา (semiconductor) คือ วัสดุที่มีคุณสมบัติในการนาไฟฟ้ าอยูร่ ะหว่างตัวนาและฉนวน ธาตุก่ ึงโลหะในตาราง
ธาตุ ได้แก่
1. โบรอน (Boron (B)
เป็ นธาตุในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ B และเลขอะตอม 5 เป็ นธาตุที่มี วาเลนซ์ 3 และเป็ นกึ่งโลหะ รู ปแบบที่เป็ นโลหะ
มีความแข็งมาก แต่นาไฟฟ้ าไม่ดีที่อุณหภูมิหอ้ ง ไม่ปรากฏแบบอิสระในธรรมชาติ เป็ นสารประกอบออกไซด์และ
เฮไลด์ เป็ นพันธะโควาเลนท์ เช่น BF3 จุดเดือดจุดหลอมเหลวสู ง สามารถนาไฟฟ้ าได้ ค่า IE และ EA สู ง
2. ซิ ลิกอน (Silicon (Si)
เป็ นธาตุเคมีในตารางธาตุ ที่มีสัญลักษณ์ Si และเลขอะตอม 14 เป็ นธาตุก่ ึงโลหะแบบเตตระวาเลนต์ (คือมีวาเลนซ์เป็ น
จุดเดือดจุดหลอมเหลวสู ง สามารถนาไฟฟ้ าได้ ค่า IE และ EA สู ง เป็ นของแข็ง
3. จอร์เมเนียม(Germanium (Ge)
4. สารหนู(Arsenic (As)
5. พลวง(Antimony (Sb)
6. เทลลูเรี ยม(Tellurium (Te)
กลับไปที่สารบัญ
7. พอโลเนียม(Polonium (Po)
ธาตุกมั มันตรังสี
กัมมันตรังสี (radioactivity) หมายถึง ปรากฏการณ์ที่ธาตุสามารถแผ่รังสี ได้เองอย่างต่อเนื่อง ปรากฏการณ์น้ ีเป็ นการ
เปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นภายในนิวเคลียสของไอโซโทปที่ไม่เสถียร
ธาตุกมั มันตรังสี หมายถึง ธาตุที่มีสมบัติในการแผ่รังสี สามารถแผ่รังสี และกลายเป็ นอะตอมของธาตุอื่นได้
ในปี พ.ศ. 2439 อองตวน อองรี แบ็กเกอแรล (Antcine Henri Bacquerel) นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ได้พบว่า
แผ่นฟิ ล์มถ่ายรู ปที่มีกระดาษดาห่อหุม้ อยู่ และเก็บรวมกันไว้กบั สารประกอบของยูเรเนียม มีลกั ษณะเหมือนถูกแสง จึง
ทาการทดสอบกับสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่นๆ ก็พบว่าให้ผลการทดลองเช่นเดียวกัน แบ็คเกอเรลจึงสรุ ปเป็ น
เบื้องต้นว่า มีการแผ่รังสี ออกมาจากธาตุยเู รี เนียม ต่อมาปี แอร์ กูรี (Pierre Curie) และมารี กูรี (marie Curie)
นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ก็ได้พบว่าธาตุอื่น ๆ เช่น พลอโลเนียม (Po) เรเดียม (Ra) และทอเรี ยม (Th) ก็สามารถแผ่
รังสี ได้เช่นเดียวกัน และลอรื ด เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด (Lord Ernest Rutherford) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ก็ได้
ค้นพบเพิ่มเติมอีก และได้แสดงให้เห็นว่ารังสี ที่แผ่ออกมาจากสารกัมมันตรังสี อาจเป็ น รังสี แอลฟา( - ray ) รังสี เบตา( ray) หรื อรังสี แกรมมา( -ray) รังสี ดงั กล่าวมีสมบัติต่างกัน
การเกิดกัมมันตภาพรังสี
ในปี พ.ศ. 2439 อองตวน อองรี แบ็กเกอแรล (Antcine Henri Bacquerel) นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ได้พบว่า
แผ่นฟิ ล์มถ่ายรู ปที่มีกระดาษดาห่อหุม้ อยู่ และเก็บรวมกันไว้กบั สารประกอบของยูเรเนียม มีลกั ษณะเหมือนถูกแสง
จึงทาการทดสอบกับสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่นๆ พบว่าให้ผลการทดลองเช่นเดียวกัน แบ็คเกอเรลจึงสรุ ป
เป็ นเบื้องต้นว่า มีการแผ่รังสี ออกมาจากธาตุยเู รี เนียม ต่อมาปี แอร์ กูรี (Pierre Curie) และมารี กูรี (marie Curie)
นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสก็ได้พบว่าธาตุอื่น ๆ เช่น พอลโลเนียม (Po) เรเดียม (Ra) และทอเรี ยม (Th) ก็สามารถ
แผ่รังสี ได้เช่นเดียวกัน ปรากฏการณ์ที่ธาตุแผ่รังสี ได้เองอย่างต่อเนื่องเช่นนี้เรี ยกว่า กัมมันตภาพรังสี ซึ่ งเป็ นการ
เปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสของไอโซโทปที่ไม่เสถียรและเรี ยกธาตุที่มีสมบัติเช่นนี้วา่ ธาตุกมั มันตรังสี ธาตุต่างๆ
