RSS

Category Archives: Chemical

ภัยดินถล่ม

ภัยดินถล่ม_xvid.avi

 
ใส่ความเห็น

Posted by บน สิงหาคม 3, 2011 in Chemical

 

สมดุลทางเคมี

สมดุลทางเคมี (Balancing Chemical Equations )

สมดุลเคมี คืออะไร   อะไรคือสมดุลเคมี ตามหลักของปริมาณสารสัมพันธ์ ปฏิกิริยาจะต้องดำเนินไปจนสมบูรณ์ยกตัวอย่างเช่น   CO2 (g) + H2 (g) => CO (g) + H2O (g) …………………………………..(1)   ในระบบเปิด CO2 (g) จะทำปฏิกิริยากับ H2 (g) จนหมดและได้ CO (g) และ H2O (g)   ในระบบปิด เมื่อเกิดปฏิกิริยาปริมาณของ CO2 (g) และ H2 (g) จะลดลง ในขณะที่ปริมาณของ CO (g) และ H2O (g) จะเพิ่มขึ้น ทำให้รวมตัวกันกลับไปเป็น CO2 (g) และ H2 (g) ดังสมการ   CO (g) + H2O (g) => CO2 (g) + H2 (g) …………………………………..(2)   เมื่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ (1) เท่ากับ อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ (2) เรียกว่า เกิดสมดุลทางเคมี และเรียกปฏิกิริยาที่ (1) ว่า ปฏิกิริยาไปข้างหน้า(forward reaction) เรียกปฏิกิริยาที่ (2) ว่าปฏิกิริยาย้อนกลับ(reversible reaction) นิยมเขียนปฏิกิริยาแสดงสมดุลระหว่างการเกิดปฏิกิริยาที่ (1) และปฏิกิริยาที่ (2) ดังนี้
   CO2 (g) + H2 (g) () CO (g) + H2O (g)   หลักการของสมดุลเคมี เมื่อระบบเข้าสู่สมดุลระบบจะต้อง :   1.1 อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าเท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับและความเข้มข้นของสาร ตั้งต้นและผลิตผลจะคงที่   ในปฏิกิริยาเคมีใด ๆ เมื่อเริ่มทำปฏิกิริยา ความเข้มข้นของสารเริ่มต้นจะลดลงเรื่อย ๆ ขณะที่ความเข้มข้นของสารผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้นตามลำดับ จนกระทั่งเวลาผ่านไปช่วงหนึ่ง ความเข้มข้นของสารทุกตัวในระบบจะไม่เปลี่ยนแปลงอีกต่อไป นั่นคือปฏิกิริยาอยู่ในสภาวะสมดุล   ที่สภาวะนี้ถ้าพิจารณาตามหลักการของจลนศาสตร์เคมี (chemical kinetics) พบว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าจะเท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ และจากการทดลองพบว่า ที่สภาวะสมดุล ความเข้มข้นของสารเริ่มต้นและสารผลิตภัณฑ์จะมีค่าคงที่และไม่ขึ้นกับเวลา   1.2 ระบบเป็นสมดุลไดนามิค (dynamic equilibrium)   ถ้าศึกษาการเปลี่ยนแปลงในระดับโมเลกุล หรืออะตอม จะพบว่าเมื่อระบบเข้าสู่สภาวะสมดุลนั้น ระบบไม่ได้หยุดนิ่งแต่จะมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา นั่นคือปฏิกิริยาดำเนินไปข้างหน้าและย้อนกลับได้อย่างต่อเนื่องโดยปราศจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารในระบบ เรียกสภาวะสมดุลลักษณะนี้ว่า สมดุลไดนามิค   นักวิทยาศาสตร์ ทราบได้อย่างไรว่า สมดุลเป็นสมดุลไดนามิค   กฎของสมดุลเคมี   ปฏิกิริยาใดๆ ก็ตาม ที่อุณหภูมิใดอุณหภูมิหนึ่งจะมีค่าคงที่อยู่ค่าหนึ่ง ซึ่งบอกให้ทราบถึงความสัมพันธ์ระหว่าง ความเข้มข้นของสารต่างๆ ที่สภาวะสมดุล เรียกค่าคงที่นี้ว่า ค่าคงที่สมดุล (equilibrium constant, K) พิจารณาปฏิกิริยาต่อไปนี้   aA + bB () cC + dD   เมื่อ a, b, c และ d คือ เลขสัมประสิทธิ์จำนวนโมลของสาร A, B, C และ D ตามลำดับ   สามารถเขียนอัตราส่วนแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้น (equilibrium expression) ได้ดังนี้   Kc =  ()   เมื่อ Kc คือค่าคงที่สมดุลที่แสดงในเทอมความเข้มข้นของสารในหน่วยโมลาร์ (โมล/ลิตร)   ถ้า K < 1 แสดงว่า ในสภาวะสมดุล [สารตั้งต้น] > [ผลิตผล] หรือปฏิกิริยาย้อนกลับเกิดขึ้นเกือบจะสมบูรณ์ ในขณะที่ปฏิกิริยาไปข้างหน้าจะเกิดน้อยมาก   ในทางกลับกัน ถ้า K > 1 แสดงว่า ในสภาวะสมดุล [สารตั้งต้น] < [ผลิตผล] หรือปฏิกิริยาไปข้างหน้าเกิดขึ้นเกือบจะสมบูรณ์   ในกรณีที่หาค่าอัตราส่วนนี้ก่อนถึงสภาวะสมดุลหรือเมื่อสมดุลถูกรบกวนจะเรียกอัตราส่วนนี้ว่า โควเตียนของปฏิกิริยา (reaction quotient, Q) ณ เวลาใด ๆ และแสดงในเทอมของมวลได้ดังนี้   Qc = () ที่เวลาใดๆ   เมื่อใดที่ระบบอยู่ในภาวะสมดุล Q จะมีค่าเท่ากับ Kc เสมอ   ตัวอย่าง   i. ปฏิกิริยา steam reforming : CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)   Kc =  () หน่วย mol2 dm-6   ii. ปฏิกิริยาการสังเคราะห์แอมโมเนีย : N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)   Kc =  () หน่วย mol -2 dm6   iii. ปฏิกิริยาการสังเคราะห์แอมโมเนียลดลงเหลือเท่าตัว : 1/2 N2(g) + 3/2H2(g) NH3(g)   Kc =  () หน่วย mol-1 dm3   ตัวอย่างการคำนวณโดยใช้ K   ตัวอย่าง ก๊าซไฮโดรเจน ไอโอไดด์สลายตัวได้ง่าย ดังสมการ : 2HI(g) () H2(g) + I2(g)   ถ้าบรรจุ HI 4.00 โมล ลงในภาชนะ 5.00 ลิตร ที่อุณหภูมิ 458oC พบว่าที่สมดุลจะมีปริมาณของ I2 0.442 โมล จงหาค่า Kc ของปฏิกิริยานี้   ตอบ 0.0201    สรุปลักษณะทั่วไปของสมดุลเคมี 3 ประการ คือ
   1. สมดุลเคมีเป็นสมดุลไดนามิค
   2. สมดุลเคมีเป็นขบวนการที่เกิดขึ้นได้เอง
   3. การดำเนินเข้าสู่ภาวะสมดุลเริ่มจากทิศทางใดก็ได้   สมดุลหลายวัฏภาค (Heterogeneous Equilibrium)   มีมากกว่า 1 วัฏภาค(phase) ของสารในระบบสมดุล เช่น water -gas equilibrium :   C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g)   K = ()   [C (s)] เป็นความเข้มข้นของคาร์บอนในสถานะของแข็ง การทดลองพบว่า [C (s)] จะไม่เปลี่ยนแปลง นั่นคือจำนวนโมลต่อหน่วยปริมาตรของของแข็ง จะคงเดิมเสมอ   K ใหม่ = K [C (s)] = ()   ดังนั้นจะไม่นำความเข้มข้นของของแข็ง และของเหลวบริสุทธิ์ มาคิดในการหาค่า K   
          ข้อมูลจาก http://chemsci.kku.ac.th/

