ธาตุและสารประกอบ ล้วนเป็นสารบริสุธิ์เนื้อเดียว (มีจุดเดือด จุดหลอมเหลวคงที่ และช่วงของการหลอมเหลวแคบ)

ธาตุ เป็นสารบริสุทธิ์เนื้อเดียว ที่มีธาตุเป็นองค์ประกอบเพียงชนิดเดียว เช่น Na (โซเดียม), O2 (ออกซิเจน), S8 (กำมะถัน)

ธาตุโลหะ (Metals) มีสถานะเป็นของแข็ง (ยกเว้น ปรอท (Hg) เป็นขเงเหลว) นำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดี, เหนียวทำให้เป็นเส้นลวดและตีให้เป็นแผ่นได้

ธาตุอโลหะ (Nonmetals) มีทั้ง 3 สถานะ ไม่นำไฟฟ้า ไม่นำความร้อน (ยกเว้น แกรไฟต์ นำไฟฟ้าได้ดี)

ธาตุกึ่งโลหะ (Metalloids) มีคุณสมบัติก้ำกึ่งระหว่างโลหะกับอโลหะ เป็นสารกึ่งตัวนำ เปราะ นำไฟฟ้าได้เล็กน้อย มี โบรอน (B), ซิลิกอน (Si), เจอร์เมเนียม (Ge), อาร์ซินิก (As), แอนติโมนี (Sb), เทลลูเลียม (Tl), โปโลเนียม (Po)

สัญลักษณ์ธาตุ เป็นสัญลักษณ์ที่นักวิทยาศาสตร์กำหนดขึ้น เพื่อใช้เขียนแทนธาตุแต่ละชนิด

แบบจำลองอะตอม

อนุภาคมูลฐาน

จากตารางอนุภาคมุลฐานของอะตอม

มวลของโปรตอนกับมวลของนิวตรอนมีค่าใกล้เคียงกันมาก แต่มีค่ามากว่ามวลของอิเล็กตรอนประมาณ 1,800 เท่า

มวลของโปรตอน + มวลของนิวตรอน >> มวลของอิเล็กตรอน มาก

ดังนั้น มวลอะตอม จึงคิดเฉพาะมวลของโปรตอน+มวลของนิวตรอน ไม่คิดมวลอิเล็กตรอน

เลขอะตอม (Atomic number) เป็นเลขที่ระบุจำนวนโปรตอน หรืออนุภาคที่มีประจุในนิวเคลียส

เลขมวล (Mass number) เป็นเลขที่ระบุจำนวนโปรตอนกับจำนวนนิวตรอนรวมกัน หรือจำนวนอนุภาคในนิวเคลียส

การระบุจำนวนอนุภาคจากสัญลักษณ์นิวเคลียร์

จำนวนโปรตอน ดูเลขอะตอม (เลขล่าง)

จำนวนนิวตรอน เลขมวลลบเลขอะตอม (บน - ล่าง)

จำนวนอิเล็กตรอน ให้ดูประจุด้วย ถ้าประจุ

0 จำนวนอิเล็กตรอน = จำนวนนิวตอน

m+ จำนวนอิเล็กตรอน < จำนวนโปรตอน  อยู่ m ตัว

m- จำนวนอิเล็กตรอน > จำนวนโปรตอน อยู่ m ตัว

ตัวอย่าง จากสัญลักษณ์นิวเคลียร์ที่กำหนดให้จงระบุจำนวนอนุภาค

ไอโซโทป ไอโซโทน ไอโซบาร์ 

ไอโซโทป (Isotope) อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันที่มีเลขอะตอมเหมือนกันแต่มีเลขมวลต่างกัน หรืออะตอมของธาตุชนิดเดียวกันที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากันแต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน

ไอโซโทน (Isotone) อะตอมของธาตุต่างชนิดกันที่มีจำนวนนิวตรอนเท่ากัน

ไอโซบาร์ (Isobar) อะตอมของธาตุต่างชนิดกันที่มีเลขมวลเท่ากัน

การจัดเรียงอิเล็กตรอน

จำนวนอิเล็กตรอนที่มีได้มากที่สุดในระดับพลังงาน n = 2n2

ใช้ หลักการ 2  8  18  32 

อิเล็กตรอนชั้นนอกสุด คือ เวเลนซ์อิเล็กตรอน (ไม่เกิน 8) บอกหมู่

จำนวนระดับพลังงาน (จำนวนตัวเลข) บอกคาบ

เช่น X จัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น  2  8  18  5  

แสดงว่าธาตุ X มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 5 ตัว อยู่ หมู่ VA 

