กิจกรรม 17-21 ม.ค. 2554

ให้ผู้เรียนสืบค้นและวิเคราะห์ข้อสอบจำนวน 9 ข้อ โดยทำใน Blog ของตนเอง โดยสร้างเพจใหม่ นำส่งท้ายชั่วโมงเรียน

ตอบ 2
เพราะ คือ อัตราซึ่งสารตั้งต้น (reactant) ทำปฏิกิริยาไป หรืออัตราซึ่งสารผลิตภัณฑ์ (product) เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลา (t)  นิยมระบุเป็นความเข้มข้นของสารใดสารหนึ่งในปฏิกิริยาที่เปลี่ยนไปต่อหน่วยเวลา (t)
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี เป็นการวัดจากปริมาณของสารตั้งต้นที่ลดลง หรือปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่ลดลง ในการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งในการเกิดปฏิกิริยาแต่ละปฏิกิริยาจะไม่เท่ากัน ปฏิกิริยาบางชนิดเกิดเร็ว เช่น การเผากระดาษ การระเบิดของดินปืน  ปฏิกิริยาบางชนิดเกิดอย่างช้าๆ เช่น การบูดของอาหาร ใช้เวลาเป็นวัน บางปฏิกิริยาเกิดช้ามาก เช่น การเกิดสนิมเหล็ก

ตอบ 4
เพราะ ปฏิกิริยาเคมี (chemical reaction) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงที่ทำให้เกิดสารใหม่ มีสมบัติต่างจากสารเดิม สารก่อนการเปลี่ยนแปลงเรียกว่า สารตั้งต้น (reactant) และสารที่เกิดใหม่เรียกว่า ผลิตภัณฑ์ (product)
ในขณะที่เกิดปฏิกิริยาเคมี นอกจากได้สารใหม่แล้วยังอาจเกิดการเปลี่ยนแปลงในด้านอื่นๆ อีกได้ เช่น การเปลี่ยนแปลงพลังงาน
ตัวอย่างการเกิดปฏิกิริยาเคมีที่น่าสนใจเช่น
เมื่อนำลวดแมกนีเซียมใส่ลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก เป็นปฏิกิริยาระหว่างโลหะ (แมกนีเซียม) กับกรด (กรดไฮโดรคลอริก) สารทั้งสองจะทำปฏิกิริยากัน เกิดการเปลี่ยนแปลงได้สารใหม่เกิดขึ้นดังสมการ

ตอบ 4
เพราะ  . กรด(acid) คือสารประกอบที่มีธาตุไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ  เมื่อละลายน้ำแล้วสามารถแตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออ น (H⁺) เกิดขึ้น  ในสารละลายกรดทุกชนิดจะมีรสเปรี้ยว เช่น น้ำสมสายชูมีกรดแอซีติกเป็นองค์ประกอบ    น้ำมะนาวมีกรดซิตริกเป็นองค์ประกอบ  กรดมดแดงมีกรดฟอร์มิกเป็นองค์ประกอบ เป็นต้น     กรดที่มีอยู่ในผลไม้ต่างๆเป็นกรดอ่อน ซึ่งไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายของคนเรามากนักและเมื่อนำมาทดสอบกับน้ำยาเจนเชียลไวโอเลต(ยาสีม่วง  )จะไม่เปลี่ยนสี  แต่ถ้าเป็นกรดที่ได้จากแร่ธาตุที่คนเราสังเคราะห์ขึ้นจะมีความเข้มข้นสูง  เช่นกรดไฮโดรคลอริก(กรดเกลือ)  กรดไนตริก(กรดดินประสิว) กรดซัลฟิวริก(กรดกำมะถัน) จะมีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง  สามารถทำลายวัตถุ เสื้อผ้าผิวหนังและเนื้อเยื่อต่างของร่างกายได้  เมื่อนำมาทดสอบกับน้ำยาเจนเชียลไวโอเลตจะเปลี่ยนจากสีม่วงเป็นสีเขียวหรือสีน้ำเงิน ดังนั้นภาชนะที่บรรจุกรดจึงนิยมภาชนะที่ทำด้วยแก้ว เช่นขวดแก้ว   ซึ่งจะต้องติดป้ายแสดงให้ชัดเจนว่า  เป็นสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน  อีกทั้งการนำสารที่เป็นกรดมาใช้ต้องระมัดระวังและใช้อย่างถูกวิธีจะทำให้การใช้สารเคมีที่ปลอดภัยด้วย

