กิจกรรม 24-28 ม ค 54

ส่งงาน

ตอบ ข้อ 3ตอบ  3

คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์

น้ำเป็นสารเคมีชนิดหนึ่งที่เขียนสูตรเคมีได้ว่า (H₂O: น้ำ 1 โมเลกุลประกอบด้วยแก๊สไฮโดรเจน 2 อะตอม สร้างพันธะโควาเลนต์รอบแก๊สออกซิเจน 1 อะตอม

คุณสมบัติหลักทางเคมีและฟิสิกส์ของน้ำ ได้แก่

น้ำเป็นของเหลวที่ไม่มีรส ไม่มีกลิ่น ที่อุณหภูมิและความดันปกติ สีของน้ำตามธรรมชาติเป็นสีโทนน้ำเงินอ่อน ๆ แม้ว่าน้ำจะดูไม่มีสีเมื่อมีปริมาณน้อย ๆ ก็ตาม น้ำแข็งก็ดูไม่มีสีเช่นกัน และสำหรับน้ำในสถานะแก๊สนั้นโดยปกติเราจะมองไม่เห็นมันเลย

ตอบ ข้อ 1

น้ำค้าง (Dew)
น้ำค้าง เกิดจากการควบแน่นของไอน้ำบนพื้นผิวของวัตถุ ซึ่งมีการแผ่รังสีออกจนกระทั่งอุณหภูมิลดต่ำลงกว่าจุดน้ำค้างของอากาศซึ่งอยู่รอบๆ เนื่องจากพื้นผิวแต่ละชนิดมีการแผ่รังสีที่แตกต่างกัน ดังนั้นในบริเวณเดียวกัน ปริมาณของน้ำค้างที่ปกคลุมพื้นผิวแต่ละชนิดจึงไม่เท่ากัน เช่น ในตอนหัวค่ำ อาจมีน้ำค้างปกคลุมพื้นหญ้า แต่ไม่มีน้ำค้างปกคลุมพื้นคอนกรีต เหตุผลอีกประการหนึ่งซึ่งทำให้น้ำค้างมักเกิดขึ้นบนใบไม้ใบหญ้าก็คือ ใบของพืชคายไอน้ำออกมา ทำให้อากาศบริเวณนั้นมีความชื้นสูง

ตอบ ข้อ 4

           

ปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยาเคมี (Chemical reaction) คือกระบวนการที่เกิดจากการที่สารเคมีเกิดการเปลี่ยนแปลงแล้วส่งผลให้เกิดสารใหม่ขึ้นมาซึ่งมีคุณสมบัติเปลี่ยนไปจากเดิม การเกิดปฏิกิริยาเคมีจำเป็นต้องมีสารเคมีตั้งต้น 2 ตัวขึ้นไป (เรียกสารเคมีตั้งต้นเหล่านี้ว่า "สารตั้งต้น" หรือ reactant)ทำปฏิกิริยาต่อกัน และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติทางเคมี ซึ่งก่อตัวขึ้นมาเป็นสารใหม่ที่เรียกว่า "ผลิตภัณฑ์" (product) ในที่สุด สารผลิตภัณฑ์บางตัวอาจมีคุณสมบัติทางเคมีที่ต่างจากสารตั้งต้นเพียงเล็กน้อย แต่ในขณะเดียวกันสารผลิตภัณฑ์บางตัวอาจจะแตกต่างจากสารตั้งต้นของมันโดยสิ้นเชิง แต่เดิมแล้ว คำจำกัดความของปฏิกิริยาเคมีจะเจาะจงไปเฉพาะที่การเคลื่อนที่ของประจุอิเล็กตรอน ซึ่งก่อให้เกิดการสร้างและสลายของพันธะเคมีเท่านั้น แม้ว่าแนวคิดทั่วไปของปฏิกิริยาเคมี โดยเฉพาะในเรื่องของสมการเคมี จะรวมไปถึงการเปลี่ยนสภาพของอนุภาคธาตุ (เป็นที่รู้จักกันในนามของไดอะแกรมฟายน์แมน)และยังรวมไปถึงปฏิกิริยานิวเคลียร์อีกด้วย แต่ถ้ายึดตามคำจำกัดความเดิมของปฏิกิริยาเคมี จะมีปฏิกิริยาเพียง 2 ชนิดคือปฏิกิริยารีดอกซ์ และปฏิกิริยากรด-เบส เท่านั้น โดยปฏิกิริยารีดอกซ์นั้นเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของประจุอิเล็กตรอนเดี่ยว และปฏิกิริยากรด-เบส เกี่ยวกับคู่อิเล็กตรอน

