โครงสรางอะตอมและตารางธาต

1. โครงสรางอะตอม2. อนภาคมลฐาน3. ไอโซโทป ไอโซโทน ไอโซบาร ไอโซอเลกทรอนก4. คลนแมเหลกไฟฟา และ สเปกตรมเบองตน5. การจดเรยงอเลกตรอน6. ตารางธาตและการใชประโยชนจากตารางธาต7. พลงงานไอออไนเซชน (Ionization Energy : IE)8. อเลกโตรเนกาตวต (Electronegativity : EN)

โครงสรางอะตอมทฤษฏของดอลตน1. สารประกอบดวยอะตอม ซงเปนหนวยทเลกทสด แบงแยกตอไปอกไมได และไมสามารถสรางขนหรอทำาลายใหสญหายไป2. ธาตเดยวกนประกอบดวยอะตอมชนดเดยวกน มมวลและคณสมบตเหมอนกน แตจะแตกตางจากธาตอน3. สารประกอบเกดจากการรวมตวของอะตอมของธาตตงแต 2 ชนดขนไปดวยสดสวนทคงท4. อะตอมของธาตแตละชนดจะมรปรางและนำาหนกเฉพาะตว5. นำาหนกของธาตทรวมกน กคอนำาหนกของอะตอมทงหลายของธาตทรวมกน

อนภาคของอะตอม ไดแก1. โปรตอน (proton) เปนประจบวก อยภายในนวเคลยส2. นวตรอน (neutron) เปนกลางทางไฟฟา (ไมมประจ) อยภายในนวเคลยส3. อเลกตรอน (electron) เปนประจลบ โคจรอยรอบๆ นวเคลยส

อนภาคมลฐาน

สญลกษณนวเคลยร เปนสญลกษณสากลทใชสำาหรบบงบอกธาต

- X คอ ธาต เชน O กคอ ธาตออกซเจน C คอ ธาตคารบอนเปนตน- Z คอ เลขอะตอม (atomic number)- A คอ เลขมวล (mass number)

ไอออน (Ion) คอ อะตอมทมการเปลยนแปลงอเลกตรอน หลกการ

1. ถาเปนไอออนลบ แสดงวา อะตอมรบอเลกตรอนเขาไป2. ถาเปนไอออนบวก แสดงวา อะตอมเสยอเลกตรอนเขาไป

ไอโซโทป ไอโซโทน ไอโซบาร ไอโซอเลกทรอนก

ไอโซ (iso) แปลวา เทากน

ไอโซโทป (isotope) คอ ธาตชนดเดยวกน(มโปรตอนเทากน) แตมเลขมวลไมเทากน ไอโซโทน (isotone) คอ ธาตสองชนดทมนวตรอนเทากน ไอโซบาร (isobar) คอ ธาตสองธาตทมเลขมวลเทากน ไอโซอเลกทรอนก (isoelectronic) คอ ธาตหรอไอออนทมอเลกตรอนเทากน

คลนแมเหลกไฟฟาและสเปกตรมเบองตน

คลนแมเหลกไฟฟา คอ คลนชนดหนงทไมตองอาศยตวกลางในการเคลอนท ตางจากคลนเสยงทเปนคลนทตองอาศยตวกลางในการเคลอนท ซงกคออนภาคของอากาศ เสยงไมสามารถเคลอนทในสญญากาศได

โครงสรางอะตอมแบบกลมหมอก คอ ตรงกลางของอะตอมเปนนวเคลยสทประกอบดวยโปรตอนและนวตรอน สวนรอบนอกจะเปนกลมหมอก โดยทกลมหมอกหมายถงความนาจะเปนทจะพบอเลกตรอนบรเวณนน

การจดเรยงอเลกตรอน

จำานวนอเลกตรอนในแตละชน = 2n2 เม�อ n คอ ระดบพลงงาน

ระดบพลงงานยอย (subshell)s มอเลกตรอนไดไมเกน 2 ตวp มอเลกตรอนไดไมเกน 6 ตวd มอเลกตรอนไดไมเกน 10 ตวf มอเลกตรอนไดไมเกน 14 ตว

ขอยกเวนในการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอยจะไมพบการจดเรยงเปน 4s2 3d4 และ 4s2 3d9

แตจะเปลยนเปน 4s1 3d5และ 4s1 3d10 ตามลำาดบ เสมอ

ขอควรรอเลกตรอนทอยวงนอกสด เรามกเรยกวา เวเลนซอเลกตรอน (valence electron)

ตารางธาตและการใชประโยชนจากตารางธาต

การอานตารางธาต

สวนประกอบของตารางธาต

คำาศพททควรรคาบ คอ แนวนอนของตารางธาต ซงจะเรยงตามเลขอะตอมไปเรอยๆ ซงจะมคาบท 1–7 สมบตของธาตในแตละธาตในคาบเดยวกนนนมลกษณะคอนขางแตกตางกนมาก

หม คอ แนวตงของตารางธาต โดยธาตทอยในหมเดยวกนจะอเลกตรอน วงนอกสด (valence electron) เทากน และแตละธาตมสมบตคลายๆกนโดยในตารางธาตจะแบงออกเปนได 2 หมใหญๆ ไดแก

- หม A (representative) ซงมทงสน 8 หม (ตงแต IA – VIIIA)- หม B (transition) คอ ธาตทงหมดทเหลอทไมใชหม A เปนโลหะทงหมด บางครงเราเรยกวา โลหะแทรนซชน

