ธาตุและสารประกอบ

ความหมายของธาตุและสารประกอบ

            ธาตุ (Element) คือสารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยธาตุหรือสารชนิดเดียวไม่สามารถแยกหรือสลายออกเป็นสารอื่นได้อนุภาคที่เล็กที่สุดของธาตุเรียกว่าอะตอมซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอนวิ่งวนรอบนิวเคลียสที่ประกอบด้วยโปรตอน และ นิวตรอน

ตารางธาตุ

    ตารางธาตุ (Periodictable) คือตารางที่ใช้แสดงรายชื่อธาตุเคมีคิดค้นขึ้นโดยนักเคมีชาวรัสเซียดมีตรีเมนเดเลเยฟ (Dmitri Mendeleev) ในปี พ.ศ. 2412 จากการสังเกตว่าเมื่อนำธาตุที่รู้จักมาวางเรียงตามลำดับเลขอะตอมจะพบว่าคุณสมบัติพื้นฐานบางอย่างคล้ายกันสามารถจำแนกเป็นกลุ่มๆได้ทำให้เกิดรูปแบบตารางธาตุ และพัฒนาต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบัน

               

ที่มา : https://www.pinterest.com/pin/505951339372050403/visual-search/?x=16&y=10&w=530&h=341

ชื่อธาตุแบ่งตามหมู่

• หมู่ 1A ลิเทียม (Lithium) โซเดียม (Sodium -Natrium) โพแทสเซียม (Potassium – Kalium) รูบิเดียม (Rubidium) ซีเซียม (Cesium) แฟรนเซียม(Francium)
• หมู่ 2Aเบริลเลียม (Beryllium) แมกนีเซียม (Magnesium)แคลเซียม (Calcium) สตรอนเชียม (Strontium) แบเรียม (Barium) เรเดียม (Radium)
• หมู่ 3Aโบรอน (Boron) อะลูมิเนียม (Aluminum) แกลเลียม (Gallium) อินเดียม (Indium) แทลเลียม (Thallium)
• หมู่ 4A คาร์บอน (Carbon) ซิลิกอน (Silicon) เจอร์เมเนียม (Germanium) ดีบุก (Tin -Stannum) ตะกั่ว (Lead – Plumbum)
• หมู่ 5A ไนโตรเจน (Nitrogen) ฟอสฟอรัส (Phosphorous) อะซินิค (สารหนู) (Arsenic) พลวง (Antimony -Stibium) บิสมัท (Bismuth)
• หมู่ 6A ออกซิเจน (Oxygen) ซัลเฟอร์ (กำมะถัน) (Sulfur)ซีลีเนียม (Selenium) เทลลูเรียม (Tellurium) พอโลเนียม (Polonium)
• หมู่ 7A ฟลูออรีน (Fluorine) คลอรีน (Chlorine) โบรมีน (Bromine) ไอโอดีน (Iodine) แอสทาทีน (Astatine)
• หมู่ 8A ฮีเลียม (Helium) นีออน (Neon) อาร์กอน (Argon) คริปตอน (Krypton) ซีนอน (Xenon) เรดอน (Radon)

            ธาตุในปัจจุบันมีไม่น้อยกว่า 119 ธาตุ เป็นธาตุที่พบตามธรรมชาติ 83 ธาตุ นอกนั้นเป็นธาตุที่นักวิทยาศาสตร์สังเคราะห์ขึ้น ธาตุที่พบในธรรมชาติ ส่วนใหญ่พบในปริมาณที่แตกต่างกัน ธาตุที่มีมากที่สุดในธรรมชาติ ได้แก่ ออกซิเจน ซึ่งเป็นองค์ประกอบของสารส่วนใหญ่ เช่น น้ำ ประกอบด้วยไฮโดรเจนและออกซิเจน
ในร่างกายมนุษย์เรามีธาตุหลายชนิดที่มีความสำคัญต่อการทำงานของระบบต่างๆ ในร่างกายให้เป็นไปตามปกติ ถ้าขาดธาตุบางชนิดอาจทำให้เกิดความผิดปกติกับร่างกาย เช่น ขาดธาตุเหล็กจะเป็นโรคโลหิตจางเป็นต้น

สมบัติของธาตุ

                สมบัติของธาตุ เป็นลักษณะเฉพาะตัวของธาตุ เช่น สถานะ การนำไฟฟ้า ความหนาแน่น จุดหลอมเหลว สี การเกิดปฏิกิริยาเคมี เป็นต้น ซึ่งใช้ระบุชนิดของธาตุนั้นๆ ได้ เช่น ธาตุไอโอดีนมีลักษณะเป็นของแข็ง มันวาว แข็งเปราะ ไม่นำไฟฟ้า มีจุดหลอมเหลว 113.5 ºC จุดเดือด 184.35 ºC เป็นต้น
               ธาตุต่าง ๆ สามารถจำแนก ได้เป็น 3 กลุ่ม คือ