และมีระดับพลังงานสูงสุด 4 ระดับ อยู่ คาบ 4

1.การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลัก

หลักการ 2 8 18 32

จงจัดเรียงอิเล็กตรอนของ

   1H    1                            2He          2

   3Li    2  1                         4Be        2  2

   5B     2  3                        6C          2  4

   7N    2  5                         8O          2  6

   9F     2  7                      10Ne        2  8

11Na   2  8  1                     12Mg       2  8  2

 13Al    2  8  3                  14Si          2  8  4

 15P     2  8  5                       16S          2  8  6

 17Cl    2  8  7                        18Ar        2  8  8

  19K    2  8  8  1                20Ca        2  8  8  2

2.การจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุทรานสิชัน

ธาตุทรานสิชันคาบ 4   ใช้ 2 8 X 2 ยกเว้น Cr Cu 2 8 X 1

21Sc   2 8 9 2             22Ti     2 8 10 2

23V     2 8 11 2           24Cr    2 8 13 1

25Mn   2 8 13 2           26Fe   2 8 14 2

27Co   2 8 15 2           28Ni    2 8 16 2

29Cu   2 8 18 1           30Zn   2 8 18 2

3.การจัดเรียงอิเล็กตรอนของไอออน

หลักการ ให้ใช้การจัดเรียงตามปกติก่อน

ไอออนบวก เกิดจากการเสีย e- ให้หัก e- ออกเท่าประจุ

ไอออนลบ เกิดจากการรับ e- ให้เพิ่ม e- เข้าเท่าประจุ

19K+   จาก K 2 8 8 1   หัก e- ออก 1 ตัว    ได้ K+ 2 8 8

17Cl-   จาก Cl  2 8 7   เพิ่ม e- เข้า 1 ตัว    ได้ Cl- 2 8 8         

23V3+   จาก V 2 8 11 2     หัก e- ออก 3 ตัว    ได้ V3+ 2 8 10          

25Mn2+จาก K 2 8 13 2     หัก e- ออก 2 ตัว    ได้ Mn2+ 2 8 13

ตารางธาตุ (Periodic table)

ตารางธาตุ หมายถึง ตารางที่นักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมธาตุต่างๆ เข้าเป็นหมวดหมู่ ตามลักษณะหรือสมบัติที่คล้ายคลึงกัน

การเรียกชื่อธาตุที่มีเลขอะตอมมากกว่า 100 ในระบบ IUPAC

ให้ระบุเลขอะตอมเป็นภาษาละตินแล้วลงท้ายด้วย –ium

ธาตุกัมมันตรังสี ธาตุที่สามารถแผ่หรือปลดปล่อยรังสีได้เองอย่างต่อเนื่อง และเรียกรังสีที่ถูกปลดปล่อยหรือการปลดปล่อยรังสีนี้ว่า กัมมันตภาพรังสี 

อนุภาคอื่น ๆ ที่ควรรู้

อำนาจการทะลุทะลวง

การเบี่ยงเบนของรังสี/อนุภาคในสนามไฟฟ้า

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ เป็นปฏิกิริยาที่เกิดการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสของอะตอมแล้วได้นิวเคลียสของธาตุใหม่เกิดขึ้น และให้พลังงานมหาศาล ปฏิกิริยานิวเคลียร์ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท

1.Nuclear fission 

2. Nuclear fusion

เครื่องไกเกอร์เคาน์เตอร์ เครื่องเมื่อที่ตรวจหาและวัดปริมาณกัมมันตภาพรังสี

การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี

ครึ่งชีวิต(t1/2) คือ เวลาที่สารกัมมันตรังสีสลายตัวไปครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิม

การคำนวณเกี่ยวกับครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสี

ครึ่งชีวิต (t1/2)  คือ เวลาที่สารกัมมันตรังสีสลายตัวจนเหลือครึ่งหนึ่งของปริมาณเริ่มต้น

ตัวอย่าง 1 I – 131 มีครึ่งชีวิต 8.1 วัน ถ้ามี I – 131 จำนวน 30 กรัม จะต้องตั้งทิ้งไว้นานกี่วันจึงจะเหลือ 1.875 กรัม 