เสนขนบนได คอ เสนทกนระหวางธาตทเปนโลหะและธาตทเปนอโลหะ โดยธาตทอยทางดานขวาของเสนขนบนได คอ ธาตอโลหะธาตทอยทางดานซายมอของเสนขนบนได คอ ธาตโลหะ สวนธาตทอยใกลๆ กบเสนขนบนได คอ ธาตกงโลหะ

การบอกตำาแหนงของธาตในตารางธาตหลกการ

1. ตวเลขตวสดทาย (อเลกตรอนวงนอกสด หรอ เวเลนซอเลกตรอน) คอ หม ทธาตนนอย2. จำานวนตวเลข (จำานวนระดบพลงงาน) คอ คาบ ทธาตนนอย3. การบอกตำาแหนงของธาตดวยการจดเรยงอเลกตรอน บอกไดแคหม A เทานน

พลงงานไอออไนเซชน (Ionization Energy: IE)คอ พลงงานนอยทสดทธาตรบเขาไปจนทำาใหธาตนนเสยอเลกตรอนออกไปได

อเลกโตรเนกาตวต (Electronegativity: EN)

คอ ความสามารถในการรบอเลกตรอน ไมมหนวย ถาธาตใดม EN สงๆ แปลวา มความสามารถรบอเลกตรอนไดด กคอเปนไอออนลบไดด เชนพวกอโลหะ ในทาง

กลบกน พวกโลหะ รบอเลกตรอนไดไมด เพราะฉะนน EN ของโลหะจะตำา

สารชวโมเลกลเบองตน1. คารโบไฮเดรต2. โปรตน3. ลพด4. กรดนวคลอก

คารโบไฮเดรต (Carbohydrates)- เปนสารชวโมเลกลทพบไดมากทสดในโลก- คารโบไฮเดรต 1 กรม ใหพลงงาน 4 กโลแคลอร

นำาตาล (Saccharides) ม 2 ประเภทนำาตาลอลโดส คอ นำาตาลทเปน “สารประกอบของพอลไฮดรอกซอลดไฮด” (polyhydroxyaldehydes)นำาตาลคโตส คอ นำาตาลทเปน “สารประกอบของพอลไฮดรอกคโตน” (polyhydroxyketones)

นำาตาลโมเลกลเดยว (Monosaccharides)คอ คารโบไฮเดรตทมนำาตาลเพยง 1 หนวย มคารบอนตงแต 3 อะตอมขนไป มสตรอยางงายคอ (CH2O)n ไดแก กลโคส ฟรกโทส กาแลกโทส ไรโบส ไรบโลส เปนตน

กลโคส ฟรกโทส กาแลกโทส

ออลโกแซกคาไรด (Oligosaccharides)คอ นำาตาลโมเลกลเดยวตงแต 2 – 10 โมเลกล มาตอกนดวยพนธะไกลโคซดก และเสยนำา (H2O) ออกไป 1

โมเลกล

พอลแซกคาไรด (Polysaccharides)คอ การนำานำาตาลโมเลกลเดยว (monosaccharides) หลายๆตว (มากกวา 10 โมเลกล) มาตอเขาดวยกนดวย

พนธะไกลโคซดก ทำาใหเกดเปนสารตางๆ ทมสมบตแตกตางกนออกไป1) แปง (starch) ไดแก

ก.อะไมโลส (Amylose) เปนพอลแซกคาไรดชนดหนง มหนวยยอยเปนกลโคส มลกษณะเปนเสนตรง มองคประกอบของแปงประมาณ 20% ทดสอบกบสารละลายไอโอดนไดสนำาเงน

ข. อะไมโลเพกตน (Amylopectin) เปนพอลแซกคาไรดสวนใหญของแปง คอประมาณ 80% มหนวยยอยเปนกลโคสเหมอนกบอะไมโลส แตวามนเปนโครงสรางทตอกบอะไมโลสแลวเปนกงแยกยอยออกมา ทดสอบกบสารละลายไอโอดนไดสนำาตาลแดง

การยอยสลายแปง

2) ไกลโคเจน (glycogen)เปนคารโบไฮเดรตทสะสมในเซลลของสตว มกจะพบในตบและกลามเนอไกลโคเจนมลกษณะเปนโซกง แต

มขนาดและมวลโมเลกลมากกวา อะไมโลเพกตนมหนวยยอยเปนกลโคสเชนกน

3) เซลลโลส (cellulose)เปนคารโบไฮเดรตทพบมากทสดในโลก เพราะวามนเปนสวนประกอบของผนงเซลล (cell wall) ของสาหรายส

เขยวและพช เซลลโลสมพอลเมอรของกลโคสโครงสรางเปนเสนตรง และเซลลโลสเปนโครงสรางทแขงแรงมาก ในชวตประจำาวนของเรากมการใชประโยชนจากเซลลโลสเยอะนะ เชน สำาล กระดาษทชช ฝาย เปนตน

การทดสอบคารโบไฮเดรตใช “สารละลายเบเนดกต” ในการทดสอบนำาตาล ยกเวน ซโครสหรอนำาตาลทรายนนเองถาสารทเราทดสอบเปลยนสสารละลายเบเนดกตจากสฟาเปนตะกอนสแดงอฐ แสดงวาสารนนเปนนำาตาล

โปรตน (Protein)เปนสารชวโมเลกลทมมวลโมเลกลมาก ประกอบดวยธาต C H O N เปนหลก โดยหนวยทเลกทสดของโปรตนคอ

กรดอะมโน (Amino acid) - โปรตนกเปนแหลงพลงงานของรางกายเชนกนกบคารโบไฮเดรต- โปรตน 1 กรมใหพลงงาน 4 กโลแคลอร - กรดอะมโน คอ กรดอนทรยชนดหนง ทมหมคารบอกซล (-COOH) กบ อะมโน (-NH2) เกาะอยทคารบอนเดยวกน

