หนงสอเรยนรายวชาพนฐาน วทยาศาสตร

ชนมธยมศกษาปท ๕

ตามมาตรฐานการเรยนรและตวชวด กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร (ฉบบปรบปรง พ.ศ. ๒๕๖๐)

ตามหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช ๒๕๕๑

สถาบนพฒนาคณภาพวชาการ (พว.)

๑๒๕๖/๙ ถนนนครไชยศร แขวงถนนนครไชยศร เขตดสต กรงเทพฯ ๑๐๓๐๐

โทร. ๐-๒๒๔๓-๘๐๐๐ (อตโนมต ๑๕ สาย), ๐-๒๒๔๑-๘๙๙๙

แฟกซ : ทกหมายเลข, แฟกซอตโนมต : ๐-๒๒๔๑-๔๑๓๑, ๐-๒๒๔๓-๗๖๖๖

website : www.iadth.com

ดร.นตกร ออนโยน

อาจารยจตตร จตแจง

อาจารยกนกรส ถมปลก

ผชวยศาสตราจารย ดร.มนภทร วงษบตร

ดร.วกตต ศรศกดสนทร

ดร.ศภกาญจน รตนกร

รองศาสตราจารย ดร.พมพนธ เดชะคปต

รองศาสตราจารย ดร.สมใจ เพงปรชา

ผเรยบเรยง

ผตรวจ

บรรณาธการ

สงวนลขสทธ

สำานกพมพ บรษทพฒนาคณภาพวชาการ (พว.) จำากด

พ.ศ. ๒๕๖๒

พมพครงท ๑ จำานวน ๒๐,๐๐๐ เลม

สารและสมบตของสารวทยาศาสตรกายภาพ

คานา สารบญหนวยการเรยนรท 1 อะตอม 6

1. พฒนาการของแบบจาลองอะตอม 8

2. อนภาคมลฐานภายในอะตอม 13

3. สญลกษณนวเคลยร 15

4. ไอโซโทป 17

5. ไอออนของธาต 19

คาถามทายหนวยการเรยนรท 1 อะตอม 21

หนวยการเรยนรท 2 ตารางธาต 22

1. ววฒนาการของตารางธาต 24

1.1ตารางธาตในปจจบน 26 1.2การเรยกชอธาต 28 1.3ธาตเรพรเซนเททฟและธาตแทรนซชน 29 2. ธาตโลหะและธาตอโลหะ 33 3. ธาตกมมนตรงส 35 3.1สมการนวเคลยร38 3.2ปฏกรยานวเคลยร 39 3.3ครงชวตของธาตกมมนตรงส 41 3.4ประโยชนและการปองกนอนตรายจากธาตกมมนตรงส43 4. ธาตและสารประกอบ 45

คาถามทายหนวยการเรยนรท 2 ตารางธาต 47

หนา แผนการศกษาแหงชาต พ.ศ. 2560-2579 ไดกำาหนดวสยทศนไวดงน “คนไทยทกคนไดรบ

การศกษาและเรยนรตลอดชวตอยางมคณภาพ ดำารงชวตอยางเปนสข สอดคลองกบหลกปรชญา

ของเศรษฐกจพอเพยง และการเปลยนแปลงของโลกในศตวรรษท 21” เปาหมายดานผเรยน โดยมง

พฒนาผ เรยนทกคนใหมคณลกษณะและทกษะการเรยนร ในศตวรรษท 21 ประกอบดวย

ทกษะพนฐานอานออก เขยนได และคดเลขเปนและทกษะสำาคญอก 8ประการดงน 1.ทกษะดาน

การคดอยางมวจารณญาณและทกษะในการแกปญหา 2. ทกษะดานการสรางสรรคและนวตกรรม

3.ทกษะดานความเขาใจตางวฒนธรรมและตางกระบวนทศน 4. ทกษะดานความรวมมอการทำางาน

เปนทมและภาวะผนำา 5. ทกษะดานการสอสาร สารสนเทศ และการรเทาทนสอ 6. ทกษะดาน

คอมพวเตอร และเทคโนโลยสารสนเทศและการสอสาร 7. ทกษะอาชพและทกษะการเรยนร

และ8.ความมเมตตากรณามวนยคณธรรมและจรยธรรม

หนงสอเรยนรายวชาพนฐาน วทยาศาสตร วทยาศาสตรกายภาพ สารและสมบตของสาร

ชนมธยมศกษาปท 5 จดทำาตามมาตรฐานการเรยนรและตวชวด กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร

(ฉบบปรบปรงพ.ศ.2560)ตามหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐานพทธศกราช2551โดยมเนอหา

