วันพฤหัสบดีที่ 22 ตุลาคม พ.ศ. 2563

อาหารหลัก 5 หมู่





                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

วันพฤหัสบดีที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2563

ธาตุ

ธาตุ


ในทางเคมี ธาตุ คือ สารบริสุทธิ์ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานเลขอะตอม อันเป็นจำนวนของโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุนั้น ตัวอย่างธาตุที่คุ้นเคยกัน เช่น คาร์บอน ออกซิเจน อะลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง ทองคำ ปรอทและตะกั่ว

จนถึงเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2554 มีการบ่งชี้ธาตุแล้ว 118 ธาตุ ล่าสุดคือ ออกาเนสซอน ใน พ.ศ. 2545   ในบรรดาธาตุที่รู้จักกัน 118 ธาตุนั้น มีเพียง 94 ธาตุแรกเท่านั้นที่เชื่อกันว่าเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติบนโลก และมี 80 ธาตุที่เสถียรหรือโดยพื้นฐานแล้วเสถียร ขณะที่ที่เหลือเป็นธาตุกัมมันตรังสี ซึ่งจะสลายตัวไปเป็นธาตุที่เบากว่าในระยะเวลาที่แตกต่างกันจากเสี้ยววินาทีไปจนถึงหลายพันล้านปี ธาตุใหม่ ๆ ซึ่งมีเลขอะตอมสูงกว่าที่มีอยู่ตามธรรมชาติ สังเคราะห์ขึ้นจากผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยานิวเคลียร์


ไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นธาตุที่พบได้มากที่สุดในเอกภพ อย่างไรก็ดี ออกซิเจนเป็นธาตุที่พบได้มากที่สุดในเปลือกโลก ประกอบกันเป็นครึ่งหนึ่งของมวลทั้งหมด   แม้สสารเคมีทั้งหมดที่ทราบกันจะประกอบด้วยธาตุอันหลากหลายเหล่านี้ แต่สสารเคมีนั้นประกอบกันขึ้นเป็นเพียงราวร้อยละ 15 ของสสารทั้งหมดในเอกภพ ส่วนที่เหลือนั้นเป็นสสารมืด ซึ่งมิได้ประกอบด้วยธาตุเคมีที่มนุษย์รู้จัก เพราะไม่มีโปรตอน นิวตรอนหรืออิเล็กตรอน


เชื่อกันว่าธาตุเคมีเกิดขึ้นจากกระบวนการของเอกภพหลายอย่าง รวมทั้งไฮโดรเจน ฮีเลียม และลิเทียม เบริลเลียมและโบรอนปริมาณน้อยกว่า เกิดขึ้นระหว่างบิกแบงและปฏิกิริยาการแตกเป็นเสี่ยงของรังสีคอสมิก (cosmic-ray spallation) การเกิดขึ้นของธาตุที่หนักขึ้นตั้งแต่คาร์บอนไปจนถึงธาตุที่หนักที่สุดนั้นเป็นผลจากการสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์ และมหานวดาราได้ทำให้ธาตุเหล่านี้มีสำหรับระบบสุริยะเนบิวลาและการก่อตัวของดาวเคราะห์ และเหตุการณ์ของเอกภพซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ซึ่งระเบิดธาตุที่สร้างขึ้นใหม่เหล่านี้จากดาวฤกษ์ออกสู่อวกาศ[3] ขณะที่ธาตุส่วนใหญ่มักถูกมองว่าเสถียร แต่การแปรนิวเคลียส (nuclear transformation) ตามธรรมชาติของธาตุหนึ่งเป็นอีกธาตุหนึ่งนั้นยังดำเนินอยู่ในปัจจุบัน โดยการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี เช่นเดียวกับกระบวนการนิวเคลียร์อื่น ๆ เช่น การยิงรังสีคอสมิกและนิวเคลียร์ฟิชชันตามธรรมชาติของนิวเคลียสธาตุหนักหลายชนิด