ที่พบในธรรมชาติส่วนใหญ่มีเลขอะตอมสู งกว่า 83 ล้วนแต่แผ่รังสี ได้ท้ งั สิ้ น นอกจาก ธาตุกมั มันตรังสี ในธรรมชาติ
แล้ว นักวิทยาศาสตร์ยงั สามารถสังเคราะห์ ธาตุกมั มันตรังสี ข้ ึนมาได้ ซึ่ งสามารถนาไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ ได้
มากมาย และเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด (Ernest Rutherford) ได้ศึกษาเพิ่มเติม และได้แสดงให้เห็นว่ารังสี ที่แผ่
ออกมาจากสารกัมมันตรังสี อาจเป็ น รังสี แอลฟา ( - ray ) รังสี เบตา ( - ray) หรื อ รังสี แกรมมา ( - ray) ซึ่ งมีสมบัติ
ต่าง ๆ กัน
ตารางแสดงประจุและมวลของอนุภาคชนิดต่ างๆ ทีเ่ กิดจากการแร่ รังสี
การสลายตัวของธาตุกมั มันตภาพรังสี
ไอโซโทปของธาตุกมั มันตรังสี จะมีอตั ราส่ วนระหว่างจานวนนิวตรอนต่อจานวนโปรตอนไม่เหมาะสม คือมี
จานวนนิวตรอนมากกว่าหรื อน้อยกว่าจานวนโปรตอนมักจะไม่เสถียร และจะมีการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสไป
เป็ นนิวเคลียสของธาตุใหม่ที่เสถียรกว่า โดยการแผ่รังสี ต่าง ๆ ออกมา การแผ่รังสี ที่สาคัญมีดงั นี้
1. การแร่ รังสี แอลฟา
การสลายตัวของธาตุที่ให้รังสี แอลฟามักจะเกิดจากการแตกสลายของนิวเคลียสที่มีเลขอะตอมสู งกว่า 82 และมี
จานวนโปรตอนและนิวตรอนในสัดส่ วนที่ไม่เหมาะสม นิวเคลียสใหม่ที่เกิดขึ้นจะมีเลขอะตอมลดลง 2 และเลขมวล
ลดลง 4
2. การแร่ รังสี บีตา
นิวเคลียสที่เกิดการเปลี่ยนแปลงแล้วให้รังสี บีตาจะเป็ นนิวเคลียสที่มีสัดส่ วนของจานวนนิวตรอนมากกว่า
จานวนโปรตอน นิวตรอนในนิวเคลียสจะเปลี่ยนไปเป็ นโปรตอนและอิเล็กตรอน อะตอมจึงมีเลขมวลเท่าเดิมแต่เลข
อะตอมเพิ่มขึ้น 1 หน่วย การเปลี่ยนแปลงของนิวตรอนไปเป็ นโปรตอนและอิเล็กตรอนเกิดขึ้น
3. การแร่ รังสี แกมมา
นิวเคลียสของธาตุกมั มันตรังสี ที่แผ่รังสี แอลฟาหรื อรังสี บีตาแล้ว มักทาให้นิวเคลียสที่เกิดใหม่มีพลังงานสู งกว่า
ปกติ จึงปล่อยพลังงานส่ วนเกินออกมาในรู ปรังสี แกมมาซึ่ งไม่มีประจุและมวล ดังนั้นการแผ่รังสี แกมมาจึงไม่ทาให้
ทั้งเลขอะตอมและเลขมวลเปลี่ยนแปลงไปเลย
ครึ่งชีวติ ของธาตุกมั มันตรังสี
ธาตุกมั มันตรังสี ท้ งั หลายจะสลายตัวด้วยอัตราเร็ วช้าต่างกัน เช่น 238U สลายตัวช้า แต่ 238Pa สลายตัวรวดเร็ ว ไม่
ว่าจะช้าหรื อเร็ ว อัตราการสลายตัวของอะตอมกัมมันตรังสี จะเป็ นปฏิภาคกับจานวนอะตอมที่มีอยู่ เวลาที่ใช้ในการ
สลายตัวของธาตุกมั มันตรังสี จนเหลือมวลครึ่ งหนึ่งของมวลเดิม เรี ยกว่า ครึ่ งชีวิต
ไอโซโทปกัมมันตรังสี
ครึ่งชีวติ
รังสีที่แร่ออก
214Po
1.6 x 10–4 วินาที
α
25Na
1 วินาที
β
131I
8.1 วัน
β
60Co
5.3 ปี
β
14C
5730 ปี
β
ถ้าใช้เครื่ อง Geiger counter ชี้วดั ที่สารกัมนตรังสี สักระยะหนึ่ง บนหน้าปั ดเครื่ องวัดจะพบว่าปริ มาณกัมมันภาพรังสี
จะลดลงดังแสดงในกราฟ
กัมมันตภาพรังสี จากสารบางชนิดจะลดลงอย่างรวดเร็ ว ซึ่ งอาจเป็ นเพียงเศษหนึ่งส่ วนล้านวินาที แต่บางชนิดอาจใช้
เวลาเป็ นพันปี
สั งเกตจากกราฟ
กราฟนี้แสดงสิ่ งที่จะเกิดขึ้นเมื่อธาตุกมั มันตรังสี สลายตัว สังเกตว่ากัมมันตภาพรังสี จะลดลงครึ่ งหนึ่งทุก 2 ชัว่ โมง
กล่าวได้วา่ ธาตุกมั มันตรังสี น้ ีมีครึ่ งชีวิต 2 ชัว่ โมง
ปฏิกริ ิยานิวเคลียร์
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ คือ กระบวนการที่นิวเคลียสเกิดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบซึ่ งเกิดจากการยิงด้วยนิวคลี
ออน หรื อกลุ่มนิวคลีออน หรื อรังสี แกมมา แล้วทาให้มีนิวคลีออนเพิ่มเข้าไปในนิวเคลียสหรื อออกไปจากนิวเคลียส