และกระบวนการสอดคลองกบทกษะการเรยนรในศตวรรษท 21 เนนการเสรมสรางการสบสอบ

การทำาโครงงาน และสะเตม ดวยกระบวนการทางวทยาศาสตรและจตวทยาศาสตร เสรมสราง

สมรรถนะสำาคญตามหลกสตร และบรณาการหลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยง เปนหนงสอเรยน

ทมลกษณะเฉพาะ คอ ใหผ เรยนเรยนรกระบวนการทางวทยาศาสตรควบคกบเนอหาท เนน

องคความร(bodyofknowledge)

ผเรยนในระดบชนมธยมศกษาปท 5 จะไดเรยนร เรอง อะตอม ตารางธาต พนธะเคม

สารประกอบอนทรยและพอลเมอรและปฏกรยาเคมและอตราการเกดปฏกรยาเคม

สถาบนพฒนาคณภาพวชาการ (พว.) หวงเปนอยางยงวา หนงสอเรยนเลมน จะเปนประโยชน

ตอผเรยนเพอบมเพาะผเรยนใหเปนคนไทย4.0สความเปนประเทศไทย4.0

สถาบนพฒนาคณภาพวชาการ (พว.)

หนา หนา

หนวยการเรยนรท 3 พนธะเคม 50

1. การเกดพนธะเคม 52

2. พนธะไอออนก 55

2.1การเขยนสตรสารประกอบไอออนก 57

2.2การอานชอสารประกอบไอออนก 58

2.3การละลายของสารประกอบไอออนก 59

3. พนธะโคเวเลนซ 62

3.1การวาดสตรโครงสรางประกอบโคเวเลนซ 64

3.2การอานชอสารประกอบโคเวเลนซ 65

3.3แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนซ 66

3.4สมบตของสารโคเวเลนซ 69

คาถามทายหนวยการเรยนรท 3 พนธะเคม 72

หนวยการเรยนรท 4 สารประกอบอนทรยและพอลเมอร 76

1. สารประกอบอนทรย 78

1.1ธาตคารบอนกบโครงสรางและประเภท

ของสารประกอบอนทรย 79

1.2การจำาแนกประเภทของสารประกอบไฮโดรคารบอน 82

1.3สมบตของความเปนกรด-เบสของสารประกอบอนทรย 85

1.4สมบตการละลายในตวทำาละลายชนดตางๆ

ของสารประกอบอนทรย 87

2. พอลเมอร 89

2.1โครงสรางและสมบตของพอลเมอร89

2.2โครงสรางและสมบตของพลาสตก96

2.3ผลกระทบของการใชผลตภณฑ

จากพอลเมอรตอสงแวดลอม100

2.4วสดยดหยน104

2.5เสนใยสงเคราะห105

คาถามทายหนวยการเรยนรท 4 สารประกอบอนทรย

และพอลเมอร 106

หนวยการเรยนรท 5 ปฏกรยาเคมและอตราการเกดปฏกรยาเคม 110

1. การเกดปฏกรยาเคมและสมการเคม 112

1.1การเกดปฏกรยาเคม 112

1.2สมการเคม114

2. อตราการเกดปฏกรยาเคม 116

2.1ปจจยทมผลตออตราการเกดปฏกรยาเคม 118

3. การนาปจจยทมผลตออตราการเกดปฏกรยาเคมไปใชประโยชน 127

3.1การพรองของชนโอโซนของโลก 128

3.2การสงเคราะหแอมโมเนยดวยวธฮาเบอร130

3.3เครองฟอกไอเสยเชงเรงปฏกรยา

หรอแคทาลตกคอนเวอรเตอร 131

4. ปฏกรยารดอกซ 133

คาถามทายหนวยการเรยนรท 5 ปฏกรยาเคมและ

อตราการเกดปฏกรยาเคม 135

บรรณานกรม 136

1

หนวยการเรยนรท

อะตอม

แผนผงหวขอหนวยการเรยนร

ตวชวด

พฒนาการของแบบจำาลองอะตอม

ไอออนของธาต สญลกษณนวเคลยร

อนภาคมลฐานภายในอะตอม

ไอโซโทป

1. เปรยบเทยบความเหมอนและความแตกตางของแบบจำาลองอะตอมของโบรกบแบบจำาลองอะตอมแบบกลมหมอก

(ว2.1ม.5/2)

2. ระบจำานวนโปรตอนนวตรอนและอเลกตรอนของอะตอมและไอออนทเกดจากอะตอมเดยว(ว2.1ม.5/3)

3. เขยนสญลกษณนวเคลยรของธาตและระบการเปนไอโซโทป(ว2.1ม.5/4)