เมื่อธาตุแตกต่างกันสองธาตุรวมตัวกันทางเคมี โดยมีอะตอมยึดเข้าด้วยกันด้วยพันธะเคมี ผลที่ได้เรียกว่า สารประกอบเคมี สองในสามของธาตุเคมีที่พบได้บนโลกพบเฉพาะในรูปของสารประกอบ และในหลายกรณี หนึ่งในสามที่เหลือนั้นก็มักพบเป็นสารประกอบเป็นส่วนใหญ่ สารประกอบเคมีอาจประกอบด้วยธาตุที่รวมเข้าด้วยกันในสัดส่วนจำนวนเต็มแน่นอน ดังเช่น น้ำ เกลือแกง และแร่ อย่างควอตซ์ แคลไซต์ และแร่โลหะบางชนิด อย่างไรก็ดี พันธะเคมีของธาตุหลายประเภทส่งผลให้เกิดเป็นของแข็งผลึกและอัลลอยโลหะ ซึ่งไม่มีสูตรเคมีแน่นอน สสารของแข็งส่วนใหญ่บนโลกเป็นประเภทหลังนี้ คือ อะตอมก่อเป็นสสารของเปลือกโลก แมนเทิล และแก่นโลกชั้นในก่อสารประกอบเคมีที่มีองค์ประกอบหลากหลาย แต่ไม่มีสูตรเอมพิริคัลแน่ชัด


ในการนำเสนอเหล่านี้ทั้งหมด คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของธาตุบริสุทธิ์แต่ละธาตุนั้นไม่ชัดเจน ซึ่งเป็นเช่นนั้นแม้ธาตุที่เกิดในรูปไม่ผสม หากธาตุเหล่านี้เกิดเป็นสารผสม ซึ่งส่วนใหญ่เป็น ขณะที่ธาตุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติทั้งหมด 94 ธาตุ จะได้รับการบ่งชี้ในตัวอย่างแร่จากเปลือกโลก มีเพียงธาตุส่วนน้อยพบเป็นแร่ค่อนข้างบริสุทธิ์ที่สามารถรู้ได้ ส่วน "ธาตุธรรมชาติ" ที่หาพบได้ง่ายกว่า เช่น ทองแดง เงิน ทองคำ คาร์บอน (ในรูปถ่านหิน แกรไฟต์ หรือเพชรกำมะถันและปรอท ธาตุเฉื่อยแทบทั้งหมด เช่น แก๊สเฉื่อยและโลหะมีตระกูล มักพบบนโลกในรูปผสมทางเคมี เป็น สารประกอบเคมี ขณะที่ธาตุเคมีราว 32 ธาตุ พบบนโลกในรูปไม่ผสมตามธรรมชาติ แต่ธาตุเหล่านี้หลายชนิดเกิดเป็นสารผสม ตัวอย่างเช่น อากาศชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่เป็นสารผสมไนโตรเจน ออกซิเจนและอาร์กอน ธาตุของแข็งตามธรรมชาติยังมักเกิดเป็นสารผสมหลายชนิด เช่น อัลลอยของเหล็กและนิกเกิล


ประวัติศาสตร์การค้นพบและการใช้ธาตุเคมีเริ่มขึ้นด้วยสังคมมนุษย์ยุคแรกเริ่มที่พบธาตุธรรมชาติอย่างทองแดงหรือทองคำ และสกัด (หลอม) เหล็กและโลหะอื่นบางชนิดจากแร่โลหะนั้น นักเล่นแร่แปรธาตุและนักเคมีภายหลังบ่งชี้ธาตุเพิ่มขึ้นอีกมาก ซึ่งธาตุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเกือบทั้งหมดเป็นที่ทราบกันใน ค.ศ. 1900 คุณสมบัติของธาตุเคมีมักสรุปโดยใช้ตารางธาตุ ซึ่งจัดธาตุเรียงตามเลขอะตอม แบ่งเป็นแถว ("คาบ") ซึ่งธาตุที่อยู่ในคอลัมน์ ("หมู่") เดียวกันจะมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีเกิดเวียนซ้ำ เกือบทุกธาตุมีประโยชน์ใช้งานสำคัญต่อมนุษย์อย่างน้อยหนึ่งอย่าง ซึ่งอาจอยู่ในรูปบริสุทธิ์หรืออยู่ในสารประกอบเคมีหรือสารผสมหลายชนิด ยกเว้นธาตุกัมมันตรังสีที่มีครึ่งชีวิตสั้น ธาตุทั้งหมดหลังยูเรเนียม และรวมไปถึงอะเมริเซียม ปัจจุบันมีผลิตเป็นอุตสาหกรรม ซึ่งส่วนใหญ่มีความบริสุทธิ์สูง