1. กรดอะมโนจำาเปนน (Essential Amino Acid: EAA)คอ กรดอะมโนทรางกายไมสามารถสงเคราะหขนเองได ตองรบจากภายนอก ไดแก เมไทโอนน ทรโอนน ไลซน

เวลน ลวซน ไอโซลวซน ฟนลอะลานน ทรปโตเฟน ฮทดน (สำาหรบในเดกทารกม อารจนน เพมดวย) และถาโปรตนทเรารบประทานเขาไปมกรดอะมโนจำาเปนครบ เราจะเรยกวา “โปรตนสมบรณ (complete proteins)” เชน เนอ ปลา เปด ไก ไข นม แตถาโปรตนทม EAA ไมครบเราจะเรยกวา “โปรตนไมสมบรณ (incomplete proteins)” เชน พชตระกลถว ธญพช เปนตน2. พนธะเพปไทด (peptide bond)

คอ พนธะทเชอมระหวางกรดอะมโนตงแต 2 โมเลกลขนไป ตอกนไปเรอยๆ จนเปนพอลเมอรของกรดอะมโนซงกคอ โปรตน นนเอง

การทดสอบโปรตนเรยกวา การทดสอบไบยเรต จะใชสารละลาย CuSO4ในสารละลายเบส NaOH” ซงมสฟาโดยเมอทดสอบแลวถาม

โปรตนจะไดสมวง - ชมพ มขอจำากดคอ ทดสอบไดแตโปรตนทมพนธะเพปไทดตงแต 2 พนธะขนไป จงไมสามารถใชทดสอบกรดอะมโนได

ถาเราอยากจะทดสอบกรดอะมโนจะใชสารนนไฮดรน ในการทดสอบโดยถามกรดอะมโน จะไดสมวง

การเสยสภาพโปรตน (Protein Denaturation)คอการทโปรตนสญเสยสภาพโครงสรางจตรภม ตตยภม ทตยภม มาเปน ปฐมภม กลาวคอ พนธะเพปไทดยงคง

อยแตสภาพการทำางานของโปรตนนนๆ อาจจะเสยสภาพไป ปจจยททำาใหโปรตนเสยสภาพกน มดงน1) ความรอน2) สารละลายกรด3) สารละลายเบส4) แอลกอฮอล5) โลหะหนก

ประเภทและหนาทของโปรตน

ประเภท หนาท ตวอยางของโปรตน

เอนไซม - ยอยสลายซโครส- ยอยสลายโปรตน

- ซเครส- ทรปซน

โครงสราง - สรางเอนและกระดกออน- สรางผม ขน และผวหนง

- คอลลาเจน- เคราตน

ลำาเลยงสาร - ลำาเลยงออกซเจน - ฮโมโกลบน

ฮอรโมน - เพมประสทธภาพการเผาผลาญกลโคสในรางกาย- ทำาใหรางกายเจรญเตบโตไดปกต

- อนซลน- ฮอรโมนเจรญเตบโต(Growth Hormone)

แอนตบอด - ภมคมกน - อมมโนโกลบลน

ไขมน (Lipid)คอ ไขมน (Fat) หรอนำามน (Oil) ฟอสโฟลพด (Phospholipid) ไข (Wax) และสารสเตยรอยด

ไขมนและนำามน (Fat and Oil)

ไขมนและนำามน มสวนประกอบทเหมอนกนกคอ เปนสารประเภทเอสเทอร (Ester) ทเกดปฏกรยาเอสเทอรฟเคชน (Esterification) จากกลเซอรอลและกรดไขมน

ปฏกรยาเอสเทอรฟเคชน (Esterification) เปนปฏกรยาทเกดจาก การนำาสารทเปนแอลกอฮอล (Alcohol) มาทำาปฏกรยากบ สารทเปนกรดอนทรยหรอเรยกวา กรดคารบอกซลก (Carboxylic acid) โดยมตวเรงปฏกรยาเปนกรดแก จะทำาใหเกดสารประเภทหนงขน เราเรยกวาสารประเภทเอสเทอร (Ester)

กรดไขมนอมตวและกรดไขมนไมอมตว (Saturated and Unsaturated Fatty Acid)1) กรดไขมนอมตว (Saturated Fatty Acid)กรดไขมนอมตว คอ กรดไขมนทไมมพนธะคอยภายในโครงสรางโมเลกลเลย มแตพนธะเดยว (Single bond) ทเราเรยกวาอมตว เพราะวาโครงสรางของมนอมตวไปดวยไฮโดรเจน (H) ไมสามารถเตมอะไรลงไปไดอก มสตรเคมเปนCnH2n+1COOH เพราะฉะนนเวลามนเกดปฏกรยากบกลเซอรอล จะได “ไขมน (Fat)” ซงจะมลกษณะเปนของแขงทอณหภมหอง เชน พวกไขมนสตว เปนตน2) กรดไขมนไมอมตว (Unsaturated Fatty Acid)กรดไขมนไมอมตว คอ กรดไขมนทมพนธะคอยางนอย 1 ตำาแหนงในโครงสราง ทำาใหโครงสรางไมไดอมตวดวยไฮโดรเจน (H) เวลาเกดปฏกรยากบกลเซอรอลกจะได “นำามน” ซงมลกษณะเปนของเหลวทอณหภมหอง เชน นำามนพชเปนตน