อะตอม

สญลกษณนวเคลยรnuclear symbol

เลขมวลสญลกษณธาต

เลขอะตอม

xO Ne16 20

8 10

A

สญลกษณธาต

เลขมวล = จำ�นวนโปรตอน + นวตรอน

เลขอะตอม = จำ�นวนโปรตอนในนวเคลยส

XAZ

Z

1. เขยนเลขอะตอมไวมมลางซาย

2. เขยนเลขมวลไวมมบนซายของสญลกษณธาต

สญลกษณนวเคลยรธาตออกซเจน (O)เลขมวล = 16 เลขอะตอม = 8

สญลกษณนวเคลยรธาตนออน (Ne)เลขมวล = 20 เลขอะตอม = 10

วธการเขยนสญลกษณนวเคลยรตามหลกสากล

ตวอยางสญลกษณนวเคลยรของธาต

สารและสมบตของสาร ชนมธยมศกษาปท 58 อะตอม 9

ภาพท 1.1 พฒนาการของแบบจำาลองอะตอม

1. พฒนาการของแบบจำาลองอะตอม

อะตอม (atom) เปนภาษากรก แปลวา แบงไมไดอก เปนคำาทใชแทนหนวยทเลกทสดของสสาร

โดยนกปรชญากรกชอดโมครตส(Democritus)ไดเสนอแนวคดไวขณะนนวาสสารประกอบดวยอนภาค

ทเลกทสดซงไมสามารถแบงแยกใหเลกตอไปไดและเรยกอนภาคทเลกทสดนวาอะตอม

ถาเราสามารถแบงนำาตาลทรายใหเลกลงไดเรอยๆหนวยทเลกทสดของนำาตาลทราย

จะมลกษณะเปนอยางไร

แบบจำาลองอะตอมหมายถงอะไร

แบบจำาลองอะตอมมพฒนาการเปนอยางไร

แบบจำาลองอะตอมของโบรกบแบบจำาลองอะตอมแบบกลมหมอกเหมอนและแตกตางกนอยางไร

สรปผลการทำากจกรรมนไดอยางไร

คาถามสาคญ

แบบจำ�ลองอะตอมมพฒน�ก�รอย�งไร

กจกรรมท

แบบจำาลองอะตอมของดอลตน

แบบจำาลองอะตอมของทอมสน

แบบจำาลองอะตอมของรทเทอรฟอรด

แบบจำาลองอะตอมของนลส โบร

แบบจำาลองอะตอมแบบกลมหมอก

+++

+

-

- -

-

วธทา

แบงกลมแตละกลมรวมกนสบคนขอมลเกยวกบพฒนาการของแบบจำาลองอะตอม

จากแหลงการเรยนรตางๆจากนนนำาเสนอดวยผงกราฟก

1.1 พฒนาการของแบบจำาลองอะตอม

อเลกตรอนเนอทอะตอมมประจบวก

อเลกตรอน

นวเคลยส

ภาพท 1.2 แบบจำาลองอะตอมของดอลตน

แบบจาลองอะตอมของดอลตน

จอหนดอลตน (JohnDalton)นกวทยาศาสตรชาวองกฤษและเปนนกวทยาศาสตรคนแรกทได

รวบรวมเรองราวเกยวกบอะตอมและทำาใหเราเขาใจเกยวกบอะตอมในชวงพ.ศ.2347สรปไดดงน

1. สสารประกอบดวยอนภาคทเลกทสดเรยกวาอะตอมซงแบงแยกสรางขนหรอสญหายไปไมได

2. อะตอมของธาตเดยวกนมสมบตเหมอนกนและแตกตางจากธาตชนดอน

3. สารประกอบเกดจากการรวมกนทางเคมระหวางอะตอมของธาตสองชนดหรอมากกวาสองชนด

โดยมจำานวนอะตอมของธาตแตละชนดเปนจำานวนแนนอนในสารประกอบนน

ตอมามการคนพบวาอะตอมประกอบดวยอนภาคทเลกกวาลงไปอกคออนภาคโปรตอนนวตรอน

และอเลกตรอน นนหมายความวา อะตอมจงไมใชอนภาคทเลกทสดและยงสามารถแบงแยกใหเลก

ตอไปไดอก

อะตอมมลกษณะเปนทรงกลมตนมขนาดเลกมาก

ซงแบงแยกสรางขนหรอสญหายไปไมได

แบบจำ�ลองอะตอมเปนมโนภ�พทนกวทย�ศ�สตรสร�งขน

โดยอ�ศยขอมลทไดจ�กก�รทดลองเพออธบ�ยเกยวกบ

โครงสร�งภ�ยในของอะตอม

+++

+

-

- -

-

แผนทองคำา ตวปลอยอนภาคแอลฟา

การใชแบบจำาลองอธบายผลการทดลองของรทเทอรฟอรดฉากตรวจวด ชองเปด

การทดลองของรทเทอรฟอรด

สารและสมบตของสาร ชนมธยมศกษาปท 510 อะตอม 11

แบบจาลองอะตอมของทอมสน

เซอรโจเซฟจอหนทอมสน(SirJosephJohnThomson)ไดทำาการทดลองโดยใชหลอดรงสแคโทด

เพอศกษาโครงสรางภายในอะตอมและจากขอคนพบจงไดเสนอแบบจำาลองอะตอมขนใหมดงน

อะตอมมลกษณะเปนรปทรงกลมประกอบดวยอนภาคโปรตอนซงมประจไฟฟาบวกและอเลกตรอน

ซงมประจไฟฟาลบ อะตอมโดยปกตอยในสภาพเปนกลางทางไฟฟา ซงทาใหทงสองประจนมจานวน

เทากนและกระจายอยทวไปอยางสมาเสมอภายในอะตอม

ภาพท 1.3 แบบจำาลองอะตอมของทอมสน

ภาพท 1.4 การทดลองของรทเทอรฟอรด ภาพท 1.5 ขยายแผนทองคำาแสดงเสนทางการเคลอนทของอนภาคแอลฟา