หรื อเกิดการเปลี่ยนแปลงจัดตัวใหม่ภายในนิวเคลียส สามารถเขียนสมการของปฏิกิริยาได้ดงั นี้
หรื อ
(7.17)
โดยที่ X เป็ นนิวเคลียสที่เป็ นเป้ า , คืออนุภาคที่วงิ่ เข้าชนเป้ า , คืออนุภาคที่เกิดขึ้นใหม่หลังจากการชน และ Y คือ
นิวเคลียสของธาตุใหม่หลังจากการชน เช่น แสดงถึงว่า เป็ นนิวเคลียสเป้ าหมายที่ถกู ยิง เป็ นนิวเคลียสของธาตุใหม่ที่
เกิดขึ้น คือนิวตรอนเป็ นอนุภาคที่ใช้ในการยิง และ เป็ นรังสี ที่เกิดขึ้นใหม่ เป็ นต้น
ปฏิกริ ิยาฟิ ชชันและฟิ วชัน
ปฏิกิริยาฟิ ชชัน (Nuclear Fission) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เป็ นผลจากการแตกตัวของนิวเคลียสของธาตุหนัก โดย
กระบวนการที่เกิดขึ้นจากการยิง นิวตรอนไปยังนิวเคลียสของอะตอมหนัก แล้วทาให้นิวเคลียสแตกออกเป็ น 2 ส่ วน
เกือบเท่ากัน ในปฏิกิริยานี้มวลของนิวเคลียสบางส่ วนจะหายไป กลายเป็ นพลังงานออกมา และเกิดนิวตรอนใหม่อีก
2 หรื อ 3 ตัว ซึ่ งวิ่งเร็ วมากพอที่จะไปยิงนิวเคลียสของอะตอมอื่นต่อไปทาให้เกิดปฏิริยาต่อเนื่องเรื่ อยไป เรี ยกว่า
ปฏิกิริยาลูกโซ่ (chain reaction)
ตัวอย่างการแบ่งแยกนิวเคลียส เช่น การยิงนิวตรอนไปยังนิวเคลียสของ ซึ่ งจะแตกออกเป็ น 2 ส่ วนเกือบเท่ากัน คือ เกิด
นิวเคลียสของแบเรี ยมและคริ ปตัน ดังสมการ
2. ปฏิกิริยาฟิ วชัน (Nuclear Fusion) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เป็ นผลจากการแตกตัวของนิวเคลียสของธาตุเบา
เป็ นนิวเคลียสของธาตุหนัก พร้อมกับปล่อยพลังงานออกมา เช่น
การตรวจสอบสารกัมมันตภาพรังสี
โดยที่รังสี แอลฟา แกมมา และบีตา ไม่สามารถตรวจได้ดว้ ยตาเปล่า จึงมีการค้นคว้าหาวิธีตรวจวัดรังสี ที่แผ่ออกจาก
ธาตุกมั มันตรังสี ซึ่ งสามารถตรวจวัดได้หลายวิธี เช่น
1. โดยปกติอากาศที่แห้งจะป้ องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้ าไหลผ่าน อิเล็กโทรสโคปจะทางานได้ในอากาศที่แห่ง
นี้ ในขณะที่ประจุไฟฟ้ าไม่สามารถหนีหายไปไหน เมื่ออิเล็กโทรสโคปมีประจุ แผ่นทองคาจะถูกผลักออกบานออก
เพราะประจุที่อยูบ่ นแผ่นโลหะเมื่อมีแหล่งกาเนิดกัมมันตภาพรังสี อยูใ่ กล้ ๆ อากาศจะแตกตัวเป็ นไอออน และเริ่ มนา
ไฟฟ้ า นัน่ หมายความว่า ประจุไฟฟ้ าลดลง อิเล็กโทรสโคปที่ไม่มีประจุกจ็ ะหุบลง
2. วิธีวดั โดยการเรื องแสง มีสารบางอย่างที่สามารถรับพลังงานรังสี ที่มีช่วงคลื่นสั้น (รังสี เอกซ์หรื อรังสี แกมมา) หรื อ
รับพลังงานจากอนุภาคที่เคลื่อนที่ดว้ ยความเร็ วสู ง (รังสี แอลฟาหรื อบีตา) แล้วเปลี่ยนไปเป็ นพลังงานรังสี ที่มีความ
ยาวคลื่นในช่วงที่ตามองเห็น เช่น ZnS เมื่อมีรังสี ตกกระทบจะเห็นประกายวาบของแสงเรื องขึ้นมา ซึ่ งวิธีน้ ีไม่
สามารถบอกปริ มาณของรังสี ได้เช่นเดียวกับวิธีแรก
3. วิธีวดั โดยใช้เครื่ องไกเกอร์มูลเลอร์เคาน์เตอร์ (Geiger – Muller Counter) เป็ นเครื่ องมือวัดรังสี ที่แพร่ หลายและ
เป็ นที่รู้จกั มากที่สุด เครื่ องวัดแบบนี้ประกอบด้วยหัววัดรังสี ที่เรี ยกว่า หลอดไกเกอร์มูลเลอร์ (Geiger – Muller
Tube) เป็ นหลอดแก้วอยูภ้ ายในกระบอกโลหะ ภายในหลอดแก้วบรรจุก๊าซที่มีความดันต่า เช่น อาร์กอน ปนกับไอ
ของแอลกอฮอล์หรื อไอของโบรมีนฟุ้ งกระจายอยู่ ตรงกลางหลอดจะมีลวดโลหะเส้นเล็ก ๆ ทาหน้าที่เป็ นขั้วบวก
ส่ วนกระบอกโลหะจะเป็ นขั้วลบ ขั้วทั้งสองต่อไปยังเครื่ องกาเนิดไฟฟ้ าที่มีความต่างศักย์สูงมาก เมื่อทาการวัดรังสี
จะอาศัยสมบัติของรังสี ที่ทาให้สารเกิดเป็ นไอออนได้ เมื่อให้รังสี ผา่ นไมกาบาง ๆ เข้าไปในหลอดที่มีก๊าซอาร์กอน
บรรจุอยู่ รังสี จะกระทบอะตอมของอาร์กอน อิเล็กตรอนจะหลุดเกิดเป็ น Ar+ ทาให้เกิดความต่างศักย์ระหว่างประจุ