 
ใส่ความเห็น

Posted by บน กรกฎาคม 30, 2011 in Chemical

 

สมการเคมี

สมการเคมี  (Chemical equation)

            สมการเคมี คือ  กลุ่มสัญลักษณ์ที่เขียนแทนปฏิกิริยาเคมี  ให้ทราบถึงการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นในระบบ  สมการเคมีประกอบด้วยสัญลักษณ์ แสดงสารตั้งต้น และผลิตภัณฑ์  เงื่อนไขแสดงปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้น  พร้อมด้วยลูกศรทิศทางแสดงของปฏิกิริยา

สารตั้งต้น                             ผลิตภัณฑ์

Zn (s)  +2HCl(aq)                        ZnCl2(aq)  +  H2(g)

  สารที่เขียนทางซ้ายมือของลูกศร เรียกว่า สารตั้งต้น

  สารที่เขียนทางขวามือของลูกศร เรียกว่า สารผลิตภัณฑ์

  เครื่องหมาย + หมายถึงทำปฏิกิริยากัน

  เครื่องหมาย                     แสดงการเปลี่ยนแปลงของสารตั้งต้นไปเป็นสารผลิตภัณฑ์

สมการเคมีมี  2  ประเภท   คือ

            1.สมการโมเลกุล (Molecule equation)  เป็นสมการเคมีของปฏิกิริยาที่มารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์เป็นรูปอะตอม  หรือโมเลกุล  เช่น

2NaHCO3(s)                     Na2CO3(s)  +  H2O(l)  +  CO2(g)

            2.สมการไอออนิก (Ionic equation) เป็นสมการเคมีของปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์  อย่างน้อง 1 ชนิดเป็นไอออน  เช่น

H+(aq)  +  OH-(aq)                      2H2O(l)

            สมการเคมีที่สมบูรณ์  จะต้องมีจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุ  ทางซ้ายและขวาเท่ากัน  เรียกว่า  สมดุลเคมี

การดุลสมการเคมี

วิธีการดุลสมการเคมีทั่วไป

            ระบุว่าสารใดเป็นสารตั้งต้น และสารใดเป็นสารผลิตภัณฑ์

            เขียนสูตรเคมีที่ถูกต้องของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ ซึ่งสูตรเคมีนี้จะไม่มีการเปลี่ยนแปลง

            ดุลสมการโดยหาตัวเลขสัมประสิทธิ์มาเติมข้างหน้าสูตรเคมี เพื่อทำให้อะตอมชนิดเดียวกันทั้งซ้ายและขวาของสมการมีจำนวนเท่ากัน

            ให้คิดไอออนที่เป็นกลุ่มอะตอมเปรียบเสมือนหนึ่งหน่วย ถ้าไอออนนั้นไม่แตกกลุ่มออกมาในปฏิกิริยา

            ตรวจสอบอีกครั้งว่าถูกต้องโดยมีจำนวนอะตอมชนิดเดียวกันเท่ากันทั้งสองข้าง

EX.   อะลูมิเนียมซึ่งเป็นโลหะที่ว่องไวต่อปฏิกิริยากับกรด เมื่ออะลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริก จะเกิดแก๊สไฮโดรเจนและอะลูมิเนียมซัลเฟต  จงเขียนและดุลสมการของปฏิกิริยานี้

วิธีทำ       (1)  เขียนสูตรสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์  Al + H2SO4 —-> H2(g) + Al2(SO4)3

            (2)  ดุลจำนวนอะตอม Al                2Al + H2SO4 —-> H2(g) + Al2(SO4)3

            (3)  ดุลจำนวนกลุ่มไอออน SO42-        2Al + 3H2SO4 —-> H2(g) + Al2(SO4)3

            (4)  ดุลจำนวนอะตอม H              2Al + 3H2SO4 —-> 3H2(g) + Al2(SO4)3

หลักในการเขียนสมการเคมี

            ต้องเขียนสูตรเคมีของสารตั้งต้นแต่ละชนิดได้

            ต้องทราบว่าในปฏิกิริยาเคมีหนึ่งเกิดสารผลิตภัณฑ์ใดขึ้นบ้าง และเขียนสูตรเคมีของสารผลิตภัณฑ์ได้

            เมื่อเขียนสมการแสดงปฏิกิริยาเคมีได้แล้วให้ทำสมการเคมีให้สมดุลด้วยเสมอ คือทำให้จำนวนอะตอมของธาตุทุกชนิดทางซ้ายเท่ากับทางขวา โดยการเติมตัวเลขข้างหน้าสูตรเคมีของสารนั้นๆ เช่น

N2 + H2 —-> NH3 ไม่ถูกต้อง เพราะสมการนี้ไม่ดุล

N2 + 3H2 —-> 2NH3 ถูกต้อง เพราะสมการนี้ดุลแล้ว

            ข้อควรจำ ในสมการเคมีที่ดุลแล้วนี้จะมี จำนวนอะตอม โมลอะตอม และมวลสารตั้งต้นเท่ากับของสารผลิตภัณฑ์เสมอ ส่วนจำนวนโมเลกุลหรือจำนวนโมลโมเลกุล หรือปริมาตรของสารตั้งต้นอาจเท่ากันหรือ ไม่เท่าหรือสารผลิตภัณฑ์ก็ได้(ส่วนใหญ่ไม่เท่ากัน)