ตอบ 1
เพราะ การที่เราจำแนกธาตุทั้งหลายออกเป็นโลหะกับอโลหะนั้น ก็เนื่องจากธาตุต่างๆ มีสมบัติเฉพาะตัวแตกต่างกัน  แต่ก็มีสมบัติบางประการเหมือนกันหรือคล้ายกัน ซึ่งพอจะแยกออกเป็นสามพวกได้ดังนี้

          1. โลหะ (metal) เป็นกลุ่มธาตุที่มีสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้าได้ นำความร้อนที่ดี เหนียว มีจุดเดือดสูง ปกติเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง (ยกเว้น ปรอท) เช่น แคลเซียม อะลูมิเนียม เหล็ก เป็นต้น

          2. อโลหะ (non-metal) เป็นกลุ่มธาตุที่มีสมบัติไม่นำไฟฟ้า มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ เปราะบาง และมีการแปรผันทางด้านคุณสมบัติทางกายภาพมากกว่าโลหะ เช่น ออกซิเจน กำมะถัน ฟอสฟอรัส เป็นต้น

           3. กึ่งโลหะ (metalloid) เป็นกลุ่มธาตุที่มีสมบัติก้ำกึ่งระหว่างโลหะและอโลหะ เช่น ธาตุซิลิคอน และเจอเมเนียม มีสมบัติบางประการคล้ายโลหะ เช่น นำไฟฟ้าได้บ้างที่อุณหภูมิปกติ และนำไฟฟ้าได้มากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น เป็นของแข็ง  เป็นมันวาวสีเงิน จุดเดือดสูง แต่เปราะแตกง่ายคล้ายอโลหะ

ตอบ 2
เพราะ
การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม

1. อิเล็กตรอนที่วิ่งอยู่รอบๆนิวเคลียสนั้น จะอยู่กันเป็นชั้นๆตามระดับพลังงาน ระดับพลังงานที่อยู่ใกล้นิวเคลียสที่สุด (ชั้น K)จะมีพลังงานต่ำที่สุด และอิเล็กตรอนในระดับพลังงานชั้นถัดออกมาจะมีพลังงานสูงขี้นๆตามลำดับพลังงานของอิเล็กตรอนของระดับชั้นพลังงาน K < L < M < N < O < P < Q หรือชั้นที่ 1< 2 < 3 <4 < 5 < 6 < 7

2. ในแต่ละชั้นของระดับพลังงาน จะมีจำนวนอิเล็กตรอนได้ ไม่เกิน 2n² เมื่อ n = เลขชั้น    เลขชั้นของชั้น K=1,L=2,M=3,N=4,O=5,P=6 และ Q=7

ตัวอย่าง    จำนวน e^- ในระดับพลังงานชั้น K มีได้ ไม่เกิน 2n² = 2 x 1² = 2x1 = 2
              จำนวน e^-ในระดับพลังงานชั้น N มีได้ ไม่เกิน 2n² = 2 x 4² = 2x16 = 32

3. ในแต่ละระดับชั้นพลังงาน จะมีระดับพลังงานชั้นย่อยได้ ไม่เกิน 4 ชั้นย่อย และมีชื่อเรียกชั้นย่อย ดังนี้ s , p , d , f

ในแต่ละชั้นย่อย จะมีจำนวน e^-ได้ ไม่เกิน ดังนี้
ระดับพลังงานชั้นย่อย s มี e^- ได้ ไม่เกิน 2 ตัว ระดับพลังงานชั้นย่อย p มี e^- ได้ ไม่เกิน 6 ตัวระดับพลังงานชั้นย่อย d มี e^-ได้ ไม่เกิน 10 ตัว ระดับพลังงานชั้นย่อย f มี e^-ได้ ไม่เกิน 14 ตัว
เขียนเป็น s² p⁶ d¹⁰ f¹⁴