ตอบ ข้อ 2

ตอบ 2

แมกนีเซียม (อังกฤษ: Magnesium) เป็นธาตุในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ Mg และเลขอะตอม 12 แมกนีเซียมเป็นธาตุที่มีอยู่มากเป็นอันดับ 8 และเป็นส่วนประกอบของเปลือกโลกประมาณ 2% และเป็นธาตุที่ละลายในน้ำทะเลมากเป็นอันดับ 3 โลหะอัลคาไลเอิร์ธตัวนี้ส่วนมากใช้เป็นตัวผสมโลหะเพื่อทำโลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียม

สมบัติทางเคมี

สามารถทำปฏิกิริยาอย่างช้าๆ กับน้ำเย็น และจะรวดเร็วมากขึ้นถ้าใช้น้ำร้อน ได้ก๊าซไฮโดรเจน และทำปฏิกิริยากับกรดได้อย่างรวดเร็วเกิดก๊าซไฮโดรเจน

กรดกำมะถัน หรือ กรดซัลฟิวริก (อังกฤษ: sulfuric acid หรือ อังกฤษบริติช: sulphuric acid) , H₂SO ₄, เป็น กรดแร่ (mineral acid) อย่างแรง ละลายได้ในน้ำที่ทุกความเข้มข้น ค้นพบโดย จาเบียร์ เฮย์ยัน (Jabir Ibn Hayyan) นักเคมีชาวอาหรับ พบว่ากรดซัลฟิวริกมีประโยชน์มากมายและเป็นสารเคมีที่มีการผลิตมากที่สุด รองจากน้ำ ในปี ค.ศ. 2001 ทั่วโลกผลิตรวมกันประมาณ 165 ล้านตัน ซึ่งมูลค่าประมาณ 320,000 ล้านบาท (8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ) ประโยชน์ของกรดกำมะถันได้แก่ ใช้ในการผลิตปุ๋ย กระบวนการผลิตแร่ การสังเคราะห์เคมี การกำจัดน้ำเสีย ใช้เป็นสารละลายอิเล็กทรอไลต์ในแบตเตอรี่และกระบวนการกลั่นน้ำมัน กรดกำมะถันมีชื่อเดิมคือ "Zayt al-Zaj" หรือ "ออยล์ออฟวิตริออล" (oil of vitriol)

ตอบ ข้อ 1

สัญลักษณ์นิวเคลียร์

          สัญลักษณ์นิวเคลียร์ (nuclear symbol)  เป็นสัญลักษณ์ที่แสดงจำนวนอนุภาคมูลฐานของอะตอมด้วยเลขมวลและเลขอะตอม เขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ดังนี้

 _A

 AAAAAZAaaAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaass    X

 ^Z

โดยที่  X  คือ  สัญลักษณ์ธาตุ
            Z  คือ  เลขอะตอม (atomic number) เป็นจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส
            A  คือ  เลขมวล (mass number) เป็นผลบวกของจำนวนโปรตอนกับนิวตรอน

ตัวอย่างที่ 1 การหาอนุภาคมูลฐานของอะตอมจากสัญลักษณ์นิวเคลียร์

201

           Hg

80

ดังนั้น อะตอมของธาตุปรอท (Hg)
           มีจำนวนโปรตอน = 80 อนุภาค
           อิเล็กตรอน = 80 อนุภาค
           และนิวตรอน = 201 - 80 = 121 อนุภาค

ตัวอย่างที่ 2 การหาอนุภาคมูลฐานของอะตอมจากสัญลักษณ์นิวเคลียร์

  

₄₀

             Ca²⁺

²⁰

  

ดังนั้น อะตอมของธาตุแคลเซียม (Ca)
           มีจำนวนโปรตอน = 20 อนุภาค        

 แคลเซียม +2 หมายถึง มีอิเล็กตรอนน้อยกว่าโปรตอน 2 อนุภาค
           อิเล็กตรอน = 20 - 2 = 18 อนุภาค
           และนิวตรอน = 40 - 20 = 20 อนุภาค

ตัวอย่างที่ 3 การหาอนุภาคมูลฐานของอะตอมจากสัญลักษณ์นิวเคลียร์

₁₆

          O^2-

 