แบบจาลองอะตอมของรทเทอรฟอรด

ลอรดเออรเนสตรทเทอรฟอรด(LordErnest

Rutherford) ไดศกษาเรองราวเกยวกบอะตอม

โดยทำาการทดลองยงอนภาคแอลฟาซงมประจบวก

และมมวลมากเขาไปยงแผนทองคำ า และใช

ฉากเรองแสงกนเพอตรวจสอบการเคลอนทของ

อนภาคแอลฟาปรากฏวาอนภาคแอลฟาสวนใหญ

เคลอนทเปนเสนตรง มการเบยงเบนเกดขนบาง

และนอยครงทเกดการสะทอนกลบดงภาพ

อเลกตรอน

เนออะตอมทมประจบวก ภาพท 1.6 แบบจำาลองอะตอมของรทเทอรฟอรด

ภาพท 1.7 แบบจำาลองอะตอมของโบร

ในอดตนกวทยาศาสตรรจกแตอเลกตรอนกบโปรตอน และอเลกตรอนมมวลนอยมาก ดงนน

รทเทอรฟอรดจงลงขอสรปจากผลการทดลองดงกลาววา อนภาคทรวมกนอยตรงกลางนาจะเปนกลม

อนภาคของโปรตอนและไดเสนอแบบจำาลองขนใหมดงน

อะตอมประกอบดวยนวเคลยสทมโปรตอนรวมกนอยตรงกลางและมอเลกตรอนวงรอบๆ นวเคลยส

นวเคลยสมขนาดเลก แตมมวลมากและมประจบวก สวนอเลกตรอนมมวลนอยมากและมประจลบ

จานวนอเลกตรอนเทากบจานวนโปรตอน

แบบจาลองอะตอมของโบร

แบบจำาลองของรทเทอรฟอรดมขอนาสงสยวาอเลกตรอนทอยรอบนวเคลยสนนมลกษณะใด

นลส โบร (NielsBohr) จงไดศกษาเกยวกบอะตอมจากสเปกตรมของแสงทไดจากการเผาสารประกอบ

ซงไดขอคนพบสำาคญคอ เมออเลกตรอนไดรบพลงงานจะถกกระตนแลวเลอนขนไปสระดบพลงงาน

ทสงขนแตเนองจากไมเสถยรจงกลบสระดบพลงงานทตำากวาพรอมกบคายพลงงานออกมา

ดงนนจงทำาใหทราบวาอเลกตรอนทอยรอบๆนวเคลยสนน

ไมไดอยรวมกนทเดยวทงหมด แตอยเปนระดบพลงงาน

รอบนวเคลยสจงสรางสมมตฐานเกยวกบแบบจำาลองอะตอม

ขนมาใหมโดยแบบจำาลองอะตอมใหมจงเปนระดบพลงงาน

ทมคาพลงงานเฉพาะคลาย ๆ กบวงโคจรของดาวเคราะห

รอบดวงอาทตย และเรยกอ เลกตรอนชนทอย ใกล

นวเคลยสทสดและมพลงงานตำาสดวา ระดบพลงงาน K

หรอ n=1 และเรยกระดบพลงงาน LMN ทอยถดไป

n=2n=3และn=4ตามลำาดบดงภาพ

นวเคลยส

อเลกตรอน

สารและสมบตของสาร ชนมธยมศกษาปท 512 อะตอม 13

แบบจาลองอะตอมแบบกลมหมอก

นกวทยาศาสตรไดทำาการศกษาคนควาเพมเตม

ทำาใหไดขอมลท เชอไดวาอเลกตรอนไมไดเคลอนท

เปนวงกลมและเปนชนตามแบบจำาลองอะตอมของโบร

แตเคลอนทเปนรปทรงตาง ๆ ตามระดบพลงงานของ

อเลกตรอน ตลอดจนอเลกตรอนมขนาดเลกมากและ

เคลอนทอยางรวดเรวตลอดเวลาไปทวท งอะตอม

จงไมสามารถบอกตำาแหนงทแนนอนของอเลกตรอนได

แต ม โ อก าสท จ ะพบอ เ ล กตรอนรอบน ว เคล ยส

บางบรเวณเทานน ทำาใหสรางมโนภาพไดวาอะตอม

ประกอบดวยกลมหมอกอเลกตรอนรอบนวเคลยส

ดงภาพภาพท 1.8 แบบจำาลองอะตอมแบบกลมหมอก

อาชพนาร

นกวทยาศาสตร(scientist)คอบคคลผมความเชยวชาญดานวทยาศาสตรอยางนอยหนงสาขา

เชนเคมฟสกสชววทยาและใชหลกวธทางวทยาศาสตรในการคนควาวจย

2. อนภาคมลฐานภายในอะตอม

จากการศกษาเกยวกบโครงสรางของอะตอมซงมขอมลตางๆจากการทดลองมาสนบสนนมากมาย

สรปไดวา อะตอมประกอบดวยอนภาคมลฐานทสำาคญ 3 ชนด คอ อเลกตรอน (electron) โปรตอน

(proton)และนวตรอน(neutron)

ลองจนตนาการและวาดรปของอะตอมในความคดขนมาโดยใหมองคประกอบทงอเลกตรอน

โปรตอนและนวตรอนครบถวน

ภายในนวเคลยสของอะตอมมอนภาคมลฐานอะไรบาง

อะตอมของธาตแตละชนดจะมจำานวนอนภาคมลฐานแตกตางกนหรอไมอยางไร

อนภาคมลฐานแตละชนดมสมบตเปนอยางไร

สรปผลการทำากจกรรมนไดอยางไร

คาถามสาคญ อนภ�คมลฐ�นภ�ยในอะตอม

แตละชนดมสมบตเปนอย�งไร

แบงกลม แตละกลมรวมกนสบคนขอมลเกยวกบอนภาคมลฐานภายในอะตอมตลอดจนสมบต

พนฐานของอนภาคมลฐานแตละชนดจากแหลงการเรยนรตางๆจากนนนำาเสนอดวยผงกราฟก

1. 2กจกรรมท

วธทา

อนภาคมลฐานภายในอะตอม

+

สารและสมบตของสาร ชนมธยมศกษาปท 514 อะตอม 15

อะตอมประกอบดวยอนภาคมลฐานทสำาคญ 3ชนด

คออเลกตรอน(electron)โปรตอน(proton)และนวตรอน

(neutron) โดยอนภาคโปรตอนกบอนภาคนวตรอน

อยดวยกนอยางหนาแนนในบรเวณเลกๆ ตรงใจกลางของ

อะตอมเรยกบรเวณนวา นวเคลยส (nucleus) และ

มอเลกตรอนเคลอนทรอบนวเคลยสดวยความเรวสง

จงมลกษณะคลายกบมกลมหมอกของประจลบปกคลม

อยโดยรอบดงภาพ

อะตอมของธาตแตละชนดจะมจำานวนอนภาคมลฐานทงจำานวนโปรตอนอเลกตรอนและนวตรอน

แตกตางกนไปโดยจำานวนโปรตอนจะเปนตวกำาหนดความแตกตางของธาตแตละชนด

ตารางท1.1 สญลกษณมวลและประจของอนภาคมลฐานภายในอะตอม

อนภาค สญลกษณ มวล(g)ประจ

คลอมบ คาประจ

อเลกตรอน e- 9.109Ö10-28 -1.6002Ö10-19 -1

โปรตอน p+ 1.67Ö10-24 +1.6002Ö10-19 +1

นวตรอน n 1.67Ö10-24 0 0

ทมา:SeagerS.L.andSlabaughM.R.(2011).IntroductoryChemistryforToday.