            ในการเขียนสมการเคมี ถ้าให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ควรบอกสถานะของสารแต่ล่ะชนิดด้วยคือถ้าเป็นของแข็ง (solid) ใช้ตัวอักษรย่อว่า “s” ถ้าเป็นของเหลว (liquid) ใช้อักษรย่อว่า “l” เป็นก๊าซ (gas) ใช้อักษรย่อว่า “g” และถ้าเป็นสารละลายในน้ำ (aqueous) ใช้อักษรย่อว่า “aq” เช่น

CaC2(s) + 2H2O(g) —-> Ca(OH)2(aq) + C2H2(g)

       7.การเขียนสมการบางครั้งจะแสดงพลังงานขอปฏิกิริยาเคมีด้วยเช่น

2NH3(g) + 93(g) —-> N2(g) + 3H2(g) ปฏิกิริยาดูดพลังงาน = 93 kJ

CH4(g) + 2O2 —-> CO2(g) + 2H2O(l) + 889.5 kJ ปฏิกิริยาคายพลังงาน = 889.5

พิจารณาลักษณะของอะตอมของธาตุในสารตั้งต้นหรือในธาตุของผลิตภัณฑ์แล้ววิเคราะห์ลักษณะของการเปลี่ยนแปลง สูตรของสารตั้งต้นมาเป็นสูตรของผลิตภัณฑ์ อาจจำแนกประเภทของปฎิกิริยาเคมีได้เป็น 3 ประเภท ดังนี้

            ปฎิกิริยาการรวมตัว (Combination)

ปฎิกิริยารวมตัวเกิดจากสารโมเลกุลเล็กกว่ารวมกันเป็นโมเลกุลใหญ่ หรือเกิดจากธาตุทำปฎิกิริยากับธาตุได้สารประกอบ ดังตัวอย่างต่อไปนี้

ตัวอย่างที่ 1 แก๊ซ H2 รวมกับแก๊ซ O2 ได้น้ำ (H2O)

                        2H2(g) + O2(g) —-> 2H2O(l)

ตัวอย่างที่ 2 2Al(s) + 3Cl2(g) —-> 2AlCl3

2.ปฎิกิริยาการแยกสลาย (Decomposition)

ปฎิกิริยาการแยกสลายเกิดจากสารโมเลกุลใหญ่แยกสลายให้สารโมเลกุลเล็กๆ ดังตัวอย่างต่อไปนี้

ตัวอย่างที่ 1 แยกน้ำด้วยกระแสไฟฟ้าให้แก๊ซ O2 และ H2

                                  2H2O(l) —-> 2H2(g) + O2(g)

ตัวอย่างที่ 2 เผาหินปูนด้วยแคลเซียมคาร์บอนเนต (CaCO3) จะได้แคลเซียมออกไซต์ (CaO)

                       และแก๊สคาร์บอนได้ออกไซต์ (CO2)

                                                            เผา

                                        CaCO3(s) —-> CaO(s) + CO2(g)

3.ปฎิกิริยาการแทนที่ (Replacement)

ปฎิกิริยาการแทนที่เป็นปฏิกิริยาที่สารหนึ่งเข้าไปแทนที่สารในอีกสารหนึ่ง

เช่น Zn(s) + CuSO 4 —-> ZnSO 4 + Cu

        4.)ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน  มีหลายประเภทเช่น

ปฏิกิริยาตะกอน เป็นปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนชนิดหนื่งที่เมื่อแยกเขียนเป็นสมการไออนิคจะพบว่ามีการตกตะกอนเช่น 

Ba(CN)2(aq) + Na2CO3(aq)                      BaCO3(s) + 2NaCN(aq)

Pb(NO3)2(aq) + 2KI (aq)                       PbI2(s) + KNO3 (aq)

       ปฏิกิริยาสะเทิน (Neutralization Reaction) เป็นปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนประเภทหนึ่ง เกิดกับปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส ได้เกลือกันน้ำ เช่น

HCl(aq) +NaOH(aq)                              NaCla(q) +  H2O()

       ปฏิกิริยาการเกิดแก๊ส (Gas Forming Reaction) เป็นปฏิกิริยาเคมี ที่เกิดผลิตภัณฑ์เป็นแก๊สสารตั้งต้น มักเป็นปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนระหว่างกรดหรือเบสกับสารเคมีอื่น

        ปฏิกิริยารีดอกซ์ (Redox Reaction) เป็นปฏิกิริยาที่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนกันหรือเป็นปฏิกิริยาที่มีการเปลี่ยนเลขออกซิเดชันของธาตุทั้งเพิ่มและลดในปฏิกิริยาเดียวกัน

EX     ในการสันดาปของเอมิลแอลกอฮอล์(C5H11OH) ดังนี้

2C5H11OH(g) + 15O2(g)                            10CO2(g) + 12H2O(g)

ก.จงหาจำนวนโมลของก๊าซออกซิเจนที่ต้องใช้ในการสันดาปกับ 1 โมลของเอมิลแอลกอฮอล์

วิธีทำ  ก. 2C5H11OH(g) + 15O2(g)                       10CO2(g) + 12H2O(g)

วิธีทำที่ 1 จากสมการ C5H11OH 2 โมล  ?O2 =15 โมล

                                    C5H11OH 1 โมล  ?O2 =   (15 mol?1mol)/2mol 7.5 โมล

วิธีที่ 2 molของC5H11OH/(mol ของ O2)   =    2/?(15@)

(1 mol)/(mol O2)     =         2/15      

              โมลของ O2             = 15/2  โมล  = 7.5 โมล

ข.จงหามวลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นจากการใช้เอมิลแอลกอฮอล์มากเกินพอ แล้วเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 22 กรัม

ข.2C5H11OH(g) + 15O2(g)                                   10CO2(g) + 12H2O(g)

วิธีทำที่ 1. จากสมการ CO2 10 mol มาจาก O2 =15 mol

                                    CO2 10 ?44 g มาจาก O2 =15?22.4 dm3 STP

                                     CO2  22 g มาจาก O2     = (15?22.4?22g)/(10?44g)=  16.8 dm3

วิธีที่ 2. ให้ O2  มีปริมาตร = x dm 3 STP มีจำนวน  x/22.4   mol

CO2  22  g   มีจำนวน  =   22/44   = 1/2 mol

                         (mol O2)/(mol CO2  )   =      15/10

                         x/22.4                =            15/10

                          1/2 mol                         

                       ?  X    =  15/10?1/2?22.4  = 16.8  dm3

ปริมาตรของ O2 ที่  STP   =   16.8  dm3

EX   นำผลึกโซเดียมฟอสเฟต  (Na3PO4 .xH2O) หนัก  3.615 g มาเผามวลสูญหายไป  2.055 g เมื่อเผาแล้วให้เหลือเกลือที่ปราศจากน้ำ จงหาค่า x ในสูตพิมพ์สมการที่นี่รของผลึกนั้ (มวลอะตอมของ H  =  1,O = 16,Na = 23,P =31 )