⁸

 

ดังนั้น อะตอมของธาตุออกซิเจน (O)
           มีจำนวนโปรตอน = 8 อนุภาค
           ออกซิเจน -2 หมายถึง มีอิเล็กตรอนมากกว่าโปรตอน 2 อนุภาค
           อิเล็กตรอน = 8 + 2 = 10 อนุภาค
           และนิวตรอน = 16 - 8 = 8 อนุภาค

ตอบ ข้อ 2

อะตอม (กรีก: άτομον; อังกฤษ: Atom) คือหน่วยพื้นฐานของสสาร ประกอบด้วยส่วนของนิวเคลียสที่หนาแน่นมากอยู่ตรงศูนย์กลาง ล้อมรอบด้วยกลุ่มเมฆของอิเล็กตรอนประจุลบ นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยส่วนประสมระหว่างโปรตอนที่มีประจุบวกกับนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า (ยกเว้นในกรณีของ ไฮโดรเจน-1 ซึ่งเป็นนิวไคลด์ชนิดเดียวที่เสถียรโดยไม่มีนิวตรอนเลย) อิเล็กตรอนของอะตอมถูกดึงดูดอยู่กับนิวเคลียสด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ในทำนองเดียวกัน กลุ่มของอะตอมสามารถดึงดูดกันและกันก่อตัวเป็นโมเลกุลได้ อะตอมหนึ่งๆ ที่มีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่าๆ กันจะมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า มิฉะนั้นแล้วมันอาจมีประจุเป็นบวกหรือลบก็ได้ เรียกว่า ไอออน เราจัดประเภทของอะตอมด้วยจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่อยู่ในนิวเคลียส จำนวนโปรตอนเป็นตัวบ่งบอกคุณสมบัติทางเคมี และจำนวนนิวตรอนบ่งบอกความเป็นไอโซโทป

ตอบ ข้อ 2

สัญลักษณ์นิวเคลียร์ เลขอะตอม เลขมวล และไอโซโทป

      

  เลขอะตอม (Atomic number)   หมายถึง  ตัวเลขที่แสดงถึงผลรวมจำนวนโปรตอนในอะตอมของธาตุ  ซึ่งมีค่าเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน  บางครั้งใช้สัญลักษณ์  Z

          เลขมวล  (Mass  number)  หมายถึงตัวเลขที่แสดงถึงผลรวมของจำนวนโปรตอนกับนิวตรอน บางครั้งใช้สัญลักษณ์ 

                                                                                 A  =  Z  +  n  (จำนวนนิวตรอน)

          เช่น       บอกได้ว่า  ธาตุ  P  มีเลขอะตอม  15  ( โปรตอน  =  15,  อิเล็กตรอน  =  15 )

                                                             มีเลขมวล  31  (นิวตรอน  =  16)      

                                                            เนื่องจากจำนวนนิวตรอน  =  เลขมวล  -  เลขอะตอม

                                                                                                    =  31  -  15     =  16

                           ดังนั้นจะได้ว่า     ===>     P  =  15 , e  =  15 , n  =  16 

                                                                  ===>     P =  19 , e  =  19  ,  n  =  20

                                                                    ===>     P =  92 , e  =  92  ,  n  =  143

ตอบ ข้อ 2

อิเล็กตรอน (อังกฤษ: Electron) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบวิ่งอยู่รอบๆ นิวเคลียสตามระดับพลังงานของอะตอมนั้นๆ โดยส่วนมากของอะตอม จำนวน อิเล็กตรอน ในอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีเท่ากับจำนวน โปรตอน เช่น ไฮโดรเจนมีโปรตอน 1 ตัว และอิเล็กตรอน 1 ตัว ฮีเลียมมีโปรตอน 2 ตัว และอิเล็กตรอน 2 ตัว

คุณสมบัติ

อิเล็กตรอนนั้นจัดได้ว่าเป็นอนุภาคมูลฐานชนิดหนึ่ง อิเลคตรอนอยู่ในตระกูลเลปตอน (lepton) ที่เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเท่ากับ 1.60217646 * 10 ^{− 19} คูลอมบ์ อิเล็กตรอนมีค่าสปิน s = 1/2 ทำให้เป็นเฟอร์มิออนชนิดหนึ่ง อิเล็กตรอนเป็นปฏิอนุภาค (anti-matter) ของโพซิตรอน