ภาพท 1.9 อะตอมและอนภาคทพบในอะตอม

อเลกตรอน (-)

โปรตอน (+)

นวตรอน (0)

ตารางท1.2เลขอะตอมเลขมวลชนดและจำานวนอนภาคของธาตบางชนด

ธาต เลขอะตอม โปรตอน นวตรอน อเลกตรอน เลขมวล สญลกษณนวเคลยร

Ne 10 20

P 15 16 15

O 8 8 8

Ca 20 20

F 9 10

3. สญลกษณนวเคลยร

อะตอมของธาตแตละชนดประกอบดวยอนภาคมลฐานสำาคญจำานวน 3 ชนดคอ อนภาคโปรตอน

อนภาคนวตรอนและอนภาคอเลกตรอนซงธาตแตละชนดจะมจำานวนอนภาคมลฐานเหลานแตกตางกนไป

องคประกอบของสญลกษณนวเคลยรมอะไรบาง

การเขยนสญลกษณนวเคลยรตามหลกสากลมหลกการอยางไร

สรปผลการทำากจกรรมนไดอยางไร

คาถามสาคญ นกวทย�ศ�สตรส�ม�รถแสดงจำ�นวน

อนภ�คมลฐ�นในอะตอมของธ�ตแตละชนดไดอย�งไร

1. แบงกลมแตละกลมรวมกนสบคนขอมลเกยวกบองคประกอบของสญลกษณนวเคลยร

และวธเขยนสญลกษณนวเคลยรจากแหลงการเรยนรตางๆ

2. นำาความรทไดจากขอ1เขยนสญลกษณนวเคลยรของธาตดงน

1. 3กจกรรมท

วธทา

สญลกษณนวเคลยร

สารและสมบตของสาร ชนมธยมศกษาปท 516 อะตอม 17

เมอนกวทยาศาสตรตองการจะใหขอมลรายละเอยดของธาตใด ๆ กจะเขยนเปนสญลกษณ

โดยในยคแรกนกวทยาศาสตรไดคดสญลกษณของธาตดวยภาพตาง ๆ แตตอมามการคนพบธาตใหม

เพมมากขน จงไดเปลยนมาใชสญลกษณแทน เรยกวา สญลกษณนวเคลยร (nuclear symbol)