บวก (Ar+) กับประจุลบ (อิเล็กตรอน) ในหลอด ซึ่ งจะอ่านค่าความต่างศักย์ได้จากเข็มบนหน้าปั ด ค่าที่อ่านได้จะมาก
หรื อน้อยขึ้นอยูก่ บั ชนิดของรังสี ที่ทาให้อาร์กอน (Ar) กลายเป็ นไอออน (Ar+)
กลับไปที่สารบัญ
การทานายตาแหน่ งและสมบัติของสารใน
โดยมวล(W/W)และ%โดยปริมาตร(V/V)ของสารละลายมาให้
ตารางธาตุ
สู ตรที่ใช้คือ M = 10PD/M โดยที่ M = mol / l
W
MW คือ มวลโมเลกุลของตัวถูกละลาย
P คือ % (ร้อยละโดยมวลหรื อโดยปริ มาตร)
D คือ ความหนาแน่นของสารละลายหรื อความถ่วงจาเพาะของสาร
ตัวอย่ าง สารละลายกรด HClO4 เข้มข้น 70.0%โดยมวล มีความหนาแน่น 1.164 g/ml จงคานวณหาความเข้มข้นใน
หน่วยโมลาริ ตีของสารละลายนี้
วิธีทั่วไป HClO4 เข้มข้น 70.0 % หมายความว่าสารละลายนี้ 100 g มี HClO4 ละลายอยู่ 70 g ความหนาแน่น 1.164
g/ml หมายความว่าสารละลายนี้ 1.164 g คิดเป็ นปริ มาตร 1 ml ดังนั้น สารละลายนี้ 100 g คิดเป็ นปริ มาตร (1 X 100) /
1.164 = 85.9 ml HClO4 100.5 g คิดเป็ น 1 mol
HClO4 70.0 g คิดเป็ น (1X70.0) / 100.5 = 0.7 mol
ดังนั้นในสารละลาย 85.9 ml มี HClO4 ละลายอยู่ 0.7 mo ถ้าในสารละลาย 1000.0 ml จะมี HClO4 ละลายอยู่ (0.7 X
1000) / 85.9 = 8.10 M
วิธีลดั M=10PD/MW
กลับไปที่สารบัญ
แทนค่า M = (10x70x1.164) X 100.5 = 8.10 M
ธาตุและสารประกอบในสิ่งมีชีวิตและ
อะลูิ่ งมแวดล้
ิเนียมเป็ นโลหะที
่พบมากบริ เวณเปลือกโลก เป็ นธาตุที่พบมาก
ส
อ
ม
เป็ นอันดับสามรองมาจากธาตุซิลิคอน คือพบประมาณ 7.5% โดยมวล อะลูมิเนียม
ธาตุ
อะลูมิเนียม
ในธรรมชาติอยูใ่ นรู ปของสารประกอบชนิดต่างๆ เช่น บอกไซด์(Al₂O₃.2H ) ไคร
โอไลต์(Na₃AlF₆) อะลูมิเนียมบริ สุทธิ์ มีสีขาวเงิน มีความหนาแน่น 2.699 g/cm
20 c นาไฟฟ้ าได้ดีข้ ึนเมื่อมีความบริ สุทธิ์ เพิ่มขึ้น มีความว่องไวในการป้ องกันไม่ให้ผกุ ร่ อนต่อไป ทับทิม ไพริ น
และบุษราคัม ที่ใช้เป็ นเครื่ องประดับ เป็ นพลอยประเภทคอรันดัมสู ตรเคมี คือ Al₂O₃ ซึ่ งมีความแข็งแกร่ งรองจาก
เพชร แต่มีสีที่ต่างกันเพราะมีธาตุอื่นที่เป็ นมลทินต่างกัน ถ้ามีโครเมียมออกไซด์ปนอยูจ่ ะมีสีชมพูถึงแดงเข้มเรี ยกว่า
ทับทิม ถ้ามีไทเทเนียมและเหล็กออกไซด์ปนอยูจ่ ะมีสีน้ าเงินเรี ยกว่า ไพลิน และ ถ้ามีเหล็กออกไซด์ปนอยูจ่ ะมีสี
เหลืองเรี ยกว่า บุษราคัม การเตรี ยม โลหะอะลูมิเนียม เตรี ยมได้จากการแยกบอกไซด์ที่หลอมเหลวด้วยกระแสไฟฟ้ า
จะได้โลหะอะลูมิเนียมที่ข้ วั แคดโทดหรื อขั้วลบ ประโยชน์ ใช้ทาเครื่ องบิน ยานอวกาศ กลอนประตู หน้าต่าง
เครื่ องใช้ต่างๆ ภายในบ้านนอกจากนี้อะลูมิเนียมใช้ทาสายไฟฟ้ า ทาวัสดุห่อของในลักษณะของอะลูมิเนียมแผ่นบาง
ใช้ทากระป๋ องน้ าอัดลม กระป๋ องเบียร์ กระป๋ องน้ าผลไม้ ชิ้นส่ วนของเครื่ องจักร อุปกรณ์เคมีและอื่นๆ สารส้ม
(K₂SO₄Al₂ (SO₄)₃·24H₂O ) ซึ่ งเป็ นสารประกอบของอะลูมิเนียมใช้ในกระบวนการทาน้ าประปา การทา
กระดาษ
โลหะแคลเซี ยมอยูห่ มู่ที่ IIA มีความหนาแน่นน้อย มีสีสขาวเงินเป็ นมัน
ธาตุ
วาวเหนียว แคลเซี ยมไม่พบในสภาพอิสระในธรรมชาติ แต่จะพบแคลเซี ยมในรู ป
ของสารประกอบต่างๆ เช่นพบในรู ปแคลเซี ยมคาร์บอเนต (CaCO3) ซึ่ งเป็ น
แคลเซียม
องค์ประกอบในหิ นหงอก หิ นย้อย เปลือกหอย ดินมาร์ลเป็ นต้น พบในรู ปของ
สารประกอบซัลเฟต เช่น ยิปซัม( CaSO4 . 2H2O) การเตรี ยม แคลเซี ยมเตรี ยมได้โดยการผ่านไฟฟ้ ากระแสตรงลงใน
สารประกอบของแคลเซี ยมที่อยูใ่ นสภาพหลอมเหลว ก็จะได้โลหะแคลเซี ยมที่ข้ วั แคโทดประโยชน์ สารประกอบ
ของแคลเซี ยมได้ถกู นามาใช้ประโยชน์มากมาย เช่น ยิปซัม ใช้ผลิตแผ่นยิปซัมบอร์ด แคลเซี ยมคาร์เนตจากหิ นปูนใช้