ดงนนหลกการจำางายๆ กคอ ถาโครงสรางมนหนาแนน (อมตว) เวลาเกดปฏกรยา ผลตภณฑทไดจะเปนของแขง (ไขมน) แตถาเปนโครงสรางทไมหนาแนน (ไมอมตว) จะไดผลตภณฑทเปนของเหลว (นำามน)

การทดสอบความอมตวของกรดไขมนหยดนำาคลอรน (Cl2) นำาโบรมน (Br2) หรออาจจะเปนสารละลายไอโอดน (I2) กได ใชสารประกอบของธาตหม VIIA เพราะมสมบตรบอเลกตรอนไดด มสมบตทเหนไดชดคอมนเปนสารทมส เชน คลอรนมสเขยวเหลอง โบรมนมสนำาตาล ไอโอดนมสมวง เมอหยดสารพวกนลงไปในสารละลายกรดไขมนทเตรยมไว มนจะถกฟอกจางส (สของสารจะหายไป) เนองจากเกดปฏกรยาการแทนทหรอปฏกรยาการเตมกบสารละลายกรดไขมน ซงเราจะดความอมตว-ไมอมตวไดจากจำานวนหยด

หยดมาก>>>>>ไมอมตวหยดนอย>>>>>อมตว

สมบตตางๆ ของกรดไขมน1. กรดไขมนทเสถยรมกจะม C เปนเลขค สวนใหญพบ C 16 อะตอม และ C 18 อะตอม2. ในกรณทมจำานวนคารบอนเทากน ไขมนจะมจดเดอดสงกวานำามน เพราะกรดไขมนอมตวจะมมวลโมเลกลสงกวา และมรปรางทมความหนาแนนสง จงทำาใหมจดเดอดสงกวา3. ในกรณทมจำานวนคารบอนเทากน การเผาไหมนำามนจะเกดเขมามากกวาไขมน4. ไขมนและนำามนจะละลายในตวทำาละลายอนทรย เพราะเปนสารทไมมขว5. การเหมนหน นำามนจะเหมนหนไดงายกวาไขมน เพราะการเหมนหนเกดจาก O2 ในอากาศเขาทำาปฏกรยากบตำาแหนงพนธะค ไดแอลดไฮด และกรดไขมนเลกๆ ซงเหมนหน** ในปจจบน นำามนพช มกเตมสาร BHA BHT หรอวตามน E ทำาใหไมเหมนหน6. ในรางกายของคนและสตว มกรดไขมนอมตวเปนสวนมาก7. หากรบประทานไขมนอมตวมากๆ อาจจะสงผลใหเปนโรคเสนเลอดหวใจอดตน

การทดสอบไขมนและนำามนทดสอบดวยกระดาษหากเปนไขมนและนำามนจะทำาใหกระดาษททดสอบโปรงแสง

กรดนวคลอก (Nucleic Acid) ม 2 ชนด กคอ1) DNA (Deoxyribonucleic Acid)2) RNA (Ribonucleic Acid)

DNA (Deoxyribonucleic acid) เปนสารพนธกรรมของรางกายสงมชวตกจะมลกษณะเปนเกลยวบนไดเวยนขวา

โครงสรางและองคประกอบของ DNADNA มหนวยยอยๆ (มอนอเมอร) เปน “นวคลโอไทด (nucleotide)”เพราะฉะนนเวลามนเปนสายยาวๆ กคอมนเปนพอลเมอรของนวคลโอไทดเรยกวา “พอลนวคลโอไทด (polynucleotide)”

โครงสรางพนฐานของนวคลโอไทดมเบส (base),นำาตาลดออกซไรโบส (deoxyribosesugar) และฟอสเฟต (phosphate)

เบสคสม (complementary base) และโครงสรางแบบเกลยวของ DNADNA มนเรยงตวเปนเกลยวค เหมอนขนบนได โดยขนบนไดกคอเบสคสมกน (complementary base) เกดพนธะไฮโดรเจนกน โดยเปน A จบกบ T ดวย 2 พนธะไฮโดรเจน และ C จบกบ G ดวย 3 พนธะไฮโดรเจนและบรเวณราวบนได(DNA Backbone) กคอ นำาตาลดออกซไรโบสและฟอสเฟต

RNA (Ribonucleic acid)RNA กเปนอกหนงชนดของกรดนวคลอก ทำาหนาทเกยวกบการสงเคราะหโปรตนทใชในรางกายและเซลล โครงสรางคลายกบ DNA มาก แตตางกนท “นำาตาล” เพราะ RNA เปนนำาตาลไรโบส

โครงสรางของ RNA จะเปนเสนเดยวธรรมดาๆ (single strand) มนจะไมเปนเกลยวคเหมอนกบ DNA

ธาตและสารประกอบ

1. สมบตตามหมของตารางธาต2. ตำาแหนงของธาตไฮโดรเจนในตารางธาต3. พนธะเคมเบองตน (Chemical bond)4. เลขออกซเดชน (oxidation number)5. แนวโนมตามตารางธาตเบองตน6. ธาตกมมนตรงส

สมบตตามหมของตารางธาต

- ธาตในหมเดยวกนจะมสมบตคลายกนหมายถงเฉพาะธาตในหม A

ควรจำาสของโมเลกลของธาตหม VIIA

ธาตดานบนชงอเลกตรอนไดเกงกวาตวลาง

พนธะเคมเบองตน

พนธะโลหะ (Metallic bond) พนธะททำาใหอะตอมของธาตทเปนโลหะ ยดตดกนสมบตของพนธะโลหะ- ตเปนแผนได- ดงเปนเสนได- นำาความรอนไดด- นำาไฟฟาไดดและนำาไดทกทศทาง- มความเงา