เพอแสดงรายละเอยดเกยวกบอนภาคมลฐานภายในอะตอม ดงนน สญลกษณนวเคลยร จงเปน

สงทเขยนแทนชอธาตพรอมแสดงเลขอะตอมและเลขมวล ซงจะบอกรายละเอยดเกยวกบจำานวน

อนภาคมลฐานภายในอะตอมนนเอง

วธเขยนสญลกษณนวเคลยรตามหลกสากลมดงน

1. เขยนเลขอะตอมไวมมลางซาย

2. เขยนเลขมวลไวมมบนซายของสญลกษณธาต

เลขอะตอม (atomic number) คอ ตวเลขทแสดงจำานวนโปรตอนทอยในนวเคลยสของธาต

แทนดวยสญลกษณZซงธาตชนดเดยวกนตองมจำานวนโปรตอนหรอเลขอะตอมเทากนในขณะเดยวกน

เลขอะตอมยงบงบอกถงจำานวนอเลกตรอน เมออะตอมมสมบตเปนกลางทางไฟฟา กลาวคอมจำานวน

โปรตอนเทากบจำานวนอเลกตรอน

เลขมวล (mass number) คอ ผลรวมของจำานวนโปรตอนและนวตรอนในนวเคลยส เลขมวล

ไมใชมวลอะตอมและมจำานวนเตมเสมอแทนดวยสญลกษณA

เลขมวล

เลขอะตอม

สญลกษณ

X

A

Z

ความหมาย

สญลกษณธาต

เลขมวล = จำานวนโปรตอน+นวตรอน

เลขอะตอม = จำานวนโปรตอนในนวเคลยส

A

XZ

ตวอยาง

สญลกษณนวเคลยรทกำาหนดให199Fมจำานวนโปรตอนอเลกตรอนและนวตรอนจำานวนเทาใด

ธาตF จำานวนโปรตอน(Z) = 9

จำานวนอเลกตรอน = จำานวนโปรตอน=9

จำานวนนวตรอน = A-Z

= 19-9

= 10

4. ไอโซโทป

อะตอมของธาตโดยทวไปจะเปนกลางทางไฟฟา ซงมจำานวนโปรตอนเทากบจำานวนอเลกตรอน

ภายหลงตอมาเฟรเดอรกซอดด(FrederickSoddy)นกเคมชาวองกฤษไดคนพบวามธาตชนดเดยวกน

แตมจำานวนนวตรอนทแตกตางกน

คาถามสาคญ อะตอมของธ�ตชนดเดยวกน

แตมจำ�นวนนวตรอนไมเท�กนเรยกว�อะไร

แบงกลม แตละกลมรวมกนสบคนขอมลเกยวกบไอโซโทปของธาต จากแหลงการเรยนรตาง ๆ

จากนนนำาเสนอดวยผงกราฟกประเภทผงความคด

1. 4กจกรรมท

วธทา

ไอโซโทป

ไอโซโทปคออะไร

ยกตวอยางธาตทเปนไอโซโทปกน

สรปผลการทำากจกรรมนไดอยางไร

อะตอมของธาตชนดเดยวกนจะมจำานวนโปรตอนและอเลกตรอนเทากนแตจำานวนนวตรอน

อาจจะไมเทากนกไดซงมผลทำาใหเลขมวลตางกนเชน168O17

8O18

8O

ตารางท1.3 จำานวนอนภาคมลฐานภายในแตละไอโซโทปของธาต

สญลกษณนวเคลยร จานวนโปรตอน จานวนอเลกตรอน จานวนนวตรอน เลขมวล168O 8 8 8 16

178O 8 8 9 17

188O 8 8 10 18

อะตอมของธาตออกซเจนทง 3 อะตอมขางตน มจำานวนโปรตอนและอเลกตรอนเทากน

แตมจำานวนนวตรอนไมเทากนเรยกวาเปนไอโซโทปกน

สารและสมบตของสาร ชนมธยมศกษาปท 518 อะตอม 19

ไอโซโทป(isotope)หมายถงอะตอมของธาตเดยวกนทมจำานวนโปรตอนเทากนแตนวตรอนตางกน