ทาปูนขาว ชอล์ก ดินสอพอง เครื่ องปั้ นดินเผา เถ้ากระดูกซึ่ งประกอบด้วยแคลเซี ยมฟอสเฟต(Ca3(PO4)2) ร้อยละ
67-85 แคลเซี ยมคาร์บอเนตร้อยละ 3 - 10 เเละสารอื่นเล็กน้อยผสมกับดินขาวและแร่ ฟัน มาในอัตราส่ วนพอเหมาะใช้
ทาเครื่ องปั้ นดินเผาชนิดโบนไซนา(Bonechina) ซึ่ งมีคุณภาพดีเเละมีราคาแพง แคลเซี ยมคาร์ไบด์ (CaC2) ใช้ผลิต
ก๊าซอะเซติลีน(C2H2) (ก๊าซอะเซติลีนใช้ในการเชื่อมและตัดโลหะ) แคงเซี ยมคาร์บอเนต(CaCO3) ใช้เป็ นสารตั้งต้น
ใช้ในการผลิตโซดาแอช(Na2CO3) หิ นปูน ดินมาร์ลหรื อเปลือกหอยใช้แก้ความเป็ นกรดของดิน ใช้แคลเซี ยมดูดน้ า
ออกจากน้ ามัน นอกจากนี้ แคลเซี ยมยังเป็ นองค์ประกอบที่สาคัญของกระดูกและฟัน
ทองแดงเป็ นโลหะสี น้ าตาลแดงค่อนข้างอ่อนสามารถตีแผ่เป็ นแนบาง ๆ
หรื อดึงเป็ นเส้นได้ นาความร้อนและไฟฟ้ าได้ดีรองจากทองคาและเงินทองแดงเป็ น
ธาตุ
โลหะที่พบในแร่ ต่าง ๆ เช่นแร่ คาลโคไพโรต์ (CuFeS2) คิวไพรต์ (Cu2O) มาลาโค
ทองแดง
ไชต์ (Cu2Co3(OH)2) คาลโคไซต์(Cu2S) การเตรี ยม โลหะทองแดงสามารถเตรี ยม
ได้โดยวิธีการถลุงการถลุงทองแดงทาได้โดยการเผาแต่คาลโคไพไรต์ในอากาศ จะได้คอปเปอร์ (I) ซัลไฟต์ (Cu2S)
ไอร์ออน (II) ออกไซด์ (FeO) และก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) ดังสมการ
2CuFeS2 + 4O2
--------------> Cu2S + 2FeO + 3SO2
แยกก๊าซ SO2 ออกจากนั้นนาผลิตภัณฑ์ที่เหลือนาไปเผารวมกับออกไซด์ของซิ ลิคอนในเตาถลุง FeO จะทาปฏิกิริยากับ
ไซด์ของซิ ลิคอน (SiO2) ได้กากตะกอน (Slag) ลอยอยูบ่ น Cu2S ซึ่ งไขแยกออกมาได้ เมื่อนา Cu2S ไปเผารวมกับ
อากาศจะได้คอปเปอร์ (I) ออกไซด์ (Cu2O)ดังสมการ
2Cu2S + 302
---------------> 2Cu2O + 2SO2
Cu2O จะผสมกับ Cu2S ที่เหลือ เมื่อเผาอย่างแรงในที่ไม่มีอากาศจะได้โลหะทองแดงและก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ดงั
สมการ
2Cu2O + Cu2S
--------------->
6Cu + SO2
ประโยชน์ ส่ วนใหญ่ใช้ประโยชน์ในงานด้านไฟฟ้ า เช่น ทาสายไฟฟ้ า ไดนาโม มอเตอร์อุปกรณ์และเครื่ องมือ
ไฟฟ้ าต่าง ๆเนื่องจากทองแดงทนทานต่อการกัดกร่ อนของสารเคมีจึงใช้ทาหม้อน้ ารถยนต์ผงทองแดงใช้เป็ นตังเร่ ง
ปฏิกิริยานอกจากนี้ทองแดงยังใช้ทาโลหะผสมต่าง ๆ เช่น ทองเหลือ (ทองแดง+สังกะสี ) ทองสัมฤทธิ์ (ทองแดง+ดีบุก)
ทองเหลืองใช้ทากลอนประตู ภาชนะหุงต้ม ปลอกกระสุ นปื น กุญแจ ใบพัดเป็ นต้น
พบในเปลือกโลกประมาณ 4.7% โดยมวลและพบในรู ปของแร่ ชนิด
ต่างๆ ได้แก่ แร่ ฮีมาไทต์ ( Fe2O3) แร่ แมกนีไทต์(Fe3O4) และแร่ ไพไรต์(FeS2) การ
ธาตุเหล็ก
ถลุง เหล็กใช้การรี ดิวซ์ออกไซด์ของเหล็ก (Fe2O3) ด้วยถ่านโค้ก(C) เหล็กเป็ นโลหะ
สี เทา มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสู ง ถูกดูดด้วยแม่เหล็กได้และคงอานาจแม่เหล็กได้
อย่างถาวร สารประกอบออกไซด์ของเหล็กมีหลาย
ชนิด เช่น FeO Fe2O3 Fe3O4 เหล็กสามารถเกิดสารประกอบเชิงซ้อนละไอออนเชิงซ้อนได้หลายชนิดและมีสีต่างๆ
เช่น K4Fe(CN)6 มีสีเหลือง K3Fe(CN)6 มีสีเหลืองอมส้ม NH4Fe(SO4)2 * 12H2O มีสีม่วงอ่อน
ประโยชน์
เหล็กกล้าเป็ นโลหะเจือจางของเหล็กกับคาร์บอนในปริ มาณต่างๆ กัน บางชนิดอาจเติมโลหะอื่นเพื่อเพิ่มลงไป
ปรับปรุ งคุณภาพเรี ยกว่า เหล็กกล้าเจือโลหะใช้ในงานก่อสร้าง ผลิตเครื่ องยนต์ ทาตัวถังรถยนต์ ทาลวดตะปู เหล็ก
เคลือบผิวด้วยสังกะสี ใช้มุงหลังคา เหล็กเคลือบผิวด้วยดีบุกใช้ทากระป๋ องบรรจุอาหาร เหล็กกล้าที่ผสมนิกเกิล 3%
โครเมียม 1% ใช้ทาส่ วนประกอบของเครื่ องจักรประเภท เฟื อง เกียร์ เพลา ข้อเหวี่ยงของเครื่ องยนต์ เหล็กกล้าไร้สนิมที่