ประมาณยี่สิบสี่ธาตุมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตหลายชนิด ธาตุหายากส่วนใหญ่บนโลกไม่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต (ยกเว้น เซเลเนียมหรือไอโอดีน) ขณะที่ธาตุส่วนน้อยที่พบได้ค่อนข้างทั่วไป (อะลูมิเนียมและไทเทเนียม) ไม่จำเป็น สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่มีความต้องการธาตุร่วมกัน แต่มีความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างพืชและสัตว์ ตัวอย่างเช่น สาหร่ายมหาสมุทรใช้โบรมีน แต่พืชบกและสัตว์ดูเหมือนไม่ต้องการเลย สัตว์ทุกชนิดต้องการโซเดียม แต่พืชบางชนิดไม่ต้องการ พืชต้องการโบรอนและซิลิกอน แต่สัตว์ไม่ต้องการหรืออาจต้องการในปริมาณเล็กน้อยมาก) มีเพียงหกธาตุ ได้แก่ คาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน แคลเซียม และฟอสฟอรัส ประกอบกันขึ้นเป็นเกือบ 99% ของมวลร่างกายมนุษย์ นอกเหนือไปจากหกธาตุหลักซึ่งประกอบเป็นร่างกายมนุษย์ส่วนใหญ่นั้น มนุษย์ยังต้องการบริโภคธาตุอีกอย่างน้อยสิบสองธาตุ

สมบัติของธาตุในตารางธาตุ

  • ธาตุในหมู่ (group) เดียวกัน
    • จำนวนอิเล็กตรอนวงนอกสุด (valence electron) เท่ากัน
    • พลังงาน IE ลดลงจากบนลงล่าง
    • ค่า EN (electronegativity) ลดลงจากบนลงล่าง
  • ธาตุในคาบ (period) เดียวกัน
    • จำนวนอิเล็กตรอนวงนอกสุด (valence electron) เพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา
    • พลังงาน IE เพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวายกเว้นหมู่ 2 สูงกว่าหมู่ 3 และ หมู่ 5 สูงกว่าหมู่ 6
    • ค่า EN เพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา


ธาตุและสารประกอบ


ความหมายของธาตุและสารประกอบ

ธาตุ (Element) คือ สารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยธาตุหรือสารชนิดเดียว ไม่สามารถแยกหรือสลายออกเป็นสารอื่นได้ อนุภาคที่เล็กที่สุดของธาตุเรียกว่า อะตอม ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอนวิ่งวนรอบนิวเคลียสที่ประกอบด้วยโปรตอน และ นิวตรอน


ตารางธาตุ

ตารางธาตุ (Periodictable) คือ ตารางที่ใช้แสดงรายชื่อธาตุเคมีคิดค้นขึ้นโดยนักเคมีชาวรัสเซีย ดมีตรี เมนเดเลเยฟ (Dmitri Mendeleev) ในปี พ.ศ. 2412 จากการสังเกตว่าเมื่อนำธาตุที่รู้จักมาวางเรียงตามลำดับเลขอะตอมจะพบว่า คุณสมบัติพื้นฐานบางอย่างคล้ายกัน สามารถจำแนกเป็นกลุ่มๆ ได้ทำให้เกิดรูปแบบตารางธาตุ และพัฒนาต่อเนื่องมาจนเป็นอย่างที่เห็น ตารางธาตุเป็นส่วนหนึ่งในการเรียนการสอนวิชาเคมีด้วย