พนธะไอออนก (Ionic bond)พนธะไอออนกจะเกดกบธาตสองธาต (บางครงอาจจะเปนสองอนมลกลม) โดยทธาตหนงเปนโลหะ อกธาตหนงเปนอโลหะ (โลหะมนจะเสยอเลกตรอน และอโลหะมนจะรบอเลกตรอน)

พนธะโคเวเลนท (Covalent bond)จะเกดกบธาตสองธาตขนไป โดยททงสองธาตนนเปนอโลหะ พนธะโคเวเลนทคอการใชอเลกตรอนวงนอกสดรวมกนนนเอง

เลขออกซเดชน (oxidation number)เลขออกซเดชน คอ เลขทแสดงคาประจของธาตในสารประกอบตางๆ

แนวโนมตามตารางธาตเบองตน

แนวโนมของรศมอะตอมตามตารางธาต

แนวโนมของความวองไวของปฏกรยาตามตารางธาต

แนวโนมของพลงงานไอออไนเซชน (IE) และอเลกโตรเนกาตวต (EN) ตามตารางธาต

ธาตกมมนตรงส (Radioactive element)

คอ ธาตทมความไมเสถยรสง ปลดปลอยพลงงานในรปรงสออกมาไดเพอใหมความเสถยรมากขน โดยการแผรงสออกมานน อาจจะไดธาตใหมหรอไมกได โดยเราจะเรยกรงสทธาตกมมนตรงสแผรงสออกมาไดนนวา “กมมนตภาพรงส”

สมการนวเคลยรหลกการดลสมการนวเคลยรผลรวมของเลขมวลและเลขอะตอมของสารตงตนและผลตภณฑตองเทากน

ครงชวตของธาตกมมนตรงส (Half-life)ครงชวต (Half–life) ใชสญลกษณเปน t1/2คอ ระยะเวลาททำาใหธาตกมมนตรงสมมวลเหลอครงเดยวจากตอนเรมตน

สตรการคำานวณครงชวต เมอ n คอ จำานวนครงทผานครงชวต

ปฏกรยานวเคลยร (Nuclear reaction)เปนปฏกรยาทเปลยนแปลงภายในนวเคลยสของอะตอมแลวไดธาตใหมเกดขน และใหพลงงานมหาศาล ปฏกรยานวเคลยรม 2 ประเภท ไดแก1. ปฏกรยาฟชชน (Fission reaction) คอ ปฏกรยานวเคลยรทเกดจากการยงนวตรอนเขาไปในนวเคลยสธาตหนกทำาใหแตกออกไดธาตเลกลง และไดนวตรอนออกมาอก 2-3 อนภาค (ฟช แปลวา แตกออก) มนษยเรากนำาความรเรองปฏกรยาฟชชนมาใชเชน การผลตไฟฟาในโรงไฟฟาพลงงานนวเคลยร

2. ปฏกรยาฟวชน (fusion reaction) คอ ปฏกรยานวเคลยรทนวเคลยสของธาตเบามารวมกนเปนธาตทหนกขน

การนำากมมนตรงสไปใชประโยชน- I-131 ใชตรวจสอบความผดปกตของตอมไทรอยด- Na-24 ใชตรวจสอบการไหลเวยนของโลหต- Co-60 รกษาโรคมะเรง ถนอมอาหาร- Ra-226 รกษาโรคมะเรง- U-238, Pu-239 ใชผลตไฟฟาในโรงไฟฟานวเคลยร- C-14 หาอายของวตถโบราณ ซากดกดำาบรรพ

เชอเพลงซากดกดำาบรรพ (Fossil)1. ถานหน2. หนนำามน3. ปโตรเลยม4. ปโตรเคมภณฑ

1. ถานหน (Coal) กำาเนดมาจากซากพช ในภาวะทมออกซเจนอยางจำากดหรอไมมออกซเจนเลย จากนนจงเกดการเปลยนแปลงอยางชาๆ จนกลายมาเปนถานหน ม 5 ชนด

1) พต (Peat) ขนแรกในกระบวนการเกดถานหน เปนซากพชบางสวนทไดสลายตวไปแลวสามารถใชเปนเชอเพลงไดแตมความชนมาก

2) ลกไนต (Lignite) มซากพชหลงเหลออยเลกนอย มความชนมาก เปนถานหนทใชเปนเชอเพลง แตจะมควนและเถาถานมาก นยมใชในการผลตไฟฟา

3) ซบบทมนส (Subbituminous) เปนถานหนทมปรมาณออกซเจนและความชนตำา แตมปรมาณคารบอนสงกวาลกไนตใชเปนแหลงพลงงานสำาหรบผลตไฟฟาและงานอตสาหกรรม

4) บทมนส (Bituminous) เปนถานหนเนอแนน แขง มสดำามนวาว ใชเปนเชอเพลงเพอการถลงโลหะ5) แอนทราไซต (Anthracite) มอายการเกดนานทสด ลกษณะเปนสดำา เนอแนน แขงและเปนมน มปรมาณออกซเจนและความชนตำา แตมปรมาณคารบอนสงกวาถานหนชนดอน แมจะจดไฟตดยาก แตเมอตดไฟจะมควนนอยใหความรอนสง อกทงไมมสารอนทรยระเหยออกมาจากการเผาไหม จงจดวาเปนถานหนทใหความรอนไดดทสด

2. หนนำามน (Oil Shale) เปนหนตะกอนทมสารประกอบสำาคญ คอ เคอโรเจน แทรกอยระหวางชนหนตะกอน มองคประกอบทสำาคญ 2 ประเภท