วิธีทำ  Na3PO4.xH2 O(s)        ?(?? )             Na3PO4(s) + xH2 O(g)

           มวลโมเลกุลของ  Na3PO4.xH2O  =   (164 + 18x)

           จากสมการ     Na3PO4.xH2O       1   mol   เผาแล้วเกิด  H2O  =  x mol

                                     Na3PO4.xH2O    (164 + 18x) g  เผาแล้วเกิด  H2O  = x ?18 g

                                    Na3PO4.xH2O    3.615 g   เผาแล้วเกิด  H2O  =  (18?g?3.615g)/(164+18x)g

                                                                   มวลของ H2O หนัก       =      65.07x/((164+18x)) g

                                                                                                       ? X    =   12.00

EX    แร่ชนิดหนึ่งมี ZnS 79.55% นำแร่ชนิดนี้หนัก 445 g ไปทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจนจนสมบรูณ์ดังสมการ                                                      2ZnS + 3O2                     2ZnO  +  2SO2

                        จงหาของก๊าซ O2ที่ต้องใช้ทั้งหมด และหาปริมาตรของก๊าซ SO2 ที่  STP

                         (มวลอะตอมของ O  = 16, S  = 32, Zn  =  65.39)

วิธีทำ                 2ZnS +  3O2                    2Zn(s)  +  2SO2

                                แร่  100 g มี ZnS  =  79.5 g

                                แร่  100 g มี ZnS  =  79.5 g ?445  g   =  353.78 g

                                                                          100 g

จากสมการ            ZnS     2   mol    =   O2   =   3  mol

                                ZnS 2 ? 97.39 g   =  O2   =   3 ?32  g

                                 ZnS  353.78  g   =   O2   =   (3?32g?353.78g)/(2?97.38g)  =  174.38  g

                                    ?มวลของก๊าซ O2   =  174.38  g

จากสมการ                 ZnS  2?97.39  g  เกิด  SO2  =  2?22.4  dm3

                                     ZnS  353.78  g  เกิด  SO2     =  (2?22.4dm3?353.78g)/(2?97.39g)

                                                       มวลของก๊าซ  SO2  =  81.37 dm3  STP

EX  การหมักเป็นกระบวนการทางเคมีอย่างซับซ้อนในการทำไวน์ โยการใช้น้ำตาลหมักให้เปลี่ยนเป็นเอทานอลและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

                          C6H12O6                   2C2H5OH  +  2CO2

                        เริ่มต้นใช้กลูโคส  500.4 g จงหาปริมาตรของเอทานอลที่เกิดขึ้นจากกระบวนการนี้

                         (ความหนาแน่นของเอทานอล  =0.789 g/ml, มวลอะตอมของ H  =  1,C  =  12, O  =  16)

วิธีทำ                 C6H12O6                              2C2H5OH  +  2CO2

จากสมการ        C6H12O6   1   mol  C2H5 OH   =   2   mol

                             C6H12O6   180  g  C2H5OH     =   2?46  g

                             C16H12O6  500.4  g   C2H5OH   =  (2?46g?50.4)/180g

                                                                                              180  g

                              มวลของเอทานอล                           =  255.79  g

                               แต่สูตร  d                                        =  M/V

                                แทนค่า ; 0.789 g/ml                        =  255.76g/V

                                                  V                                 =   255.76g/(0.789g/ml)   =  324.16  ml

                                     ปริมาตรของเอทานอล               =  324.16  ml

 
ใส่ความเห็น

Posted by บน กรกฎาคม 30, 2011 in Chemical

 

สารและสสาร

 

สสารและสาร
   สิ่งต่างๆที่อยู่รอบตัวเราไม่ว่าจะเป็นเสื้อผ้า อาหาร ของใช้ในชีวิตประจำวัน เครื่องอำนวยความสะดวก สิ่งก่อสร้างต่างๆ รวมทั้งต้นไม้ ดิน น้ำ อากาศ นัก วิทยาศาสตร์จัดสิ่งเหล่านี้เป็นสสาร
   สสาร คือสิ่งที่มีมวล ต้องการที่อยู่ และสามารถสัมผัสได้ หรืออาจหมายถึงสิ่งต่างๆ ที่อยู่รอบตัวเรา มีตัวตน ต้องการที่อยู่ สัมผัสได้ อาจมองเห็นหรือไม่เห็นก็ได้ เช่น อากาศ เป็นต้น นักวิทยาศาสตร์เรียกสสารที่รู้จักแล้วว่า สาร
   สาร
คือสสารที่ศึกษาค้นคว้าจนทราบสมบัติและองค์ประกอบที่แน่นอนซึ่งก็คือเนี้อของสสารนั่นเอง

 

              
                                                      
                                                 ตัวอย่างของสสาร

  ตัวอย่างของสารที่ใช้ในบ้าน

    ผงชูรส เป็นชื่อกลางที่ใช้เรียก โมโนโซเดียมกลูตาเมต (MonoSodium Glutamate) วัตถุเจือปนอาหารประเภท วัตถุปรุงแต่งรสอาหาร โมโนโซเดียมกลูตาเมตเป็นเกลือของกรดกลูตามิค ซึ่งเป็นกรดอะมิโนชนิดหนึ่งที่เป็นองค์ประกอบสำคัญของโปรตีน

                                        

   โซเดียมคลอไรด์ (Sodium chloride, สูตรเคมี: NaCl) มีชื่อที่เรียกทั่วไปดังนี้ เกลือแกง หรือ เกลือโต๊ะ หรือ ฮาไลต์ เป็นสารประกอบเคมี โซเดียมคลอไรด์เป็น เกลือ ที่บทบาทต่อความเค็มของ มหาสมุทร และ ของเหลวภายนอกเซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เป็นส่วนประกอบหลักใน เกลือที่กินได้ มันถูกใช้อย่างกว้างขวางในการเป็นเครื่องปรุงรส และใช้ในการถนอมอาหาร
  
                                           

                                                      ผลึกเกลือ

 

 
ใส่ความเห็น

Posted by บน กรกฎาคม 27, 2011 in Chemical

 