มีโครเมียม 18% นิกเกิล 8% และคาร์บอน 0.4% ใช้ทามีด ช้อนส้อม เรื อนนาฬิกา นอกจากนี้เหล็กเป็ นองค์ประกอบที่
สาคัญขิงเม็ดเลือดแดง ถ้าร่ างกายได้รับเหล็กไม่เพียงพอจะทาให้เป็ นโรคโลหิ ตจาง
ไอโอดีนเป็ นอโลหะอยูใ่ นหมู่ที่ VIIA มีกระจายอยูท่ วั่ ไปใน
ธาตุ
ธรรมชาติ เช่น ในหิ น ในดิน ในน้ าเกลือใต้ดิน ในทะเลมีไอโอดีนประมาณ
0.05 ppm นอกจากนี้ในแร่ หลายชนิดก็มีไอโอดีนโดยอยูใ่ นรู ปของ
ไอโอดีน
สารประกอบ เช่น โซเดียมไอโอเดต (NaIO3) แคลเซี ยมไอโอเดต (Ca(IO3)2)
ไอโอดีนยังพบในสาหร่ ายทะเลบางชนิดโดยเฉพาะสาหร่ ายสี น้ าตาล แหล่งไอโอดีนที่สาคัญที่สุดในโลกคือ แหล่ง
โซเดียมไนเตรตในประเทศชิลี แต่ไนเตรตมีไอโอดีนตั้งแต่ร้อยละ 0.05 ถึง 0.3 โดยมวล ไอโอดีนที่พบในแหล่งนี้
อยูใ่ นรู ปของแคลเซี ยมไอโอเดต (Ca(IO3)2) และบางส่ วนอยูใ่ นรู ปของสารประกอบผสมของโซเดียมไอโอเดต
(NaIO3) และโซเดียมซัลเฟต (Na2SO4)
ประโยชน์ ทิงเจอร์ไอโอดีนซึ่ งได้จากละลายไอโอดีนในเอทานอลใช้ใส่ แผลสดเพื่อฆ่าเชื้อโรคซิ ลเวอร์ไอโอ
ไดด์ (Agl) ใช้ในกิจการภาพถ่าย ร่ างกายจาเป็ นต้องได้รับไอโอดีน โดยปกติจะได้รับจากการบริ โภคพืชหรื อสัตว์
ทะเล เนื่องจากไอโอไดด์ไอออนเป็ นส่ วนประกอบของโฮร์โมนไทรอกซิ นในต่อมไทรอยด์ ซึ่ งควบคุมเมตโบลิซึมของ
ร่ างกาย ถ้าขาดจะทาให้เกิดโรคคอพอก เพราะการขยายตัวของต่อมไธรอยด์ เนื่องจากทาหน้าที่มากเกินไป เพื่อป้ องกัน
การขาดธาตุไอโอดีนสาหรับผูท้ ี่ไม่ได้บริ โภคเกลือสมุทรหรื ออาหารทะเลหรื อบริ โภคน้อย ได้มีการผสมโซเดียมไอโอ
ไดด์ (Nal) โพแทสเซี ยมไอโอดีน (KI) กับเกลือสิ นเธาว์ธาตุเพื่อใช้บริ โภคเพื่อเพิ่มไอโอไดด์ไอออน Ni 8% และ
C 0.4 % ใช้ทาเครื่ องผ่าตัด ตัวเรื อนนาฬิกา ช้อน และภาชนะต่าง ๆ ใช้เคลือบบนผิวเหล็กเพื่อความสวยงามและ
ป้ องกันการผุกร่ อนของเหล็กใช้เป็ นส่ วนประกอบในเหล็กกล้าที่ใช้ทาตูน้ ิรภัยเครื่ องยนต์ เกราะกันกระสุ น ใช้ทาโลหะ
เจือโคบอลต์ซ่ ึ งทากระดูกเทียม
โครเมียมเป็ นโลหะสี ขาวเงินเป็ นมันวาว และเข็งมาก ในธรรมชาติไม่พบ
ธาตุ
ธาตุโครเมียมในรู ปธาตุอิสระแต่จะพบในรู ปของแร่ ต่าง ๆ ที่พบมากคือแร่ ไครไลต์
(FeO.Cr2O3) สารประกอบหรื อไอออนต่าง ๆ ของธาตุโครเมียมมีสี เช่น K₂CrO₄
โครเมียม
หรื อ CrO42- มีสีเหลือง K2Cr2O7 หรื อ Cr2O7 2 – มีสีส้ม KCr (SO4)2.12H2O มีสีม่วง
แดง วิธีเตรี ยม เตรี ยมได้โดยการเผาแร่ ไครไลต์กบั คาร์บอน
FeO.Cr2O3(s) + 4C(s) ----------> Fe + 2Cr(s) + 4CO(g)
Fe และ Cr ที่เกิดขึ้นจะอยูใ่ นรู ปโลหะเจือโดยมี Fe : Cr = 1 : 2 ถ้าต้องการโครเมียมบริ สุทธิ์ สามารถเตรี ยมได้โดยเผา
แร่ ไครไลต์กบั K2CO3 ในอากาศจะได้ K2CrO4 ซึ่ งละลายน้ าได้จึงสามารถแยกออกจาก FeO ได้ K2CrO4+ O2
FeO.CrO3(s)
----------> K2CrO4(s) + FeO(s) เติม H2O K2CrO4(aq) + FeO(s)
กรอง K2CrO4 ออกจาก FeO ระเหยน้ าออกจะได้ K2CrO4(s) จากนั้นนามาเผากับคาร์บอน(C) จะได้ Cr2O3 และเมื่อ
เผา Cr2O3 กับ Al จะได้ Cr C เผา
K2CrO4(s) ---------->
Cr2O3(s) เผา
Cr2O3(s) + 2Al ----------> 2Cr + Al2O3
ประโยชน์ ใช้เป็ นส่ วนผสมในเหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless steel) ประกอบด้วย Fe 73% Cr 18%
ฟอสฟอรัสเป็ นอโลหะอยูใ่ นหมู่ที่ VA หมู่เดียวกันกับธาตุไนโตรเจนใน
ธาตุ
ธรรมชาติไม่พบฟอสฟอรัสในรู ปของธาตุอิสระแต่จะพบในรู ปของสารประกอบ
ฟอสเฟตที่สาคัญได้แก่หินฟอสเฟต หรื อแคลเซี ยมฟอสเฟต (Ca2(PO4)2) ฟลูออ
ฟอสฟอรัส
ไรอะปาไทต์ (Ca5F(Po4)3) นอกจากนี้ยงั พบฟอสเฟตในไข่แดง กระดูก ฟัน สมอง