สารประกอบอนนทรย ไดแก แรธาตตางๆ ทไดจากชนหน ซงประกอบดวยกลมแรทสำาคญ 3 กลม คอ กลมแรซลเกต กลมแรคารบอเนต และกลมแรซลไฟดและฟอสเฟต

สารประกอบอนทรย ประกอบดวย บทเมนและเคอโรเจน นอกจากหนนำามนจะใชเปนเชอเพลงหรอแหลงพลงงานไดแลว ยงสามารถนำามาผลตเปนนำามนกาาด พาราฟน นำามนหลอลน ไข แนฟทาลน และนำามนเชอเพลงไดอกดวย

3. ปโตรเลยม (Petroleum) ประกอบไปดวยสารไฮโดรคารบอนเปนหลก และอาจมธาตไนโตรเจน ออกซเจน และกำามะถน เปนองคประกอบรวมอยดวย ซงมสถานะทงในรปของแขงและกงของแขง ของเหลว หรอแกาส

นำามนดบ(Crude Oil) ประกอบไปดวยสารไฮโดรคารบอนเปนหลก

การกลนแยกนำามนดบ

รปแสดงการกลนแยกนำามนดบในหอกลนลำาดบสวน

ตารางแสดงลำาดบผลตภณฑทไดจากการกลนลำาดบสวน และประโยขนทใช

การบอกคณภาพของนำามนเลขออกเทน – คณภาพนำามนเบนซนเลขซเทน – คณภาพนำามนดเซล

โครงสรางของไฮโดรคารบอนทเปนกงจะมคณคาดกวาโครงสรางแบบโซตรง และสามารถกำาหนดเลขออกเทนได ดงน- เลขออกเทน 100 คอ นำามนเบนซนทมสมบตในการเผาไหมไดดเหมอนกบไอโซออกเทน- เลขออกเทน 0 คอ นำามนเบนซนทมสมบตในการเผาไหมเหมอนกบเฮปเทน

พอลเมอร (Polymer)1. ความหมาย และชนดของพอลเมอร2. ปฏกรยาการเกดพอลเมอร3. โครงสรางและสมบตของพอลเมอร4. พลาสตก5. เสนใย6. ยาง

1. ความหมายและชนดของพอลเมอรพอลเมอร คอ สารทมนำาหนกมวลโมเลกลสง สามารถพบไดในสงมชวตทกชนด และนำามาใชประโยชนตอการดำารงชวตของมนษยไดมาก อกทงยงมบทบาทสำาหรบกระบวนการในอตสาหกรรมตางๆ

ชนดของพอลเมอรพจารณาตามการกำาเนดแบงได 2 ชนด คอ- พอลเมอรธรรมชาต (Natural Polymers) พอลเมอรชนดนเกดขนเองตามธรรมชาต- พอลเมอรสงเคราะห (Synthetic Polymers) เปนพอลเมอรทมนษยเปนผสงเคราะหขน

พจารณาตามมอนอเมอรทเปนองคประกอบแบงได 2 ชนด คอ- โฮโมพอลเมอร (Homo polymer) เปนพอลเมอรทเกดจากมอนอเมอรชนดเดยวกนทงหมดมาตอกน (คำาวา Homo-หมายถง ชนดเดยว)- โคพอลเมอร (Co - polymer) เปนพอลเมอรประกอบดวยมอนอเมอรมากกวา 1 ชนดขนไปเชนโปรตน กรดนวคลอก พอลเอสเทอร พอลเอไมดเปนตน สามารถแสดงเปนภาพการตอกนของมอนอเมอรได (คำาวา Co- หมายถง มากกวา 1 ชนดมารวมกน)

2. ปฏกรยาการเกดพอลเมอร คอ ปฏกรยาการรวมตวกนของมอนอเมอรและเกดเปนพอลเมอร เรยกวาปฏกรยาพอลเมอรไรเซชน (PolymerizationReaction) ซงแบงไดเปน 2 แบบ ดงน- ปฏกรยาพอลเมอรไรเซชนแบบเตม (Addition Polymerization) หรอแบบรวมตว เปนปฏกรยาทเกดจากมอนอเมอรทไมอมตว (แอลคน) มารวมตวกนเปน พอลเมอร โดยไมมการกำาจดสวนใดออกจากโมเลกลของมอนอเมอร- ปฏกรยาพอลเมอรไรเซชนแบบควบแนน (Condensation Polymerization)เกดจากมอนอเมอรททหมฟงกชนมากกวา 1 หม มาทำาปฏกรยากน แลวเกดพอลเมอร โดยมโมเลกลเลกๆ เชน H2O , NH3, HCl หรอ CH3OH เกดขนเปนผลพลอยได

3. โครงสรางและสมบตของพอลเมอร1. พอลเมอรแบบเสน (Linear Polymers) มลกษณะเปนโซตรงยาว โครงสรางจะชดกนมาก ทำาใหมลกษณะ

แขง เหนยว ความหนาแนนสง จดหลอมเหลวสง เมอไดรบความรอนจะออนตวและกลบมาแขงตวเมออณหภมตำาสามารถจำาแนกตามโครงสรางไดเปน 3 แบบ คอ1.1) พอลเมอรทสายโซเรยงชดกนมาก เปนพอลเมอรทแขงแรงขนและเหนยวเชนพอลเอทลน

1.2) พอลเมอรทโมเลกลอยหางกน เปนพอลเมอรทใสมากกวาพอลเมอรทสายโซเรยงชดกน เชน พอลไวนลคลอไรดและพอลสไตรน

1.3) พอลเมอรทมอะโรมาตกเปนองคประกอบในสายโซเปนพอลเมอรทมความใสมากทสด เชน พอลเอทลนเทเรฟทาเลต(PET) หรอขวดพลาสตก