นนคอเปนอะตอมทมเลขอะตอมเหมอนกนแตมเลขมวลตางกน

การอานชอไอโซโทปใหเรยกชอธาตแลวตามดวยเลขอะตอมดงน

168O อานวา ออกซเจน16

178O อานวา ออกซเจน17

188O อานวา ออกซเจน18

อยางไรกตามสำาหรบไอโซโทปทสำาคญๆบางตวจะมชอเรยกเฉพาะ เชน อะตอมของไฮโดรเจน

มจำานวน3ไอโซโทปซงมชอเรยกแตกตางกนดงน

ตารางท1.4 ชอจำานวนโปรตอนนวตรอนและอเลกตรอนของอะตอมไฮโดรเจน

สญลกษณนวเคลยร ชอ จานวนโปรตอน จานวนนวตรอน จานวนอเลกตรอน

11H

ไฮโดรเจน(hydrogen)

หรอโปรเทยม(protium)1 0 1

21H ดวทเรยม(deuterium) 1 1 131H ทรเทยม(tritium) 1 2 1

ไอโซโทปของธาตอนๆ

•ไอโซโทปของธาตยเรเนยมประกอบดวยยเรเนยม-238(238U)ยเรเนยม-235(235U)

•ไอโซโทปของธาตคารบอนประกอบดวยคารบอน-12(12C)คารบอน-13(13C)คารบอน-14(14C)

5. ไอออนของธาต

คาถามสาคญ

ไอออนบวกและไอออนลบเกดขนไดอย�งไร

1. 5กจกรรมท

วธทา

ไอออนของธาต

อะตอมของธาตโดยทวไปจะมสมบตเปนกลางทางไฟฟา กลาวคอมจำานวนโปรตอนเทากบจำานวน

อเลกตรอนแตหากอะตอมของธาตมจำานวนโปรตอนและอเลกตรอนไมเทากนจะเกดสภาวะทไมเปนกลาง

ทางไฟฟาเกดขน เรยกสภาวะนวา ไอออน (ion) ซงสามารถเกดไดทงไอออนบวก (cation) และ

ไอออนลบ(anion)

1. ดนนำามน 5 กอน

2. กระดาษแขงสขาว 2 แผน

1. แบงกลมแตละกลมรวมกนสบคนขอมลเกยวกบการเกดไอออนของธาต

จากแหลงการเรยนรตางๆจากนนเขยนบนทกดวยแผนภาพความคด

2. แตละกลมรวมกนวางแผนออกแบบและสรางแบบจำาลองเพอแสดงการเกดไอออนบวก

และไอออนลบของธาตโดยใชวสดอปกรณทเตรยมไวให

อะตอมโดยทวไปมสมบตเปนกลางทางไฟฟาหมายความวาอยางไร

Mg2+ซงเปนไอออนบวกเกดขนไดอยางไร

O2-ซงเปนไอออนลบเกดขนไดอยางไร

สรปผลการทำากจกรรมนไดอยางไร

วสดอปกรณ

สารและสมบตของสาร ชนมธยมศกษาปท 520 อะตอม 21

ไอออนบวก(cation)เกดจากอะตอมสญเสยอเลกตรอนออกไปจากอะตอมเพอใหจำานวนอเลกตรอน

วงนอกสดครบ 8 ตว ตามกฎออกเตต (octet rule) ซงจะเกดกบธาตในกลมโลหะซงอยทางดานซาย

ของตารางธาตโดยถาอะตอมสญเสยอเลกตรอนจำานวน1ตวอะตอมนนจะกลายเปนไอออนทมประจ+1

แตถาสญเสยอเลกตรอนมากกวา 1 ตวขนไป จะมจำานวนประจของไอออนตามจำานวนอเลกตรอน

ทสญเสยไปเชนอะลมเนยมซงมสญลกษณนวเคลยรคอ2713Al

สญเสยอเลกตรอนวงนอก 3 ตว

อะลมเนยมอะตอม (Al) อะลมเนยมไอออน (Al3+)