ดินและการเกิดดิน

 เมื่อพูดถึง “ดิน” ทุกคนทราบดีว่ามันคือ ส่วนประกอบของแผ่นดินที่เราเหยียบย่ำ เป็นวัตถุที่เราใช้ปลูกพืช หรือเป็นพื้นฐานของอาคารที่อยู่อาศัย แต่ความหมายในเชิงวิทยาศาสตร์ทางดิน (soil science) นั้น     “ดิน” (soils) หมายถึง เทหวัตถุทางธรรมชาติ (natural body) ที่เกิดจากการสลายตัวของหินและแร่ธาตุต่างๆ ผสมคลุกเคล้ากับอินทรียวัตถุซึ่งปกคลุมผิวโลกอยู่เป็นชั้นบางๆ เป็นวัตถุที่ค้ำจุนการเจริญเติบโตและการทรงตัวของพืช มีการแบ่งชั้น (horizon) ที่สามารถสังเกตเห็นได้จากตอนบนลงไปตอนล่าง มีอาณาเขตและลักษณะประจำตัวของมันเอง ซึ่งมนุษย์สามารถแบ่งแยกดินออกเป็นชนิดต่างๆ ได้

      ดินประกอบด้วยแร่ธาตุที่เป็นของแข็ง อินทรียวัตถุ น้ำ และอากาศที่มีสัดส่วนแตกต่างกันออกไป การเกิดขึ้นของดินเป็นผลสืบเนื่องมาจากการกระทำร่วมกันของปัจจัยต่างๆ เช่น สภาพภูมิอากาศ พืช และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ต่อวัตถุต้นกำเนิดของดิน ในสภาพพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง ตลอดช่วงระยะเวลาหนึ่ง ดังนั้น “ดิน” ในที่แห่งหนึ่งจึงอาจเหมือนหรือต่างไปจากดินในที่อีกแห่งหนึ่งได้ ขึ้นอยู่กับอิทธิพลของปัจจัยเหล่านี้ ซึ่งมีความมากน้อยแตกต่างกันไปในแต่ละบริเวณส่งผลให้ดินมีลักษณะเด่นเฉพาะตัว และเมื่อปัจจัยเปลี่ยนไป ดินจะมีลักษณะหรือสมบัติต่างๆ เปลี่ยนแปลงไปด้วย

ความสัมพันธ์ของปัจจัยต่างๆ เหล่านี้สามารถเขียนแทนได้ด้วยสมการ

                            
  เมื่อ S = ดินชนิดหนึ่งๆ
     cl = สภาพภูมิอากาศ
      p = วัตถุนต้นกำเนิดของดิน
      o = ปัจจัยทางชีวภาพ
      r = ปัจจัยทางสภาพภูมิประเทศ
      t = ช่วงเวลาต่อเนื่องโดยไม่มีการขัดจังหวะ
สภาพภูมิอากาศ (climate)
     สภาพภูมิอากาศที่มีอิทธิพลต่อการเกิดของดินหรือทำให้ดินมีลักษณะแตกต่างกัน ได้แก่ อุณหภูมิ และ ปริมาณน้ำฝนซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีอิทธิพลต่ออัตราการสลายตัวของหิน แร่ ทั้งในด้าน กายภาพ และเคมี (physical and chemical weathering) ทั้งยังมีอิทธิพลต่ออัตราความเร็วของการเคลื่อนย้ายและการสะสมใหม่ของหินและแร่ที่ถูกแปรสภาพโดยตัวการสำคัญๆ มาเป็นวัตถุต้นกำเนิดของดิน ในเขตร้อน หิน แร่ จะสลายตัวมาเป็นดินได้เร็วกว่าในเขตอบอุ่นหรือเขตหนาว เนื่องจาก  ในเขตร้อนมีอุณหภูมิสูง และมีปริมาณฝนตกมากว่าเขตหนาว การผุพังสลายตัวต่างๆ จึงดำเนินไปอย่างรวดเร็ว เกิดการชะล้างธาตุอาหารพืชออกไปได้มาก จึงมักทำให้ดินมีความอุดมสมบูรณ์ต่ำ วัตถุต้นกำเนิดของดิน (parent material)
     เป็นปัจจัยควบคุมการเกิดดินที่สำคัญ และมองเห็นได้ค่อนข้างชัดเจนที่สุด และมีอิทธิพลต่อองค์ประกอบของดิน เช่น สี เนื้อดิน โครงสร้าง และสมบัติทางเคมีของดิน โดยทั่วไปดินที่เกิดจากวัตถุต้นกำเนิดที่สลายตัวมาจากหินพวกที่มีปฏิกิริยาเป็นด่าง (basic rock) มักจะเป็นดินเนื้อละเอียด สีคล้ำ ความอุดมสมบูรณ์สูง ส่วนดินที่เกิดจากหินพวกที่มีปฏิกิริยาเป็นกรด (acid rock) มักจะเป็นดินเนื้อหยาบ สีจาง ความอุดมสมบูรณ์ และความสามารถในการแลกเปลี่ยนประจุบวกต่ำ เป็นต้น

สภาพภูมิประเทศ (relief)
     ในที่นี้หมายถึงความสูงต่ำ หรือระดับที่ไม่เท่ากันของสภาพพื้นที่ และความลาดชันของพื้นที่ที่เกี่ยวข้องกับระดับน้ำใต้ดิน ซึ่งปัจจัยเหล่านี้มีอิทธิพลต่อการเกิดลักษณะชั้นต่างๆ ในหน้าตัดดิน ความลึกของดิน สี ความชื้นสัมพัทธ์ในดิน และความรุนแรงของการชะล้าง เป็นต้น ตัวอย่างเช่น ดินที่เกิดในที่ที่มีความลาดชันสูง มักจะเป็นดินตื้น มีชั้นดินน้อย มีการชะล้างหน้าดินมาก ชั้นดินบนจะบาง หรืออาจจะไม่มีชั้นดินบนเลยก็ได้ ตรงกันข้ามกับดินที่เกิดในที่ราบลุ่ม ที่มักจะมีชั้นดินบนที่หนากว่าเนื่องจากเป็นแหล่งทับถมของตะกอน เนื้อดินละเอียดกว่า เพราะมีการเคลื่อนย้ายอนุภาคขนาดดินเหนียวจากดินชั้นบนลงไปสะสมอยู่ในดินล่าง

ปัจจัยทางชีวภาพ (organism)
     ได้แก่สิ่งมีชีวิตต่างๆ ซึ่งประกอบด้วยพืชและสัตว์ แต่มักจะเน้นที่พืชพรรณต่างๆ ที่ขึ้นปกคลุมบนผิวดิน ซึ่งมีอิทธิพลต่อ ปริมาณอินทรียวัตถุในดิน และองค์ประกอบทางเคมีของดิน ดินที่เกิดภายใต้สภาพพืชพันธุ์ที่เป็นทุ่งหญ้า มักจะมีอินทรียวัตถุและธาตุที่เป็นอาหารพืชมากกว่าดินบริเวณป่าสนหรือป่าไม้เนื้อแข็ง เป็นต้น