เส้นประสาทของคนและสัตว์ ฟอสฟอรัสสามรถเตรี ยมได้จาก Ca3(Po4)2 โดยใช้ Ca3(Po4)2 ทาปฏิกิริยากับ
คาร์บอนในรู ปถ่านโค๊ก และซิ ลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) ในเตาไฟฟ้ า
2Ca(Po4)2 + 6SiO2 + 10C --------> P4 + 6CaSiO3 + 10CO P4 ที่ได้เป็ นฟอสฟอรัสขาว
1.ฟอสฟอรัสขาวหรื อฟอสฟอรัสเหลือง
2.ฟอสฟอรัสแดง
3.ฟอสฟอรัสดา
ฟอสฟอรัสขาวหรื อฟอสฟอรัสเหลือง โมเลกุลของฟอสฟอรัสขาวประกอบด้วยฟอสฟอรัส 4 อะตอม มีสูตรโมเลกุล P4
ประโยชน์ ฟอสฟอรัสใช้ในอุตสาหกรรมไม้ขีดไฟ ธูป ประทัด ระเบิดเพลิง หมอกควัน ใช้เตรี ยม P2O5 เพื่อใช้เป็ น
สารตั้งต้นมนการเตรี ยมกรดฟอสฟอริ ก (H3PO4) ฟอสฟอรัสในรู ปฟอสเฟต ช่วยทาหน้าที่ ควบคุมความเป็ นกรด –
เบสในเลือดและของเหลวในร่ างกายของสิ่ งมีชีวิตใช้ทาปุ๋ ยซุปเปอร์ฟอสเฟต Ca(H3PO4)2 ใช้ทาสารฆ่าแมลงพวกออ
แกโน – ฟอสเฟต ซึ่ งสลายตัวได้ง่าย ใช้ผสมในผงซักฟอก เพ่อช่วยกาจัดไอออนในน้ ากระด้าง ช่วยปรับสภาพความ
เป็ นเบสของน้ าเพื่อเพิ่มประสิ ทธิ ภาพในการซักล้าง และยังช่วยจับสิ่ งสกปรกอื่นไม่ให้กลับไปจับกับเสื้ อผ้าได้อีก
ซิ ลิคอนเป็ นธาตุก่ ึงโลหะอยูห่ มุ่ที่ IVA เป็ นผลึกสี เทาเป็ นมันวาว มี
ธาตุ
โครงสร้างคล้ายเพชร เป็ นธาตุที่มีในธรรมติมากกว่าเป็ นอันดับสองรองจาก
ออกซิ เจนคือประมาณร้อยละ 25.67 โดยมวล ซิ ลิคอนไม่พบธาตุในรู ปธาตุ
ซิลิคอน
อิสระ มักพบในแร่ ควอตซ์และทราย ในรู ปของซิ ลิคอนไดออกไซด์ ที่เรี ยกว่า ซิ ลิกา
(SiO2) วิธีเตรี ยม ซิ ลิคอนเตรี ยมได้โดยนาซิ ลิคอนไดออกไซด์ ทาปฏิกิริยากับถ่านโค้ด ให้ความร้อนในเตาไฟฟ้ า จะ
ไดซิ ลิคอนบริ สุทธิ์ ประมาณร้อยละ 96 - 98 โดยมวล
ประโยชน์ เนื่องจากซิ ลิคอนเป็ นสารกึ่งตัวนา จึงสามารถนามาทาวงจรไฟฟ้ าขนาดเล็กเพื่อใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้ า
เช่น ไมโครคอมพิวเตอร์ วิทยุ โทรทัศน์ และใช้ทาเซลล์สุริยะ ซิ ลิกาใช้ทาแก้ว ทาส่ วนประกอบของนาฬิกาควอตซ์
ในรู ปซิ ลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ใช้ทาเครื่ องสับ เครื่ องบด เครื่ องโม่ ในรู ปซิ ลิกาเจล ใช้เป็ นตัวดูดซับในการแยกสารโดย
วิธีโครมาโทกราฟี ในรู ปซลิแคตใช้ทา เครื่ องปั้ นดินเผา เส้นใยแก้ว เส้นใยนาแสง ในรู ปซิ ลิโคนซึ่ งเป็ นพอลิเมอร์ของ
ซิ ลิคอนเป็ นสารที่ไม่รวมตัวกับน้ า ไม่นาไฟฟ้ า ทนความร้อนและไม่วอ่ งไวในการเกิดปฏิกิริยาใช้เป็ น
ฉนวนไฟฟ้ า และใช้เคลือบผิววัตถุเพื่อป้ องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมี
เรเดียม เป็ นโลหะในหมู่ IIA ธาตุน้ ีเป็ นธาตุกมั มันตรังสี ไม่มีไอโซโท)
ธาตุ
ที่เสถียร อโซโทปกัมนั ตรังสี มีประมาณ 16 ไอโซโทป และไอโทปที่เสถียรที่สุด คิอ
Ra-226 มีครึ่ งชีวิต 1620 ปี เรเดียมในธรรมชาติเกิดจากการสลายตัวของU-238
เรเดียม
เมื่อ Ra-222 และจะสลายตัวต่อไป จนได้Pb-206
ประโยชน์ รังสี แกมมาที่ได้จากการสลายตัวของเรเดียมใช้ในการยับยั้งการเจริ ญเติบโตของเซลล์มะเร็ . นอกจากนี้ธาตุ
เรเดียมยังใช้ในอุตสากรรมสารเรื องแสง เพราะเรเดียมเรื องแสงได้ในที่มืด
ออกซิ เจน เป็ นอโลหะหมู่ VIA เป็ นธาตุที่มีมากที่สุดในธรรมชาติ คือ
ธาตุ
ประมาณร้อยละ 49.20 โดยมวล พบทั้งในรู ปธาตุอิสระคือก๊าซออกซิ เจน(O2) และ
ไอโซน (O3) ในอากาศและพบในรู ปของสารประกอบ เช่น น้ า ออกไซด์
ออกซิเจน
ต่างๆ คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน เป็ นต้น ก๊าซ Ov เตรี ยมได้โดยแยกก๊าซ
ออกซิ เจนจากอากาศ ซึ่ งทาได้โดยนาอากาศที่สะอาดและแยกก๊าซ CO2 ไอน้ าออกแล้ว มาเพิ่มความดันลด
อุณหภูมิ จนก๊าซออกซิ เจนกลายเป็ นของเหลวที่อุณหภูมิ -183 C แยกออกซิ เจนเหลวออกจากก๊าซอื่นๆ เมื่อเพิ่ม