ประวัติศาสตร์ของตารางธาตุ

เริ่มต้นจาก จอห์น นิวแลนด์สได้พยายามเรียงธาตุตามมวลอะตอมแต่เขากลับทำให้ธาตุที่มีสมบัติ ต่างกันมาอยู่ในหมู่เดียวกันนักเคมีส่วนมากจึงไม่ยอมรับตารางธาตุของนิ วแลนด์ส ต่อมา ดมีตรี เมนเดเลเยฟ จึงได้พัฒนาโดยพยายามเรียงให้ธาตุที่มีสมบัติเหมือนกันอยู่ในหมู่เดียว กันและเว้นช่องว่างไว้สำหรับธาตุที่ยังไม่ค้นพบพร้อมกันนั้นเขายังได้ ทำนายสมบัติของธาตุใหม่ไว้ด้วย โดยใช้คำว่า เอคา (Eka) นำหน้าชื่อธาตุที่อยู่ด้านบนของธาตุที่ยังว่างอยู่นั้น เช่น เอคา-อะลูมิเนียม(ต่อมาคือธาตุแกลเลียม) เอคา-ซิลิคอน (ต่อมาคือธาตุเจอร์เมเนียม)แต่นักเคมีบางคนในยุคนั้นยังไม่แน่ใจเนื่อง จากว่าเขาได้สลับที่ธาตุบางธาตุโดยเอาธาตุที่มีมวลอะตอมมากกว่ามาไว้หน้า ธาตุที่มีมวลอะตอมน้อยกว่าดมีตรีได้อธิบายว่า เขาต้องการให้ธาตุที่มีสมบัติเดียวกันอยู่ในหมู่เดียวกันเมื่อดมีตรีสามารถ ทำนายสมบัติของธาตุได้อย่างแม่นยำและตารางธาตุของเขาไม่มีข้อน่า สงสัยตารางธาตุของดมีตรีก็ได้รับความนิยมจากนักเคมีในสมัยนั้นจนถึงยุค ปัจจุบัน


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 3A โบรอน (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)

ยกเว้นไฮโดรเจน เพราะยังถกเถียงกันอยู่ว่าจะจัดลงไปที่หมู่ 1 หรือ 7 ดี เพราะคุณสมบัติเป็นกึ่ง ๆ กัน ระหว่าง 1A กับ 7A และธาตุประเภททรานซิชัน


แหล่งกำเนิดของธาตุในจักรวาล

1. ไฮโดรเจนและฮีเลียมเกิดเริ่มแรกในจักรวาลหลังบิกแบง

2. ธาตุตัวที่ 3 คือลิเทียม ถึงตัวที่ 26 คือเหล็กเกิดจากภาวะอัดแน่นในดวงดาว

3. ธาตุตัวที่หนักกว่าเหล็กจนถึงยูเรเนียมเกิดจากดาวระเบิดหรือปรากฏการณ์ นิวเคลียร์ฟิวชั่นในดาวฤกษ์ (กรณีหลัง จะได้กัมมันตภาพรังสีเป็นส่วนมาก)

สารประกอบ  (Compound) เป็นสารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมารวมกัน ด้วยแรงยึดเหนี่ยวทางเคมี เกิดเป็นสารชนิดใหม่ เรียกว่าสารประกอบ

ดังนั้นหน่วยย่อยของสารประกอบคือ โมเลกุล ซึ่งอาจแยกสลายได้เมื่อได้รับความร้อนหรือพลังงานไฟฟ้า สารประกอบที่พบในชีวิตประจำวัน เช่น น้ำ (H2O) เกลือแกง (NaCl) น้ำตาลทราย (C12H22O11) น้ำตาลกลูโคส (C6H12O6) เอทานอล (C2H5OH) คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) หินปูน (CaCO3) ด่างทับทิม (KMnO4) เป็นต้น