เวลา (time)
     อิทธิพลของเวลาในแง่ของการเกิดดินนั้น หมายถึง ช่วงหนึ่งของเวลาที่ต่อเนื่องกันไปโดยไม่มีเหตุการณ์รุนแรงขัดจังหวะการพัฒนาตัวของดิน เวลาที่เป็นศูนย์สำหรับดินชนิดหนึ่งๆ ก็คือ จุดที่ได้มีเหตุการณ์ที่รุนแรงอย่างหนึ่งทางดินเกิดขึ้น ถือว่าเป็นจุดสิ้นสุดของเวลาในการสร้างตัวของดิน และจะเป็นจุดเริ่มต้นของช่วงเวลาในการสร้างตัวของดินช่วงต่อไป เหตุการณ์รุนแรงดังกล่าวอาจหมายถึง การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิประเทศ ระดับน้ำใต้ดิน การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศในทันทีทันใด หรือ การเปลี่ยนแปลงของวัตถุต้นกำเนิดดิน เช่น มีการทับถมอย่างรุนแรงของตะกอนใหม่ เป็นต้น

 

 
ไม่ให้ใส่ความเห็น

Posted by บน กรกฎาคม 27, 2011 in Chemical

 

ปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยาเคมี

 

สารต่าง ๆ  ที่อยู่รอบตัวเราเกือบทุกชนิด รวมทั้งที่นักเรียนมีอยู่ล้วนเกิดจากปฏิกิริยาเคมีทั้งสิ้น

1.       ปฏิกิริยาเคมี

      ในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาเคมี อะตอมของสารตั้งต้นจะเกิดการแลกเปลี่ยนกันเกิดเป็นสารใหม่ที่แตกต่างกันไปจากสารตั้งต้น  สารใหม่ที่ได้นี้  เรียกว่า ผลิตภัณฑ์

                การเกิดปฏิกิริยาเคมี เป็นการเปลี่ยนแปลงของสารที่ได้ผลิตภัณฑ์ของสารที่แตกต่างจากสารเดิมโดยอาจสังเกตจากการเปลี่ยนสีของสาร  การเกิดตะกอน  หรือการเกิดกลิ่นใหม่

               การเกิดปฏิกิริยาเคมีจะเกี่ยวข้องกับพลังงาน ดังนี้

1.        เกิดการดูดพลังงานเข้าไปใช้ในการเปลี่ยนแปลง  ทำให้สิ่งแวดล้อมเย็นลง  อุณหภูมิลดลงเมื่อเอามือสัมผัสภาชนะจะรู้สึกเย็น

2.        เกิดการคายพลังงานออกมาสู่สิ่งแวดล้อม ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น เมื่อเอามือสัมผัสภาชนะจะรู้สึกร้อน ถ้ามีการคายพลังงานอย่างมาก  จะมีแสง เสียงระเบิด และประกายไฟเกิดขึ้น

2.  ผลของปฏิกิริยาเคมี

            ปฏิกิริยาที่พบเห็นในชีวิตประจำวันส่วนใหญ่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างสารกับออกซิเจน เช่น การเกิดสนิม ไฟไหม้  การกัดกร่อน เป็นต้น

                หลังจากการเกิดปฏิกิริยาเคมีอะตอมทั้งหมดของสารตั้งต้นไม่มีการสูญหายไปไหนแต่เกิดการแลกเปลี่ยนจากสารหนึ่งไปสู่อีกสารหนึ่ง ซึ่งจะเห็นได้จากผลรวมของอะตอม  ของสารตั้งต้นจะเท่ากับผลรวมของอะตอมของผลิตภัณฑ์ เราเรียกว่า สมดุลเคมี ตัวอย่าง เช่น  เมื่อจุดเทียนบนขนมเค้กวันเกิด  ขี้ผึ้งจากเทียนจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศเรียกการเกิดปฏิกิริยานี้ว่า  ออกซิเดชั่น (oxidation)

3 การเขียนสมการเคมี

                สมการเคมี  เป็นประโยชน์สัญลักษณ์ที่แสดงการเปลี่ยนแปลงของสาร ประกอบด้วยสารตั้งต้นและสารที่เป็นผลที่ได้ของปฏิกิริยา ซึ่งเรียกว่า  ผลิตภัณฑ์  โดยเขียนในรูปสูตรของสารแต่ละชนิดในปฏิกิริยา เช่น

 

                                เหล็ก  +   กำมะถัน      —————->    เหล็กซัลไฟด์

 

                                Fe       +    S      ——————>       FeS

 

โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต                                      โพแทสเซียมแมงกาเนต +

                                                                                แมงกานีส  (IV)  ออกไซด์  +   แก๊สออกซิเจน

 

                                2KMnO  4     —————->     K 2   MnO 4    +  MnO 2  +   O2

                          (สารสีม่วงเข้ม)                                          (สารสีเขียว)   (สารสีดำ)   (แก๊สไม่มีสี)

 

สมการที่ถูกต้อง   จะต้องทำให้จำนวนอะตอมของธาตุเท่ากัน เช่น

 

                แก๊สไฮโดรเจน                    +             แก๊สออกซิเจน      —————->       น้ำ

 

                                H2                           +                    O2        —————->     H2    O

 

                                2H2                         +                    O2         —————->     2H 2  O

 

(H  มี  4  อะตอม)   +   (O  มี  2  อะตอม )   —————->  (H  4  อะตอม  O 2 อะตอม)

 

 

4.  ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับออกซิเจน

            ออกซิเจนเป็นสารที่มีปฏิกิริยาว่องไวมาก  โลหะส่วนใหญ่จะรวมกับออกซิเจนในอากาศเกิดเป็นออกไซด์  การเกิดปฏิกิริยาเช่นนี้เรียกว่า การกัดกร่อน ตัวอย่างเช่น  การขึ้นสนิมที่เรียกว่า เหล็กออกไซด์  ซึ่งเป็นสารประกอบที่เราไม่ต้องการ  สนิมจะเกิดขึ้นในที่ที่มีอากาศขึ้น โดยธาตุเหล็กจะถูกกัดกร่อน   โดยรวมตัวกับธาตุออกซิเจน

            แผนภาพข้างล่างแสดงสมดุลของปฏิกิริยาเคมี โดยมวลรวมก่อนเกิดปฏิกิริยาจะเท่ากับมวลรวมหลังปฏิกิริยา  โดยที่อะตอมจะมาเรียงตัวกันใหม่

 

5.  ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับน้ำ

            โลหะบางชนิดไม่เหมาะสำหรับใช้เป็นท่อส่งน้ำ   เพราะโลหะนั้นจะเกิดปฏิกิริยากับน้ำ ทำให้เกิดสนิมปนเปื้อนในน้ำประปา  ซึ่งอาจทำให้เกิดอันตรายต่อร่างกาย  ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับน้ำ  สามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้