2. พอลเมอรแบบกง (Branched Polymers) มสวนประกอบหลกอย 2 สวน ดงตอไปน2.1) สวนทเปนโซหลก – ประกอบดวยมอนอเมอรชนดเดยวเทานน2.2) สวนทเปนโซกง -เปนมอนอเมอรอกชนดหนง ทไมไดอยในโซหลกดวยโครงสรางแบบกง ทำาใหพอลเมอรชนดนไมสามารถจดเรยงตวชดกนได จงมความยดหยนสง มความหนาแนนตำา และมจดหลอดเหลวตำากวาพอลเมอรแบบเสน เชน พอลเอทลนชนดความหนาแนนตำา (Low Density Polyethylene; LDPE)

3. พอลเมอรแบบรางแห (Cross–Linked Polymers) เปนพอลเมอรทเกดจากการเชอมโยงระหวางพอลเมอรทมโครงสรางแบบเสน หรอแบบกงตอเนองกนเปนรางแห ซงมจดหลอมเหลวสง เมอขนรปแลวจะไมสามารถหลอมหรอเปลยนแปลงรปรางได ถาพนธะทเชอมโยงระหวางโซหลกมจำานวนนอย พอลเมอรจะมสมบตยดหยนและออนตวสง แตถามจำานวนพนธะมาก พอลเมอรจะแขงและไมยดหยน เชน เบกาไลต เมลามน อพอกซ

โครงสรางของอพอกซ

4. พลาสตกพลาสตก เปนพอลเมอรอกชนดหนงทเกดจากการอดใหเปนรปรางตางๆ เพอเหมาะสมตอการนำาไปใชประโยขน1. เทอรมอพลาสตก (Thermoplastic) เปนพลาสตกทสามารถเปลยนรปกลบไปกลบมาได ระหวางพลาสตกแขงและพลาสตกหลอม โดยจะออนตวเมอไดรบความรอน2. พลาสตกเทอรมอเซต (Thermosetting plastic) เปนพลาสตกทไมสามารถนำากลบมาขนรปใหมไดอกเมอขนรปโดยการผานความรอนหรอแรงดน

5. เสนใยคอ พอลเมอรทมโครงสรางของโมเลกล เหมาะสมตอการนำามาทำาเปนเสนดาย สามารถเกดขนเองในธรรมชาตและไดจากการสงเคราะห จงสามารถจำาแนกประเภทของเสนใยตามลกษณะการเกดได 3 รปแบบ ไดแก1. เสนใยธรรมชาต (Natural Fibers) เปนเสนใยทสามารถเกดขนเองในธรรมชาต คณสมบตดดซบนำาไดดและแหงชาแตขนราและยบงาย มแหลงกำาเนดจากแหลงตางๆ ดงน

- เสนใยจากพช (เซลลโลส)- เสนใยจากสตว (โปรตน)- เสนใยจากสนแร (ใยหน)

2. เสนใยกงสงเคราะห (Semi-Synthetic Fibers) เปนเสนใยทนำาสารจากธรรมชาต มาปรบปรงใหเหมาะกบการใชงาน นยมใชทำาผาเชดตว และผาออม

3. เสนใยสงเคราะห (Synthetic Fibers) เปนเสนใยทสงเคราะหขน เพอใชทดแทนเสนใยจากธรรมชาต โดยใชสารอนนทรยหรอสารอนทรยมาสงเคราะหมคณสมบตดกวาเสนใยธรรมชาต แบงไดเปน 3 ประเภท คอ

- พอลเอสเทอร- พอลเอไมด- พอลอะครโลไนไตรล

6. ยางเปนพอลเมอรทมความยดหยนสง มความตานทานแรงดน เปนฉนวนได และออนตวเมอไดรบความรอน ซงยางสามารถแบงไดเปน 2 ประเภทตามแหลงกำาเนด ทงทกำาเนดจากธรรมชาตหรอมาจากการสงเคราะหขน ดงน

1. ยางธรรมชาต (Natural Rubbers)เปนพอลเมอรทเกดจากตนยาง ประกอบดวย มอนอเมอร “ไอโซพรน” ทเชอมตอกน 1,500 ถง 15,000 หนวย

- ยางพารา หรอ พอลไอโซพรน มโครงสรางเปนแบบ cis – Isoprene (มหมทเหมอนกนอยดานเดยวกนของพนธะค) คณสมบตทด คอ ยดหยนไดสง

- ยางกตตา ยางบาราทา ยางชคเคล หรอ พอลไอโซพรนมโครงสรางเปนแบบ trans– Isoprene (มหมทเหมอนกนอยดานตรงขามกนของพนธะค) เปนยางทไดจากตนยางกตตา, ตนยางบาราทาและตนยางซคเคล

2. ยางสงเคราะห (Synthetic Rubbers) เปนยางทไดจากการสงเคราะหโดยเลยนแบบยางธรรมชาต- พอลบวทาไดอนมความยดหยนนอย ประกอบดวยมอนอเมอร คอ บวตะไดอน หรอ 1, 3 บวตะไดอน- พอลคลอโรพรนมอนอเมอร คอ คลอโรพรน- ยาง SBR หรอ ยางสไตรน-บวทาไดอนเปนโคพอลเมอร เนองจากประกอบดวย 2 มอนอเมอร คอ สไตรน และ

บวทาไดอน สามารถทนตอการขดถไดด เกดปฏกรยากบแกาสออกซเจนไดยากกวายางธรรมชาต และยดหยนไดตำา