ตัวอย่าง 2 ไอโซโทปกัมมันตรังสีชนิดหนึ่งจำนวน 40 กรัม เมื่อทิ้งไว้ 60 วัน ปรากฏว่าเหลืออยู่ 1.25 กรัม ไอโซโทปกัมมันตรังสีนี้มีครึ่งชีวิตเท่าใด

ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี

C-14 คำนวณหาอายุของซากดึกดำบรรพ์              

P-32 ปุ๋ยและการเจริญเติบโตของพืช

N-24 ตรวจสอบระบบหมุนเวียนเลือด                   

Co-60 รักษามะเร็ง ถนอมอาหาร ฆ่าเชื้อจุลินทรีย์

Tc-99 ใช้ในการวินิจฉัยโรคเดี่ยวกับหัวใจ ปอด        

Ra-226 รักษามะเร็ง

I-131 ตรวจสอบความผิดปกติของต่อมไทรอยด์      

U-238 Pu-239   ผลิตไฟฟ้า ระเบิดปรมาณู

แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค

1. แรงยึดเหนี่ยวภายใน เป็นแรงกระทำระหว่างอะตอมหรือไอออนภายในสาร ได้แก่ พันธะโลหะ พันธะไอออนิก และพันธะโคเวเลนต์

2. แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล เป็นแรงกระทำที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลของสารโคเวเลนต์ ได้แก่ พันธะไฮโดรเจน แรงระหว่างขั้ว และแรงลอนดอน

สารประกอบ เป็นสารบริสุทธิ์เนื้อเดียว ประกอบด้วยธาตุ 2 ชนิดขึ้นไปมารวมตัวกันทางเคมี (เกิดพันธะเคมี) ในอัตราส่วนที่แน่นอน

สารประกอบไอออนิก เป็นสารประกอบที่เกิดขึ้นระหว่างไอออนบวกกับไอออนลบดึงดูดกันด้วยแรงดึงดูดทางไฟฟ้า เรียกว่า พันธะไอออนิก

สารประกอบโคเวเลนต์ เป็นสารประกอบที่เกิดจากอะตอมของธาตุมาใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน

สารประกอบไอออนิก เป็นสารประกอบที่เกิดขึ้นระหว่างไอออนบวกกับไอออนลบดึงดูดกันด้วยแรงดึงดูดทางไฟฟ้า เรียกว่า พันธะไอออนิก

สมบัติของสารประกอบไอออนิก

1.  หลอมเหลว จุดเดือดสูง เพราะการหลอมเหลวและการเดือดของสารประกอบไอออนิกต้องสลายพันธะไอออนิกซึ่งเป็นแรงยึดเหนี่ยวทางไฟฟ้าที่แข็งแรงมาก เช่น NaCl จุดหลอมเหลว 801 oC  

พันธะไอออนิกเป็นแรงดึงดูดทางไฟฟ้า ดังนั้น

ความแข็งแรงของพันธะไอออนนิกแปรผันตามประจุ แต่แปรผกผันกับขนาดไอออน

mp. bp. แปรผันตามแรงยึดเหนี่ยว(ความแข็งแรงของพันธะไอออนิก)

4. หน่วยที่เล็กที่สุดคือ ไอออน

สารประกอบโคเวเลนต์ เป็นสารประกอบที่จากอโลหะรวมตัวกับอโลหะรวมทั้งกึ่งโลหะและโลหะบางชนิด มาสร้างพันธะโคเวเลนต์กัน

• อโลหะกับอโลหะ เช่น HCl, H2O, SO2, C6H12O6

• กึ่งโลหะ(เช่น B, Si, Ge,  As, Sb)กับอโลหะ เช่น BF3, SiCl4, GeCl4, AsCl3

• โลหะบางชนิด(เช่น Be, Sn) กับอโลหะ เช่น BeCl2, SnCl4

สมบัติของสารประกอบโคเวเลนต์

1. จุดหลอมเหลว จุดเดือดต่ำ เพราะการหลอมเหลวและการเดือดจะทำลายเพียงแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเท่านั้นซึ่งเป็นแรงยึดเหนี่ยวอ่อนๆ

2. ไม่นำไฟฟ้า

3. หน่วยที่เล็กที่สุดคือ โมเลกุล

สารประกอบที่ควรรู้