            แต่ไม่ใช่โลหะทุกชนิดที่จะเกิดปฏิกิริยากับน้ำ  เช่น  เราสามารถนำทองแดงมาทำเป็นท่อส่งน้ำได้ เพราะทองแดงเกิดปฏิกิริยากับน้ำได้ยากจึงไม่เกิดสนิม

 

6. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับกรด

            โลหะหลายชนิดสามารถทำปฏิกิริยากับกรด  ได้เกลือของโลหะกับแก๊สไฮโดรเจน  ดังสมการ

            โลหะ   +          กรด    —————->     เกลือของโลหะ     +   ไฮโดรเจน

เช่น    สังกะสี    +  กรดซัลฟิวริก     —————->    สังกะสีซัลเฟต   +  ไฮโดรเจน

            โลหะบางชนิด  เช่น  เงิน  จะไม่ทำปฏิกิริยากับกรด  ส่วนสังกะสี เหล็ก  และ แมกนีเซียมทำปฏิกิริยาได้ดีกับกรด  แต่ถ้าเป็นโลหะโซเดียมจะเกิดปฏิกิริยารวดเร็วและ   รุนแรง

 

7.  ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับคาร์บอเนต

            หินปูนเป็นหินซึ่งเกิดจากดินทรายที่ถูกพดพาลงไปทับถมกันในทะเลเป็นเวลานับล้านล้านปี ส่วนใหญ่เกิดจากเปลือกของสัตว์ทะเลขนาดเล็กที่ตายทับถามกันเป็นเวลานานมาแล้ว หินปูนประกอบด้วยสารประกอบที่เรียกว่า  แคลเซียมคาร์บอเนต  ที่สามารถสลายตัวได้ด้วยความร้อน ดังสมการ

 

แคลเซียมคาร์บอเนต     —————->   แคลเซียมออกไซด์      +          คาร์บอนไดออกไซด์

 

CaCO3  (s)      —————->    CaC (s)         +          CO 2  ( g )

 

8.  แคลเซียมคาร์บอเนต

            เนื่องจากแคลเซียมไบคาร์บอเนตเมื่ออยู่ในน้ำร้อนจะเสถียรน้อยกว่าในน้ำเย็นมาก แคลเซียมคาร์บอเนต (ทราเวอไทน์)  จึงตกตะกอนอยู่รอบ ๆ  น้ำพุร้อน

            น้ำในน้ำพุร้อนตอนเริ่มแรกอาจมาจากน้ำฝนบริสุทธิ์  แต่ต่อมาน้ำนี้ไหลหมุนเวียนผ่านทางใต้ดินและละลายหินที่ไหลผ่านจนเป้นสารละลายที่มีแคลเซียมคาร์บอเนตละลายอยู่มากพอควร เมื่อน้ำนี้ไหลขึ้นสู่พื้นดินจะเย็นลง  ทำให้แคลเซียมคาร์บอเนตตกตะกอนเป็นแผ่นผลึกแคลไซต์สีขาวส่องแสงระยิบระยับเมื่อกระทบแสงอาทิตย์

           

 

****************************

 
ไม่ให้ใส่ความเห็น

Posted by บน กรกฎาคม 27, 2011 in Chemical

 

ตารางธาตุในปัจจุบัน

ตารางธาตุในปัจจุบัน

เนื่องจากปัจจุบันนักเคมีพบว่า การจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุมีส่วนสัมพันธ์กับสมบัติต่าง ๆ ของธาตุ กล่าวคือ ถ้าเรียงลำดับธาตุตามเลขอะตอมจากน้อยไปหามาก จะพบว่าธาตุที่มีสมบัติคล้ายคลึงกันเป็นช่วง ๆ ตามลักษณะของการจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุนั้น ดังนั้นในปัจจุบันจึงจัดตารางธาตุโดยเรียงตามเลขอะตอมจากน้อยไปมาก ดังในรูปที่ 5.13

 

รูปที่ 5.13 ตารางธาตุในปัจจุบัน

ตารางธาตุในรูปที่ 5.13 เป็นแบบที่ใช้กันอยู่มากในปัจจุบัน แบ่งธาตุในแนวตั้งออกเป็น 18 แถวหรือ 18 หมู่ โดยธาตุทั้งหมด 18 แถว แบ่งเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ คือกลุ่ม A และ B กลุ่ม A มี 8 หมู่ คือหมู่ IA ถึง VIIIA ส่วนกลุ่ม B ซึ่งอยู่ระหว่างหมู่ IIA และ IIIA มี 8 หมู่เช่นเดียวกัน คือ หมู่ IB ถึง VIIIB (แต่มี 10 แนวตั้ง) เรียกธาตุกลุ่ม B ว่า ธาตุทรานซิชัน

ธาตุในแต่ละหมู่ ของกลุ่ม A ถ้ามีสมบัติคล้ายกันจะมีชื่อเรียกเฉพาะหมู่ เช่น

  • ธาตุหมู่ IA เรียกว่า โลหะอัลคาไล (alkali metal) ได้แก่ Li , Na , K , Rb , Cs , Fr
  • ธาตุหมู่ IIA เรียกว่า โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท (alkaline earth) ได้แก่ Be Mg Ca Sr Ba Ra
  • ธาตุหมู่ VIIA เรียกว่า ธาตุเฮโลเจน (halogen) ได้แก่ F Cl Br I At
  • ธาตุหมู่ที่ VIIIA เรียกว่า ก๊าซเฉื่อย (Inert gas) ได้แก่ He Ne Ar Kr Xe Rn

สำหรับการแบ่งธาตุเป็นคาบ ธาตุทั้งหมดในตารางธาตุแบ่งเป็น 7 คาบ ซึ่งในแต่ละคาบอาจจะมีจำนวนธาตุไม่เท่ากัน เช่น

สำหรับคาบต่าง ๆ ในตารางธาตุแบ่งเป็น 7 คาบดังนี้

  • คาบที่ 1 มี 2 ธาตุ คือ H , He
  • คาบที่ 2 มี 8 ธาตุ คือ ตั้งแต่ Li ถึง Ne
  • คาบที่ 3 มี 8 ธาตุ คือ ตั้งแต่ Na ถึง Ar
  • คาบที่ 4 มี 18 ธาตุ คือ ตั้งแต่ K ถึง Kr
  • คาบที่ 5 มี 18 ธาตุ คือ ตั้งแต่ Rb ถึง Xe
  • คาบที่ 6 มี 32 ธาตุ คือ ตั้งแต่ Cs ถึง Rn
  • คาบที่ 7 มี 19 ธาตุ คือ ตั้งแต่ Fr ถึง Ha

รวมทั้งหมด 105 ธาตุ เป็นก๊าซ 11 ธาตุ คือ H , N , O , F , Cl , He , Ne , Ar , Kr , Xe และ Rn เป็นของเหลว 5 ธาตุ คือ Cs , Fr , Hg , Ga และ Br ที่เหลือเป็นของแข็ง