               1. ธาตุโลหะ (metal) เป็นธาตุที่เกิดจากอะตอมชนิดเดียวกันรวมกันเป็นโครงผลึก ส่วนใหญ่มีสถานะเป็นของแข็ง ผิวมันวาว เหนียว ดึงเป็นเส้นหรือทุบเป็นแผ่นบางๆ ได้ นำไฟฟ้า นำความร้อน ส่วนใหญ่มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง ยกเว้นโลหะที่มีสถานะเป็นของเหลว คือ ปรอท (Hg) ซีเซียม (Cs) ตัวอย่างของธาตุโลหะ เช่น เหล็ก (Fe) ทองแดง (Cu) สังกะสี (Zn) เป็นต้น

            เมื่อใช้ความหนาแน่นเป็นเกณฑ์เราสามารถจำแนกโลหะได้ดังนี้

                        o โลหะหนัก

                        o โลหะเบา

           2. ธาตุอโลหะ (non - metal) ประกอบด้วยอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันที่มีสถานะเป็นทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ อโลหะมีสถานะเป็นของแข็งจะเปราะ ผิวไม่เป็นมันวาว ส่วนใหญ่มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ ยกเว้นธาตุคาร์บอน มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง

          3. ธาตุกึ่งโลหะ (metalloid) เป็นธาตุที่มีคุณสมบัติทั้งโลหะและอโลหะ เช่น ธาตุซิลิคอน (Si) เป็นของแข็งสีเงิน มันวาวเหมือนโลหะ แต่เปราะง่ายเหมือนอโลหะ และนำไฟฟ้าได้เล็กน้อย ธาตุโบรอน (B) เป็นของแข็งสีดำและเปราะเหมือนอโลหะแต่จุดหลอมเหลวสูงเหมือนโลหะ เป็นต้น

              ดังนั้น ธาตุที่กึ่งโลหะ เช่น โบรอน (B) ซิลิคอน (Si) พลวง (Sb) เทลลูเรียม (Te) อาร์เซนิก (As) เป็นต้น

สัญลักษณ์ของธาตุ
                   สัญลักษณ์ของธาตุ เป็นอักษรย่อที่ใช้แทนชื่อธาตุและใช้แทน 1 อะตอมของธาตุ สัญลักษณ์ของธาตุนำมาจากอักษรตัวแรก หรือตัวแรกและตัวถัดไปในภาษาอังกฤษหรือภาษาละติน
                   การเขียนสัญลักษณ์ของธาตุนิยมเขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ ถ้าตัวแรกซ้ำกันให้เขียนตามด้วยตัวถัดไปตามความเหมาะสม แต่เขียนเป็นตัวพิมพ์เล็ก

                   ส่วนการอ่านชื่อธาตุให้อ่านเป็นภาษาอังกฤษ ถึงแม้ว่าสัญลักษณ์ธาตุเป็นภาษาละติน

อนุภาคมูลฐานของอะตอม (fundamental particle of atom) หมายถึงอนุภาคที่เป็นองค์ประกอบของอะตอม ได้แก่

· โปรตอน (proton)

  · นิวตรอน (neutron)

       · อิเล็กตรอน (electron)

                 ภายในอะตอมของธาตุมีโปรตอนกับนิวตรอนอยู่ตรงกลางของอะตอมในส่วนที่เรียกว่า "นิวเคลียส" ซึ่งเป็นมวลส่วนใหญ่ของอะตอม โดยมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่อยู่รอบนิวเคลียสเป็นชั้นๆ แต่ละชั้นเรียกว่า "ระดับพลังงาน" อิเล็กตรอนในแต่ละระดับพลังงานไม่เท่ากัน วงในสุดจะมีพลังงานต่ำสุด และอิเล็กตรอนวงนอกสุดมีพลังงานมากที่สุด ดังรูป

แบบจำลองอะตอมของโบร์

สัญลักษณ์นิวเคลียร์

          เป็นการเขียนสัญลักษณ์ของธาตุ และแสดงจำนวนอนุภาคมูลฐานของอะตอมด้วยเลขอะตอมและเลขมวล

• เลขอะตอม (atomic number) เป็นการเขียนสัญลักษณ์ของธาตุ และแสดงจำนวนอนุภาคมูลฐานของอะตอมด้วยเลขอะตอมและเลขมวล
• เลขมวล (mass number) เป็นเลขแสดงผลบวกของจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่นิวเคลียส เขียนไว้ที่มุมบนซ้ายของสัญลักษณ์