จำานวนโปรตอน = 13

จำานวนนวตรอน = 14

จำานวนอเลกตรอน = 13

ประจ = 0

จำานวนโปรตอน = 13

จำานวนนวตรอน = 14

จำานวนอเลกตรอน = 10

ประจ = +3

ไอออนลบ (anion) เกดจากอะตอมรบอเลกตรอนเขามาในอะตอม เพอใหจำานวนอเลกตรอน

วงนอกสดครบ 8 ตว ตามกฎออกเตต (octet rule) ทำาใหมจำานวนอเลกตรอนในอะตอมเพมมากขน

ซงจะเกดกบธาตในกลมอโลหะซงอยทางดานขวาของตารางธาตโดยถาอะตอมรบอเลกตรอนเขามาจำานวน

1ตวอะตอมนนจะกลายเปนไอออนทมประจ-1แตถารบอเลกตรอนมากกวา1ตวขนไปจะมจำานวนประจ

ของไอออนตามจำานวนอเลกตรอนทรบเขามาเชนคลอรนซงมสญลกษณนวเคลยรคอ3517Cl

รบอเลกตรอน 1 ตว

คลอรนอะตอม (Cl) คลอไรดไอออน (Cl-)

จำานวนโปรตอน = 17

จำานวนนวตรอน = 18

จำานวนอเลกตรอน = 17

ประจ = 0

จำานวนโปรตอน = 17

จำานวนนวตรอน = 18

จำานวนอเลกตรอน = 18

ประจ = -1

คาถามทายหนวยการเรยนรทอะตอม

1. แบบจำาลองอะตอมของดอลตนและแบบจำาลองอะตอมของทอมสนมความเหมอนและแตกตางกน

อยางไรบาง

2. แบบจำาลองอะตอมของทอมสนและแบบจำาลองอะตอมของรทเทอรฟอรดมความเหมอนและแตกตางกน

อยางไรบาง

3. แบบจำาลองอะตอมของรทเทอรฟอรดและแบบจำาลองอะตอมของโบรมความเหมอนและแตกตางกน

อยางไรบาง

4. อะตอมทเปนกลางทางไฟฟาจะมจำานวนอนภาคใดเทากนเพราะเหตใดจงเปนเชนนน

5. ใชขอมลสญลกษณนวเคลยรตอไปน4020T36

18D42

20W35

17Zแลวตอบคำาถามขอ5.1-5.3

5.1 ธาตชนดใดมจำานวนนวตรอนเทากน

5.2 ธาตใดทเปนไอโซโทปกนเพราะเหตใด

5.3 ธาตชนดใดมจำานวนอเลกตรอนนอยทสด

6. เตมขอมลลงในตารางใหสมบรณ

ตารางท1.5 เลขอะตอมเลขมวลชนดและจำานวนอนภาคและสญลกษณนวเคลยรของไอออนบางชนด

ไอออน เลขอะตอม โปรตอน นวตรอน อเลกตรอน เลขมวล สญลกษณนวเคลยร

F 10 19

Al3+ 10 27

O2- 8 16

Ba2+ 56 81

N3- 7 14

7. 4020Ca2+มจำานวนอนภาคมลฐานแตละชนดเปนเทาใด

8. ไอออนใดมจำานวนอเลกตรอนเทากน2311Na+27

13Al3+24

12Mg2+

9. ธาต8035Brรบอเลกตรอนจำานวน1ตวจะเกดการเปลยนแปลงอนภาคมลฐานในอะตอมอยางไร

10. ไอออนคออะไรมกชนดและแตละชนดเกดขนไดอยางไร

จดประกายโครงงาน

แบงกลม แตละกลมรวมกนสบคนขอมลเกยวกบพฒนาการของแบบจำาลองอะตอมจาก

แหลงการเรยนรตาง ๆ จากนนรวมกนวางแผน ออกแบบ และสรางแบบจำาลองอะตอมจาก

วสดในทองถนนำาผลงานมาจดแสดงเปนมมศกษาในชนเรยน

1

นวเคลยส

นวเคลยส