สำหรับ 2 แถวล่างเลขอะตอม 58 – 71 และ 90 – 103 เป็นธาตุกลุ่มย่อยที่แยกมาจากหมู่ IIIB ในคาบที่ 6 และ 7 เรียกธาตุในกลุ่มย่อยนี้รวม ๆ ว่า กลุ่มธาตุเลนทาไนด์ และกลุ่มธาตุแอกทิไนด์

นอกจากนี้เมื่อพิจารณาธาตุหมู่ IIIA ไปทางขวามือ จะพบเส้นหนักหรือเส้นทึบเป็นแบบขั้นบันได เส้นหนักนี้จะเป็นเส้นแบ่งกลุ่มธาตุโลหะและอโลหะ กล่าวคือ ธาตุทางขวาของเส้นขั้นบันไดจะเป็นอโลหะ ธาตุทางซ้ายมือของเส้นขั้นบันไดจะเป็นโลหะ ธาตุที่อยู่ชิดกับเส้นขั้นบันได เป็นธาตุกึ่งโลหะ ซึ่งมีทั้งสมบัติของโลหะและอโลหะ เช่น ธาตุ B , Si , Ge , As , Sb , Te

การจัดเรียงอิเล็กตรอนกับหมู่และคาบของธาต

จากการพิจารณาการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุ พบว่ามีส่วนสัมพันธ์กับการจัดหมู่และคาบของตารางธาตุในปัจจุบัน

สำหรับธาตุกลุ่ม A ธาตุที่อยู่ในหมู่เดียวกันจะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากัน จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนของธาตุในแต่ละหมู่จะตรงกับเลขประจำหมู่

จำนวนระดับพลังงานที่มีอิเล็กตรอนอยู่ จะเท่ากับเลขที่คาบ นั่นคือธาตุที่อยู่ในคาบเดียวกันจะมีจำนวนระดับพลังงานเท่ากัน

เช่น 11Na = 2 , 8 , 1

12Mg = 2 , 8 , 2

19K = 2 , 8 , 8 , 1

ทั้ง Na และ K ต่างก็มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากัน แสดงว่าเป็นธาตุในหมู่เดียวกัน เนื่องจากมี 1 เวเลนซ์อิเล็กตรอน จึงจัดเป็นธาตุหมู่ที่ 1 เหมือนกัน

Na มี 3 ระดับพลังงาน จึงจัดอยู่ในคาบที่ 3 ของตารางธาตุ

K มี 4 ระดับพลังงานจึงจัดอยู่ในคาบที่ 4 ของตารางธาตุ

Mg มี 3 ระดับพลังงานจึงจัดอยู่ในคาบที่ 3 ของตารางธาตุ

ดังนั้น Na และ Mg จัดเป็นธาตุที่อยู่ในคาบเดียวกันคือคาบที่ 3 แต่ต่างหมู่กันเพราะมีเวเลนต์อิเล็กตรอนต่างกัน คือ หมู่ 1A และ 2A ตามลำดับ

การตั้งชื่อธาตุที่ค้นพบใหม

จากตารางธาตุในรูปที่ 5.13 จะพบว่ามีธาตุอยู่ 106 ธาตุ ซึ่งยังมีการค้นพบธาตุใหม่ ๆ เพิ่มขึ้นอีกหลายธาตุ แต่ยังไม่ได้กำหนดสัญลักษณ์ที่แน่นอนไว้ในตารางธาตุ ธาตุบางธาตุถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคณะ ทำให้มีชื่อเรียกและสัญลักษณ์ต่างกัน

เช่น ธาตุที่ 104 ค้นพบโดยคณะนักวิทยาศาสตร์ 2 คณะ คือ คณะของนักวิทยาศาสตร์สหรัฐอเมริกา ซึ่งเรียกชื่อว่า รัทเทอร์ฟอร์เดียม (Ratherfordium) และใช้สัญลักษณ์ Rf ในขณะที่คณะนักวิทยาศาสตร์สหภาพโซเวียตเรียกชื่อว่าเคอร์ซาโตเวียม (Kurchatovium) และใช้สัญลักษณ์ Ku

ธาตุที่ 105 ค้นพบโดยคณะนักวิทยาศาสตร์ 2 คณะเช่นเดียวกัน คือคณะนักวิทยาศาสตร์สหรัฐอเมริกาเรียกชื่อว่า ฮาห์เนียม (Hahnium) และใช้สัญลักษณ์ Ha ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์สหภาพโซเวียตใช้ชื่อว่า นิลส์บอห์เรียม (Neilbohrium) และใช้สัญลักษณ์เป็น Ns

การที่คณะนักวิทยาศาสตร์ต่างคณะตั้งชื่อแตกต่างกัน ทำให้เกิดความสับสน International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) จึงได้กำหนดระบบการตั้งชื่อขึ้นใหม่ โดยใช้กับชื่อธาตุที่มีเลขอะตอมเกิน 100 ขึ้นไป ทั้งนี้ให้ตั้งชื่อธาตุโดยระบุเลขอะตอมเป็นภาษาละติน แล้วลงท้ายด้วย ium

ระบบการนับเลขในภาษาละตินเป็นดังนี้

0 = nil (นิล) 1 = un (อุน)

2 = bi (ไบ) 3 = tri (ไตร)

4 = quad (ควอด) 5 = pent (เพนท์)

6 = hex (เฮกซ์) 7 = sept (เซปท์)

8 = oct (ออกตฺ) 9 = enn (เอนน์)

เช่น

ธาตุที่ 104 ตามระบบ IUPAC อ่านว่า อุนนิลควอเดียม (Unnilquadium) สัญลักษณ์ Unq

ธาตุที่ 105 ตามระบบ IUPAC อ่านว่า อุนนิลเพนเทียม (Unnilpentium) สัญลักษณ์ Unp


การจัดตารางธาตุเป็นหมู่เป็นคาบ ทำให้ศึกษาสมบัติต่าง ๆ ของธาตุได้ง่ายขึ้น สามารถทำนายสมบัติบางประการของธาตุบางธาตุได้ กล่าวคือธาตุที่อยู่ในหมู่เดียวกันจะมีสมบัติต่าง ๆ คล้าย ๆ กัน และธาตุที่อยู่ในคาบเดียวกัน จะมีแนวโน้มของการเปลี่ยนแปลงสมบัติต่าง ๆ ต่อเนื่องกันไป ซึ่งจะกล่าวถึงรายละเอียดต่อไป

 

.…………………………………………..

 
ใส่ความเห็น

Posted by บน กรกฎาคม 27, 2011 in Chemical

 
 
ติดตาม

Get every new post delivered to your Inbox.