หนงสอเรยนรายวชาพนฐานวทยาศาสตรและเทคโนโลย

ชนมธยมศกษาปท ๕

ตามมาตรฐานการเรยนรและตวชวด กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตรและเทคโนโลย

(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. ๒๕๖๓

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

1.1 ตารางธาตในปจจบน 26 1.2 การเรยกชอธาต 28 1.3 ธาตเรพรเซนเททฟและธาตแทรนซชน 29 2. ธาตโลหะและธาตอโลหะ 33 3. ธาตกมมนตรงส 35 3.1 สมการนวเคลยร 38 3.2 ปฏกรยานวเคลยร 39 3.3 ครงชวตของธาตกมมนตรงส 41 3.4 ประโยชนและการปองกนอนตรายจากธาตกมมนตรงส 43 4. ธาตและสารประกอบ 45

คาถามทายหนวยการเรยนรท 2 ตารางธาต 47

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

การศกษาและเรยนรตลอดชวตอยางมคณภาพ ดำารงชวตอยางเปนสข สอดคลองกบหลกปรชญา

ของเศรษฐกจพอเพยง และการเปลยนแปลงของโลกในศตวรรษท 21” เปาหมายดานผเรยน โดยมง

พฒนาผ เ รยนทกคนใหมคณลกษณะและทกษะการเรยนรในศตวรรษท 21 ประกอบดวย

ทกษะพนฐาน อานออก เขยนได และคดเลขเปน และทกษะสำาคญอก 8 ประการ ดงน 1. ทกษะดาน

การคดอยางมวจารณญาณและทกษะในการแกปญหา 2. ทกษะดานการสรางสรรคและนวตกรรม

3. ทกษะดานความเขาใจตางวฒนธรรมและตางกระบวนทศน 4. ทกษะดานความรวมมอ การทำางาน

เปนทมและภาวะผนำา 5. ทกษะดานการสอสาร สารสนเทศ และการรเทาทนสอ 6. ทกษะดาน

คอมพวเตอร และเทคโนโลยสารสนเทศและการสอสาร 7. ทกษะอาชพและทกษะการเรยนร

และ 8. ความมเมตตา กรณา มวนย คณธรรม และจรยธรรม

หนงสอเรยนรายวชาพนฐานวทยาศาสตรและเทคโนโลย วทยาศาสตรกายภาพ สารและสมบตของสาร

ชนมธยมศกษาปท 5 จดทำาตามมาตรฐานการเรยนรและตวชวด กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร

และเทคโนโลย (ฉบบปรบปรง พ.ศ. 2560) ตามหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน

พทธศกราช 2551 โดยมเนอหาและกระบวนการสอดคลองกบทกษะการเรยนรในศตวรรษท 21

เนนการเสรมสรางการสบสอบ การทำาโครงงาน และสะเตม ดวยกระบวนการทางวทยาศาสตร

และจตวทยาศาสตร เสรมสรางสมรรถนะสำาคญตามหลกสตร และบรณาการหลกปรชญา

ของเศรษฐกจพอเพยง เปนหนงสอเรยนทมลกษณะเฉพาะ คอ ใหผ เรยนเรยนรกระบวนการ

ทางวทยาศาสตรควบคกบเนอหาทเนนองคความร (body of knowledge)

ผ เรยนในระดบชนมธยมศกษาปท 5 จะไดเรยนร เรอง อะตอม ตารางธาต พนธะเคม

สารประกอบอนทรยและพอลเมอร และปฏกรยาเคมและอตราการเกดปฏกรยาเคม

สถาบนพฒนาคณภาพวชาการ (พว.) หวงเปนอยางยงวา หนงสอเรยนเลมน จะเปนประโยชน

ตอผเรยนเพอบมเพาะผเรยนใหเปนคนไทย 4.0 สความเปนประเทศไทย 4.0

สถาบนพฒนาคณภาพวชาการ (พว.)