 ตัวอย่างการเขียนสัญลักษณ์เลขมวล การแสดงผลบวกของจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่นิวเคลียส เขียนไว้ที่มุมซ้ายของสัญลักษณ์

ในธรรมชาติพบว่าอะตอมของธาตุบางชนิดอาจมีจำนวนนิวตรอนต่างกันได้ จึงเรียกอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันซึ่งมีโปรตอนเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกันว่า "ไอโซโทป" (isotope)

สมบัติของสารประกอบ

          สมบัติของสารประกอบ สารประกอบจะมีสมบัติเฉพาะตัวที่แตกต่างจากสมบัติของธาตุที่เป็นองค์ประกอบ เช่น ความสามารถในการละลายน้ำ ความเป็นกรด - เบส การเกิดปฏิกิริยาทางเคมี เป็นต้น และสามารถแยกธาตุที่เป็นองค์ประกอบออกได้เมื่อใช้พลังงานบางรูป เช่น พลังงานไฟฟ้าพลังงานความร้อน
   สารประกอบเป็นสารบริสุทธิ์ ที่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน ดังนั้นจึงสามารถแยกสลายให้องค์ประกอบได้เมื่อได้รับพลังงาน เช่น การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า

        "จากการทดลองแยกน้ำด้วยไฟฟ้าจะพบว่า สารประกอบเป็นสารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน ดังนั้นจึงสามารถแยกสลายให้องค์ประกอบได้เมื่อได้รับพลังงาน" ดังตัวอย่าง อธิบายและสรุปต่อไปว่า "สารประกอบและธาตุจัดเป็นสารบริสุทธิ์ มีลักษณะเป็นสารเนื้อเดียว มีสมบัติคงที่ แต่สารประกอบแยกสลายให้องค์ประกอบย่อยได้ ส่วนธาตุไม่สามารถแยกสลายให้องค์ประกอบย่อยได้"

ลักษณะทั่วไปของสารประกอบ

• สารประกอบแต่ละชนิดมีสมบัติที่แตกต่างกันไป
• สารประกอบมีสมบัติแตกต่างไปโดยสิ้นเชิงจากสมบัติของธาตุเดิมที่เป็นองค์ประกอบ
• สารประกอบเกิดขึ้นจากการแลกเปลี่ยนอนุภาคมูลฐานภายในอะตอม เพื่อให้อยู่ในสภาพที่เสถียร
• สารประกอบชนิดหนึ่งๆ จะต้องมีอัตราส่วนของธาตุที่เป็นองค์ประกอบคงที่
• สารประกอบมีทั้งสถานะที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ เช่น  

       ของแข็ง => กลูโคส (C₆H₁₂O₆), หินปูน (CaCo₃), สนิมเหล็ก (Fe₂O₃) และปูนขาว (CaO) เป็นต้น
       ของเหลว => น้ำ (H₂O), เอธานอล (C₂H₅OH) และอะซิโตน (CH₃COCH₃) เป็นต้น

       ก๊าซ => คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂), มีเธน (CH₄) และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂) เป็นต้น

ประโยชน์ของธาตุและสารประกอบ มีดังนี้

1. ประโยชน์ของธาตุโลหะและอโลหะธาตุที่มีสมบัติเป็นโลหะและอโลหะมีประโยชน์ต่อมนุษย์ทั้งในด้านสรีรวิทยาและการนำไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวัน
2. ประโยชน์ของสารประกอบ มนุษย์ได้นำสารประกอบมาใช้ประโยชน์ทั้งด้านอุปโภคและบริโภคมากมาย

แหล่งอ้างอิง

ที่มา : นายสราวุธ สุธีรวงศ์.(2016).ธาตุและสารประกอบ. ค้นหาเมื่อวันที่ 1 ธันวาคม  2559,จาก http://www.krusarawut.net/wp/?p=16900

ที่มา: สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.).(2017).ธาตุและสารประกอบ.ค้นหาเมื่อวันที่ 1 ธันวาคม 2559,จาก http://www.scimath.org/lesson-chemistry/item/7175-2017-06-05-13-51-33

ที่มา : กชพร ชูชาติพงษ์.(2015).ธาตุและสารประกอบ.ค้นหาเมื่อวันที่ 1 ธันวาคม 2559,จาก https://sites.google.com/site/wwwchemnopeecom/home/neuxha/bth-thi3-thatu-laea-sarprakxb

ที่มา : ครูโอ๋ สื่อการเรียนการสอน.(6 กรกฏาคม 2558).องค์ประกอบ สมบัติของธาตุและสารประกอบ - สื่อการเรียนการสอน วิทยาศาสตร์ ม.2. [Video file].จาก  https://www.youtube.com/watch?v=qXSMRHhDgy8