ตอบ 3
เพราะ ตารางธาตุ หมายถึง ตารางที่นักวิทยาศาสตร์สร้างขึ้นมา เพื่อแบ่งธาตุที่มีสมบัติเหมือนกันออกเป็นหมวดหมู่ เพื่อให้ง่ายแก่การศึกษา โดยแบ่งธาตุทั้งหมดออกเป็นหมู่และคาบ
ธาตุที่อยู่ในแนวดิ่งเดียวกัน เรียกว่า อยู่ในหมู่เดียวกัน
ธาตุที่อยู่ในแนวนอนเดียวกัน เรียกว่า อยู่ในคาบเดียวกัน
ในระหว่างปี พ.ศ. 2346 ถึง 2456 มีธาตุต่าง ๆที่พบในธรรมชาติประมาณ 63 ธาตุ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้พยายามจัดธาตุเหล่านี้ให้เป็นหมวดหมู่หรือเป็นตารางธาตุโดยในช่วงแรก ๆ นั้นแบ่งธาตุออกเป็นหมวดหมู่โดยอาศัยสมบัติของธาตุ ทั้งนี้ได้จากการสังเกตพบความคล้ายคลึงกันของสมบัติของธาตุเป็นกลุ่ม ๆ ทำให้นำมาจัดเป็นตารางธาตุได้ เช่นแบ่งกลุ่มโดยอาศัยสมบัติเกี่ยวกับโลหะ-อโลหะ โดยอาศัยสมบัติของความเป็นกรด-เบสของธาตุ เป็นต้น ต่อมาเมื่อหามวลอะตอมของธาตุได้ จึงใช้มวลอะตอมมาประกอบในการจัดตารางธาตุ จนในปัจจุบันจัดตารางธาตุโดยอาศัยการจัดเรียงอิเล็กตรอน

ตอบ 3
เพราะ  กลาง เช่น ไฮโดรเจน (H) มีเลขอะตอมเท่ากับ 1
เลขอะตอม เดิมใช้หมายถึงลำดับของธาตุในตารางธาตุ เมื่อ ดมิทรี อีวาโนวิช เมนเดลีเยฟ (Dmitry Ivanovich Mendeleev) ทำการจัดกลุ่มของธาตุตามคุณสมบัติร่วมทางเคมีนั้น เขาได้สังเกตเห็นว่าเมื่อเรียงตามเลขมวลนั้น จะเกิดความไม่ลงรอยกันของคุณสมบัติ เช่น ไอโอดีน (Iodine) และเทลลูเรียม (Tellurium) นั้น เมื่อเรียกตามเลขมวล จะดูเหมือนอยู่ผิดตำแหน่งกัน ซึ่งเมื่อสลับที่กันจะดูเหมาะสมกว่า ดังนั้นเมื่อเรียงธาตุในตารางธาตุตามเลขอะตอม ตารางจะเรียงตามคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ เลขอะตอมนี้ถึงแม้โดยประมาณ แล้วจะแปรผันตรงกับมวลของอะตอม แต่ในรายละเอียดแล้วเลขอะตอมนี้จะสะท้อนถึงคุณสมบัติของธาตุ
เฮนรี โมสลีย์ (Henry Moseley) ได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างการกระเจิงของ สเปกตรัมของรังสีเอ็กซ์ (x-ray)ของธาตุ และตำแหน่งที่ถูกต้องบนตารางธาตุ ในปี ค.ศ. 1913 ซึ่งต่อมาได้ถูกอธิบายด้วยเลขอะตอม ซึ่งอธิบายถึงปริมาณประจุในนิวเคลียส หรือ จำนวนโปรตอนนั่นเอง ซึ่งจำนวนของโปรตอนนี้เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ

ตอบ 2
เพราะ
ในทาง เคมี สารละลาย (อังกฤษ: solution) คือสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งมีสสารหนึ่งชนิดหรือมากกว่าเป็นตัวทำละลาย ละลายอยู่ในสารอีกชนิดหนึ่งซึ่งเป็นตัวถูกละลาย ตัวอย่างเช่น ไม่เพียงแต่ของแข็งที่สามารถละลายในของเหลว เหมือนเกลือหรือน้ำตาลที่ละลายในน้ำ (หรือแม้แต่ทองคำที่ละลายในปรอทแล้วเกิดเป็นอะมัลกัม (amalgam)) แต่ก๊าซก็สามารถละลายในของเหลวได้ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์หรือออกซิเจนสามารถละลายในน้ำ
สารละลายอุดมคติ (ideal solution) คือการที่ปฏิกิริยาระหว่าง โมเลกุล ของตัวทำละลายกระทำซึ่งกันและกันมีค่าเท่ากับปฏิกิริยาระหว่างตัวทำละลายกับตัวถูกละลาย แล้วคุณสมบัติของสารละลายในอุดมคติสามารถคำนวณได้โดยผลรวมเชิงเส้น (linear combination) ของคุณสมบัติของส่วนประกอบของมัน
ตัวทำละลาย (solvent) ตามความหมายแบบเดิมคือ สารในสารละลายที่มีปริมาณมากกว่าตัวถูกละลาย ถ้าทั้งตัวถูกละลายและตัวทำละลายมีปริมาณเท่ากัน (เช่น สารละลายมี เอทานอล 50% และ น้ำ 50%) คำจำกัดความเกี่ยวกับตัวทำละลายและตัวถูกละลายจะมีความสำคัญน้อยลง แต่โดยทั่วไปสารที่มีปริมาณมากกว่าจะถูกกำหนดให้เป็นตัวทำละลาย

ตอบ 1
เพราะ ตารางธาตุ (Periodic table of elements) คือ ตารางที่นักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมธาตุต่างๆ ไว้เป็นหมวดหมู่ตามลักษณะ และคุณสมบัติที่เหมือนกัน เพื่อเป็นประโยชน์ในการศึกษาในแต่ละส่วนของตารางธาตุ โดยคาบ ( Period ) เป็นการจัดแถวของธาตุแนวราบ   ส่วนหมู่ ( Group ) เป็นการจัดแถวของธาตุในแนวดิ่ง ซึ่งมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

ภาพตารางธาตุปัจจุบัน

1. ธาตุหมู่หลัก มีทั้งหมด 8 หมู่ 7 คาบ โดยธาตุที่อยู่ด้านซ้ายของเส้นขั้นบันได จะเป็นโลหะ (Metal) ส่วนทางด้านขวาเป็นอโลหะ (Non metal) ส่วนธาตุที่อยู่ติดกับเส้นขั้นบันไดนั้น จะเป็นกึ่งโลหะ (Metalloid)
2. ธาตุทรานซิชัน มีทั้งหมด 8 หมู่ แต่หมู่ 8 มีทั้งหมด 3 หมู่ย่อย จึงมีธาตุต่างๆ รวม 10 หมู่ และมีทั้งหมด 4 คาบ
   ธาตุอินเนอร์ทรานซิชัน มี 2คาบโดยมีชื่อเฉพาะเรียกคาบแรกว่าคาบแลนทาไนด์
3. (Lanthanide series) และเรียกคาบที่สองว่า คาบแอกทิไนด์ (Actinide series) เพราะเป็นคาบที่อยู่ต่อมาจาก 57La (Lanthanum) และ 89Ac (Actinium) ตามลำดับ คาบละ 14 ตัวรวมเป็น 28 ตัว

การจัดเรียงธาตุลงในตารางธาตุ

เมื่อทราบการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุต่างๆ แล้ว จะเห็นว่าสามารถจัดกลุ่มธาตุได้ง่ายขึ้น โดยธาตุที่มีระดับพลังงานเท่ากัน ก็จะถูกจัดอยู่ในคาบเดียวกัน ส่วนธาตุที่มีจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุดเท่ากัน ก็จะถูกจัดอยู่ในหมู่เดียวกัน