หนา หนา

หนวยการเรยนรท 3 พนธะเคม 50

1. การเกดพนธะเคม 52

2. พนธะไอออนก 55

2.1 การเขยนสตรสารประกอบไอออนก 57

2.2 การอานชอสารประกอบไอออนก 58

2.3 การละลายของสารประกอบไอออนก 59

3. พนธะโคเวเลนซ 62

3.1 การวาดสตรโครงสรางประกอบโคเวเลนซ 64

3.2 การอานชอสารประกอบโคเวเลนซ 65

3.3 แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลโคเวเลนซ 66

3.4 สมบตของสารโคเวเลนซ 69

คาถามทายหนวยการเรยนรท 3 พนธะเคม 72

หนวยการเรยนรท 4 สารประกอบอนทรยและพอลเมอร 76

1. สารประกอบอนทรย 78

1.1 ธาตคารบอนกบโครงสรางและประเภท

ของสารประกอบอนทรย 79

1.2 การจำาแนกประเภทของสารประกอบไฮโดรคารบอน 82

1.3 สมบตของความเปนกรด-เบสของสารประกอบอนทรย 85

1.4 สมบตการละลายในตวทำาละลายชนดตาง ๆ

ของสารประกอบอนทรย 87

2. พอลเมอร 89

2.1 โครงสรางและสมบตของพอลเมอร 89

2.2 โครงสรางและสมบตของพลาสตก 96

2.3 ผลกระทบของการใชผลตภณฑ

จากพอลเมอรตอสงแวดลอม 100

2.4 วสดยดหยน 104

2.5 เสนใยสงเคราะห 105

คาถามทายหนวยการเรยนรท 4 สารประกอบอนทรย

และพอลเมอร 106

หนวยการเรยนรท 5 ปฏกรยาเคมและอตราการเกดปฏกรยาเคม 110

1. การเกดปฏกรยาเคมและสมการเคม 112

1.1 การเกดปฏกรยาเคม 112

1.2 สมการเคม 114

2. อตราการเกดปฏกรยาเคม 116

2.1 ปจจยทมผลตออตราการเกดปฏกรยาเคม 118

3. การนาปจจยทมผลตออตราการเกดปฏกรยาเคมไปใชประโยชน 127

3.1 การพรองของชนโอโซนของโลก 128

3.2 การสงเคราะหแอมโมเนยดวยวธฮาเบอร 130

3.3 เครองฟอกไอเสยเชงเรงปฏกรยา

หรอแคทาลตกคอนเวอรเตอร 131

4. ปฏกรยารดอกซ 133

คาถามทายหนวยการเรยนรท 5 ปฏกรยาเคมและ

อตราการเกดปฏกรยาเคม 135

บรรณานกรม 136

1

หนวยการเรยนรท

อะตอม

แผนผงหวขอหนวยการเรยนร

ตวชวด

พฒนาการของ แบบจำาลองอะตอม

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

และมมวลมากเขาไปยงแผนทองคำา 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

ซงไดขอคนพบสำาคญ คอ เมออเลกตรอนไดรบพลงงานจะถกกระตนแลวเลอนขนไปสระดบพลงงาน

ทสงขนแตเนองจากไมเสถยรจงกลบสระดบพลงงานทตำากวาพรอมกบคายพลงงานออกมา

ดงนนจงทำาใหทราบวาอเลกตรอนทอยรอบๆนวเคลยสนน

ไมไดอยรวมกนทเดยวทงหมด แตอยเปนระดบพลงงาน

รอบนวเคลยสจงสรางสมมตฐานเกยวกบแบบจำาลองอะตอม

ขนมาใหมโดยแบบจำาลองอะตอมใหมจงเปนระดบพลงงาน

ทมคาพลงงานเฉพาะคลาย ๆ กบวงโคจรของดาวเคราะห

รอบดวงอาทตย และเรยกอ เลกตรอนชน ทอย ใกล

นวเคลยสทสดและมพลงงานตำาสดวา ระดบพลงงาน K

หรอ n=1 และเรยกระดบพลงงาน LMN ทอยถดไป

n=2n=3และn=4ตามลำาดบดงภาพ

นวเคลยส

อเลกตรอน

สารและสมบตของสาร ชนมธยมศกษาปท 512 อะตอม 13

แบบจาลองอะตอมแบบกลมหมอก

นกวทยาศาสตรไดทำาการศกษาคนควาเพมเตม

ทำาใหไดขอมลทเชอไดวาอเลกตรอนไมไดเคลอนท

เปนวงกลมและเปนชนตามแบบจำาลองอะตอมของโบร

แตเคลอนทเปนรปทรงตาง ๆ ตามระดบพลงงานของ

อเลกตรอน ตลอดจนอเลกตรอนมขนาดเลกมากและ

เคลอนทอยางรวดเรวตลอดเวลาไปทว ทงอะตอม

จงไมสามารถบอกตำาแหนงทแนนอนของอเลกตรอนได

แต ม โ อก าส ท จ ะพบ อ 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- 9.109 Ö 10-28 -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 เรยกวาสญลกษณนวเคลยร (nuclear symbol)

เพอแสดงรายละเอยดเกยวกบอนภาคมลฐานภายในอะตอมดงนน สญลกษณนวเคลยร จงเปน

สงทเขยนแทนชอธาตพรอมแสดงเลขอะตอมและเลขมวล ซงจะบอกรายละเอยดเกยวกบจำานวน

อนภาคมลฐานภายในอะตอมนนเอง

วธเขยนสญลกษณนวเคลยรตามหลกสากลมดงน

1. เขยนเลขอะตอมไวมมลางซาย

2. เขยนเลขมวลไวมมบนซายของสญลกษณธาต

เลขอะตอม (atomic number) คอ ตวเลขทแสดงจำานวนโปรตอนทอยในนวเคลยสของธาต

แทนดวยสญลกษณZซงธาตชนดเดยวกนตองมจำานวนโปรตอนหรอเลขอะตอมเทากนในขณะเดยวกน

เลขอะตอมยงบงบอกถงจำานวนอเลกตรอน เมออะตอมมสมบตเปนกลางทางไฟฟา กลาวคอ มจำานวน

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

อาจจะไมเทากนกไดซงมผลทำาใหเลขมวลตางกนเชน168O 17

8O 18

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

20W 35

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