กระบวนการวลคาไนเซชน (Vulcanization)เปนกระบวนการปรบปรงคณภาพของยาง ซงใชไดทงยางธรรมชาตและยางสงเคราะห โดยการนำากำามะถนมาเผา

กบยางซงจะเกดพนธะโคเวเลนซ เชอมระหวางโซพอลเมอรดวยอะตอมซลเฟอรเปนโมเลกลเดยวกน ทำาใหคงสภาพทอณหภมตางๆ ทนตอความรอนและแสงแดด อกทงยงละลายในตวทำาละลายไดยากขน

ปฏกรยาเคม (Chemical reaction)

1. หลกการของการเกดปฏกรยา2. ประเภทของปฏกรยาเคม3. อตราการเกดปฏกรยาเคม4. ปจจยทมผลตอการเกดปฏกรยาเคม5. กฎอตราเรว6. พลงงานกบการดำาเนนไปของปฏกรยา

1. หลกการของการเกดปฏกรยา ปฏกรยาเกดไดจากการชนกนของอนภาค (อะตอม ไอออน หรอโมเลกล) ของสารทจะเขาทำาปฏกรยากน โดยทจะตองชนในทศทางทเหมาะสม และพลงงานในการชนตองมคาสงกวาพลงงานกระตนหรอพลงงานกอกมมนต (Activation Energy, Ea) ตามทฤษฎการชน (Collistion Theory)

2. ประเภทของปฏกรยาเคม จำาแนกไดถง 3 ประเภท ดงน1. ปฏกรยารวมตว (Combination) เปนปฏกรยาทเกดจากการรวมตวของสารโมเลกลเลกๆ รวมเปนสารโมเลกลใหญหรอเกดจากการรวมตวของธาตไดเปนสารประกอบ 2. ปฏกรยาแยกสลาย (Decomposition) เปนปฏกรยาทเกดการแยกสลายของสารโมเลกลใหญใหเปนสารโมเลกลเลกลง 3. ปฏกรยาแทนท (Replacement) เปนปฏกรยาการแทนทของสารหนงเขาไปแทนทอกสารหนง

3. อตราการเกดปฏกรยาเคม สามารถพจารณาจากปรมาณสารตงตนทลดลง หรอปรมาณสารผลตภณฑทเกดขน ณ ชวงเวลาหนงๆ โดยมความสมพนธกน ดงน

การคำานวณอตราปฏกรยาเคม• แบบอตราเรวคงท คอ ปฏกรยาทมอตราการลดลงของสารตงตน และการเกดผลตภณฑคงทตลอดจนสารตงตน• แบบอตราเรวไมคงท คอ ปฏกรยาทมอตราการลดลงของสารตงตนในชวงแรกจะเกดอยางรวดเรวและคอยๆ ชาลงเรอยๆ จนสารตงตนหมดไป

4. ปจจยทมผลตออตราการเกดปฏกรยาเคม1. ธรรมชาตของสาร สารตงตนทมพนธะทออนแอหรอแตกออกงายจะเกดปฏกรยาไดงายกวา และสารตงตนทมความซบซอนของโครงสรางนอยจะเกดปฏกรยาไดเรวกวาสารทมโครงสรางซบซอน (โครงสรางขนาดใหญ)2.อณหภม เมออณหภมเพม ปฏกรยาจะเกดเรวขน เนองจากโมเลกลของสารจะมพลงงานจลนสงขน ทำาใหเกดการชนกนของโมเลกลมากขน3. พนทผวสมผส หากสารมพนทผวสมผสตอตวทำาละลายมาก ปฏกรยาจะเกดไดเรวขน เชน กอนสงกะส> เศษสงกะส > ผงสงกะส4. ตวเรงปฏกรยา/ตวคะตะลสต (Catalyst) เมอเตมตวเรงลงในสารตงตนจะทำาใหปฏกรยาเกดเรวขน โดยตวเรงจะไมมผลตอผลตภณฑเมอสนสดปฏกรยา5. ตวหนวง เมอเตมตวหนวงจะทำาใหปฏกรยาเกดชาลง6. ความเขมขน สารตงตนทมความเขมขนสง จะมจำานวนโมเลกลในระบบมากทำาใหเกดการชนกนไดงาย ดงนนปฏกรยาจะเกดเรวขน

5. กฎอตราเรว (Law of Mass Action)อตราการเกดปฏกรยาเคมเปนสดสวนโดยตรงกบความเขมขนของสารตนตนทเขาทำาปฏกรยา

Rate = k[A]m[B]n

เมอ Rate แทนอตราการเกดปฏกรยาk แทนคาคงทอตรา[A] แทนความเขมขนของสารตงตน A[B] แทนความเขมขนของสารตงตน Bm,n แทนคาคงทใดๆ ซงหาไดจากผลการทดลองเทานนโดยถาเปนปฏกรยาขนตอนเดยว m และ n จะมคาเทากบตวเลขขางหนาของสารตามสมการทดลแลว แต หาก

เปนปฏกรยาทมหลายขนตอน อตราเรวของปฏกรยารวมจะขนกบขนทเกดชาทสด และเรยก m + n วาอนดบของปฏกรยา

6. พลงงานกบการดำาเนนไปของปฏกรยา• ปฏกรยาดดความรอน (Endothermic Reaction) สวนใหญใชในการสลายพนธะ ใหแตกออกจากกน โดยดด

ความรอนจากสงแวดลอมเขาไป มผลทำาใหอณหภมตำาลง• ปฏกรยาคายความรอน (Exothermic Reaction) สวนใหญใชในการสรางพนธะ โดยคายความรอนใหสง

แวดลอมมผลทำาใหอณหภมเพมขน

“สรางคาย สลายดด”