ตอบ ข้อ 1

ธาตุ และ สารประกอบที่สำคัญต่าง ๆ

แคลเซียม (Ca) เป็นธาตุหมู่ 2 มีความแข็งแรงพอใช้เป็นโลหะที่มีเงาวาว เบา ถ้าถูกับไอน้ำในอากาศมันจะหมดเงาทันที ทำปฏิกิริยากับน้ำได้ไฮโดรเจน

แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO₃) พบมากในธรรมชาติเกิดอยู่ในแบบของ Limestone , marble , ชอล์ก , หอย , เปลือกหอยกาบ และไข่มุก

CaCO₃ ที่บริสุทธิ์ จะมีสีขาว

CaCO₃ ที่อยู่ในรูปแบบของ marble ใช้ประโยชน์ในการก่อสร้าง แต่ถ้าอยู่ในรูป Limestone ผสม clay แล้วให้ความร้อนจะให้ซีเมนต์

แคลเซียมฟอสเฟต [Ca₃(PO₄)₂]พบมากอยในมลรัฐฟอริดา อยู่ในกระดูกมีประโยชน์ใช้ทำปุ๋ยซึ่งอยู่ในรูป super phosphate

แคลเซียมซัลเฟต [CaSO₄.2H₂O] มีอยู่ในธรรมชาติในชื่อ ยิปซัม ใช้ในการกสิกรรมเพื่อทำให้ดินดี และยังใช้ในอุตสาหกรรทำปูนปลาสเตอร์

อะลูมิเนียม (AL) เป็นธาตุที่มีมากเป็นที่ 3 ในโลก ผุ้พบอะลูมิเนียมเป็นคนแรกคือ Hans Christan Oersted อะลูมิเนียมเป็นโลหะที่สำคัญมากและยังราคาถูก ในอุตสาหกรรม ใช้อะลูมิเนียมมากที่สุด ผสมกับธาตุอื่นเป็นโลหะผสม (Alloys)

สารประกอบอะลูมิเนียม ได้แก่

อะลูมิเนียมออกไซด์ (Al₂O₃) บางทีเรียกคอรันดัม มีความแข็งมากเกือบเท่าเพชร บางที่เรียก

Emery บุษราคัม Sapphire ทับทิมก็เป็นพวกอะลูมิเนียมออกไซค์ที่ไม่บริสุทธิ์

สารส้ม ใช้แกว่งน้ำให้ตะกอนตกก้นตุ่ม

กัวลีน ใช้ประโยชน์คือ เอาทำเครื่องเคลือบดินเผา

เหล็ก (Fe) เป็นธาตุที่มีมากเป็นที 4 ในโลก ซึ่งเหล็กนี้ได้จากการถลุงเหล็ก โดยใช้เตาบลาสเฟอร์เนส

(Blast Furnace) เหล็กที่ได้มาจาก Blast Furnace เป็นเหล็กที่ไม่บริสุทธิ์เรียก Pigiron

เหล็กกล้า เป็นเหล็กที่ใช้ประโยชน์มาก เช่น ทำขัน ทำขบวนรถไฟ

เหล็กกล้าผสม คุณสมบัติและประโยชน์ที่เหล็กกล้าถูกสารอื่นผสม ดังนี้

     I.                        เติมโครเมียม (Cr) ทำให้เหล็กเหนียว แข็ง ใช้ทำมีดโกน เกียร์รถยนต์ เหล็กกล้ากันสนิม (Stainless Steel)

   II.                        เติมนิเกิล (Ni) ทำให้เหล็กเหนี่ยวไม่เปราะ ใช้ทำชิ้นส่วนรถยนต์

    III.                        เติมแมงกานีส (Mn) ทำให้เหล็กแข็งและเหนี่ยว ใช้ทำตู้นิรภัย ชิ้นส่วนเรือรบ

  IV.                        เติมทังสเตน (V) ทำให้เหล็กเหนียว ใช้ทำชิ้นส่วนรถยนต์

ทองแดง (Cu) ซึ่งพบมากในธรรมชาติเกิดในรูปของสินแร่ต่างๆ และมีอยู่ในเลือดของสัตว์บางชนิด คือ มีใน Haemocyanin ทองแดงมีคุณสมบัติเป็นโลหะ เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีมากลงมาจากเงิน

ทองเหลือง (Brass) คือ ทองแดงผสมกับสังกะสี ใช้ทำกุญแจ ปลอกกระสุนปืน กรอบประตู ฯลฯ

บรอนซ์ (Bronze) บางทีเรียกสัมฤทธิ์ ลงหินหรือทองม้าล่อ คือ ทองแดงผสมกับดีบุก ในอัตราส่วนต่างๆ กัน

จุนสี เป็นสารประกอบที่สำคัญของทองแดง บางทีเรียก Blue Vitriol มนุษย์ใช้จุนสีฆ่าเห็ดรา (Fungicide) ฆ่าเชื้อโรคจัดเป็นพวกยาประเภท Germicide

เงิน (Ag) เป็นสื่อไฟฟ้าและความร้อนที่ดีที่สุด ทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดอินทรีย์ และโซดาไฟ

ทองคำ (Au) เป็นธาตุที่หายากมา มีในโลกประมาณ 1 เท่า ของเงิน ความบริสุทธิ์ของทองคำใช้วัดเป็นกะรัต ทองคำที่บริสุทธิ์จริงคือ ทองคำ 24 กะรัต ทองคำนี้ใช้ทำทองขาวเทียม (White gold) ซึ่งมีสีคล้ายทองขาว ประกอบด้วยทอง 80 % นิกเกิล 20%

โคบอลท์ (Co) โลหะนี้ผสมกับเหล็กกล้าเพื่อใช้เป็นเครื่องมือตัดโลหะ ประโยชน์สำคัญมากใช้ทำโคบอลท์ 60 เพื่อการรักษามะเร็ง

ทังสเตน (W) ปัจจุบันใช้ทำเส้นใยหลอดไฟฟ้า ใช้ผสมกับเหล็กใช้ทำ tungsten carbide ซึ่งจัดว่าเป็นสารที่แข็งมาก ใช้ประกอบเครื่องมือตัดโลหะด้วยความเร็วสูง

เยอรเมเนียม (Ge) เป็นธาตุที่หายากมาก ใช้เป็นส่วนประกอบ ของเครื่องทรานซิสเตอร์ และใช้ในเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

ตอบ ข้อ 3

รังสีแกมมา (อังกฤษ: gamma ray) คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ที่มีช่วงความยาวคลื่นสั้นกว่ารังสีเอกซ์ (X-ray) ที่มีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 10^-13 ถึง 10^-17 หรือก็คือคลื่นที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 10^-13 นั่นเอง การที่ความยาวคลื่นสั้นนั้น ย่อมหมายถึงความถี่ที่สูง และพลังงานที่สูงตามไปด้วย ดังนั้นรังสีแกมมาถือเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานสูงที่สุดในบรรดาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ ที่เหลือทั้งหมด

การค้นพบ

การค้นพบรังสีแกมมา โดย พอล วิลลาร์ด (Paul Villard) นักฟิสิกส์ฝรั่งเศส พลอ วิลลาร์ด ค้นพบรังสีแกมมาจากการศึกษากัมมันตภาพรังสีที่ออกมาจากยูเรเนียม ซึ่งถูกค้นพบมาก่อนแล้วว่าบางส่วนจะเบนไปทางหนึ่ง เมื่อผ่านสนามแม่เหล็กบางส่วนจะเบนไปอีกทางหนึ่ง กัมมันตภาพรังสีทั้งสองประเภทนี้ คือ รังสีแอลฟา และรังสีบีตา

[แก้] รังสีแกมมากับปฏิกิริยานิวเคลียร์

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ คือปฏิกิริยาที่เกิดความเปลี่ยนแปลงกับนิวเคลียสของอะตอม ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มหรือการลด โปรตอนหรือนิวตรอนในนิวเคลียสของอะตอม เช่นปฏิกิริยานี้

จะเห็นได้ว่าโซเดียม ได้มีการรับนิวตรอนเข้าไป เมื่อนิวเคลียสเกิดความไม่เสถียร จึงเกิดการคายพลังงานออกมา และพลังงานที่คายออกมานั้น เมื่ออยู่ในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแล้ว มันก็คือรังสีแกมมานั่นเอง

โดยทั่วไป รังสีแกมมาที่แผ่ออกมาจากนิวเคลียสของอะตอมที่ไม่เสถียรนั้น มักจะมีค่าพลังงานที่แตกต่างกันไปตามแต่ละชนิดของไอโซโทป ซึ่งถือเป็นคุณลักษณะประจำไอโซโทปนั้น ๆ