อุณหภูมิและลดความดันจะกลายเป็ นก๊าซออกซิ เจนหรื อเตรี ยมโดยการแยกน้ าด้วยไฟฟ้ าจะได้ก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซ
ออกซิ เจนในอัตราส่ วน 2 : 1 โดยปริ มาตร หรื อเตรี ยมได้โดยการเผาสารประกอบบางชนิดเช่น เผาโทแทสเซี ยมเปอร์
แมงกาเนต (KMnO4) เผาโพแทสเซี ยมคลอเรต(KCIO3) โดยมีแมงกานีส (IV) ออกไซด์ (MnO2) เป้ นตัวเร่ ง
ปฏิกิริยา เป็ นต้น
เผา 2KMmO4(s) --------> K2MnO4(s) +MnO2(s) + O2(g)
MnO2
2KCIO3(s) ---------> 2KCI(s) + 3O2 (g)
ประโยชน์ ออกซิ เจน เป็ นธาตุที่จาเป็ นต่อการดารงชีวิตและสิ่ งมีชีวิตกล่าวคือ ใช้ในการหายใจและเผาผลาญ
อาหาร ใช้ในการเผาไหม้เชื้อเพลิง ในทางการแพทย์ ใช้ช่สยในการหายใจสาหรับผูป้ ่ วยไข้ที่มีอาการ
หนัก ออกซิ เจนเหลวที่เรี ยกว่า LOX สันดาปกับไฮโดรเจนเป็ นเชื้อเพลิงในจรวด ใช้ผสมกับก๊าซอะเซติลีนใน
อัตราส่ วนพอเหมาะ เมื่อเผาไหม้จะให้ความร้อนสู งถึง 3300 C ซึ่ งใช้ในการเชื่อมหรื อตัดโลหะ ใช้ในการถลุงเหล็ก
และถลุงทองแดง ใช้ในการเตรี ยมสารเคมีต่างๆ
สังกะสี จัดเป็ นแร่ ธาตุในกลุม่ แร่ ธาตุปริ มาณน้อย มีชื่อเรี ยกว่าซิ งค์(Zinc)
ธาตุ
สัญลักษณ์ ทางเคมี คือ Zn ประมาณร้อยละ 90 ของสังกะสี ในร่ างกายอยูที่กระดูกและ
สังกะสี
กล้ามเนื้อ อีกร้อยละ 10 อยูท่ ี่ ตับอ่อน ตับ เลือด โดยส่ วนที่อยูใ่ นเม็ดเลือดนั้น ร้อย
ละ 80 อยูใ่ นเม็ดเลือดแดง และร้อยละ 20 อยูใ่ นน้ าเลือด ประโยชน์
ในขณะที่ร่างกายได้รับปริ มาณ สังกะสัที่เหมาะสม เพียงพอต่อความต้องการตามแต่สถานะของแต่ละคน
แล้ว นอกจากไม่ตอ้ งเผชิญกับอาการขาดธาตุ สังกะสี ดังกล่าวแล้ว กลับเป็ นประโยชน์ต่อสุ ขภาพของเราอย่าง
มากมาย ซึ่ งสามารถสรุ ปประโยชน์จากแร่ ธาตุ สงักะสี ได้ดงั นี้
1.ช่วยเสริ สร้างภูมิตา้ นทานให้กบั ร่ างกาย ถ้าร่ างกายได้รับ สังกะสี ปริ มาณเพียงพอแก่ความต้องการแล้ว จะมีระบบ
ภูมิคุม้ กันของเราอยูใ่ นสภาพสมบูรณ์
2.ป้ องกันมะเร็ ง
3.ป้ องกันไม่ให้ตาบอดในผูส้ ู งอายุ
4.ป้ องกันและรักษาโรคหวัด
5.ช่วยคงสภาพการรับรู ้รส กลิ่น และสายตา
6.กระตุน้ ให้แผลหายเร็ วขึ้น
7.เพิ่มความรู ้สึกทางเพศในผูช้ าย
8.ช่วยรักาและป้ องกันการเป็ นหมันของผูช้ าย
9.ป้ องต่อมลูกหมากโต
พบมากทั้งในรู ปของธาตุอิสระและสารประกอบ ในอากาศมีแก๊ส
ธาตุ
ไนโตรเจนอิสระประมาร 78% การแยกแก๊สไนโตรเจนออกจากอากาศทาได้โดยทา
ไนโตรเจน
อากาศให้เป็ นของเหลวแล้วนาไปกลัน่ ลาดับส่ วน จะได้ไนโตรเจนเหลวออกมา
ไนโตรเจนเป็ นแก๊สที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ที่อุณหภูมิปกติ ไม่ทาปฏิกิริยากับธาตุอื่น
(ยกเว้นลิเทียม) แต่จะทาปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น เนื่องจากเป็ นแก๊สที่เสถียร ไม่วอ่ งไวต่อปฏิกิริยาเคมี ออกไซด์
ของไนโตรเจนมีหลายชนิด เช่น NO N2O NO2 N2O4 และ N2O5 สาหรับ NO เป็ นออกไซด์ที่ไมทาปฏิกิริยากับกรด
หรื อเบส รวมกับออกซิ เจนได้อย่างรวดเร็ วให้ NO2 ซึ่ งเป็ นแก๊สสี น้ าตาลแดง ละลายน้ าได้ดี ประโยชน์
ใช้ในอุตสาหกรรมทาแอมโมเนีย และกรดไนตริ ก แอมโมเนียใช้เป็ นสารตั้งต้นในการผลิตโซดาแอช แอมโมเนีย
ซัลเฟตและยูเรี ยเพื่อทาปุ๋ ย ส่ วนกรดไนตริ ก ใช้ในอุตสาหกรรมทาสี ไหมเทียม วัตถุระเบิด พลุสี และกระบวนการ
พิมพ์ผา้ ไนโตรเจนที่อยูใ่ นรู ปของกรดอะมิโนและโปรตีนมีความสาคัญต่อสิ่ งมีชีวิตทั้งพืช และสัตว์พืชส่ วนใหญ่
สังเคราะห์โปรตีนโดยใช้ไนเตรตไอออนจากดินและสาหรับพืชตระกูลถัว่ สามารถเปลี่ยนไนโตรเจนจกอากาศเป็ น
สารอาหารได้
กลับไปที่สารบัญ