รายชื่อของธาตุตามหมายเลข


เลขอะตอมสัญลักษณ์ชื่อธาตุชื่อธาตุภาษาอังกฤษชื่อธาตุภาษาละตินหมายเหตุ
1HไฮโดรเจนHydrogen
2HeฮีเลียมHelium
3LiลิเทียมLithium
4BeเบริลเลียมBeryllium
5BโบรอนBoron
6Cคาร์บอนCarbon
7NไนโตรเจนNitrogen
8OออกซิเจนOxygen
9FฟลูออรีนFluorine
10NeนีออนNeon
11NaโซเดียมSodiumNatrium
12Mgแม็กนีเซียมMagnesium
13AlอะลูมิเนียมAluminium หรือ Aluminum
14SiซิลิคอนSilicon
15PฟอสฟอรัสPhosphorus
16Sกำมะถัน หรือ ซัลเฟอร์Sulfur หรือ Sulphur
17ClคลอรีนChlorine
18Arอาร์กอนArgon
19KโพแทสเซียมPotassiumKalium
20CaแคลเซียมCalcium
21ScสแกนเดียมScandium
22TiไทเทเนียมTitanium
23VวาเนเดียมVanadium
24CrโครเมียมChromium
25MnแมงกานีสManganese
26Feเหล็กIronFerrum
27Coโคบอลต์Cobalt
28NiนิกเกิลNickel
29CuทองแดงCopperCuprum
30ZnสังกะสีZinc
31GaแกลเลียมGallium
32Geเจอร์เมเนียมGermanium
33AsสารหนูArsenic
34SeซีลีเนียมSelenium
35BrโบรมีนBromine
36KrคริปทอนKrypton
37RbรูบิเดียมRubidium
38SrสตรอนเทียมStrontium
39YอิตเตรียมYttrium
40Zrเซอร์โคเนียมZirconium
41NbไนโอเบียมNiobium
42MoโมลิบดีนัมMolybdenum
43TcเทคนิเซียมTechnetium
44RuรูทีเนียมRuthenium
45RhโรเดียมRhodium
46PdแพลเลเดียมPalladium
47AgเงินSilverArgentum
48CdแคดเมียมCadmium
49InอินเดียมIndium
50SnดีบุกTinStannum
51SbพลวงAntimonyStibium
52TeเทลลูเรียมTellurium
53IไอโอดีนIodine
54XeซีนอนXenon
55CsซีเซียมCaesium
56BaแบเรียมBarium
57LaแลนทานัมLanthanum
58CeซีเรียมCerium
59PrเพรซีโอดิเมียมPraseodymium
60NdนีโอดิเมียมNeodymium
61PmโพรมีเทียมPromethium
62SmซามาเรียมSamarium
63EuยูโรเปียมEuropium
64GdกาโดลินเนียมGadolinium
65Tbเทอร์เบียมTerbium
66DyดิสโพรเซียมDysprosium
67Hoโฮล์มเมียมHolmium
68Erเออร์เบียมErbium
69TmทูเลียมThulium
70Ybอิตเตอร์เบียมYtterbium
71LuลูทีเชียมLutetium
72HfฮาฟเนียมHafnium
73TaแทนทาลัมTantalum
74WทังสเตนTungstenW มาจาก Wolfram(เยอรมัน)
75ReรีเนียมRhenium
76OsออสเมียมOsmium
77IrอิริเดียมIridium
78PtทองคำขาวหรือแพลตินัมPlatinum
79AuทองGoldAurum
80HgปรอทMercuryHydragerum
81TlทาลเลียมThallium
82Pbตะกั่วLeadPlumbum
83BiบิสมัทBismuth
84PoโปโลเนียมPolonium
85AtแอสทาทีนAstatine
86RnเรดอนRadon
87FrแฟรนเซียมFrancium
88RaเรเดียมRadium
89AcแอคทิเนียมActinium
90ThธอเรียมThorium
91PaโพรแทกทิเนียมProtactinium
92UยูเรเนียมUranium
93NpเนปจูเนียมNeptunium
94PuพลูโตเนียมPlutonium
95AmอเมริเซียมAmericium
96CmคูเรียมCurium
97Bkเบอร์คีเลียมBerkelium
98Cfแคลิฟอร์เนียมCalifornium
99Esไอน์สไตเนียมEinsteinium
100Fmเฟอร์เมียมFermium
101MdเมนเดลเลเวียมMendelevium
102NoโนเบลเลียมNobelium
103Lrลอว์เรนเซียมLawrencium
104Rfรูเทอร์ฟอร์เดียมRutherfordium
105DbดุบเนียมDubnium
106Sgซีบอร์เกียมSeaborgium
107Bhโบห์เรียมBohrium
108HsฮัสเซียมHassium
109Mtไมต์เนเรียมMeitnerium
110Dsดาร์มสตัดเทียมDarmstadtium
111Rgเรินต์เกเนียมRoentgenium
112Cnโคเปอร์นิเซียมCopernicium
113NhนิโฮเนียมNihonium
114FlฟลีโรเวียมFlerovium
115McมอสโกเวียมMoscovium
116Lvลิเวอร์มอเรียมLivermorium
117TsเทนเนสซีนTennessine
118OgโอกาเนสซอนOganesson
............
     ธาตุที่เป็นโลหะ      ธาตุที่เป็นอโลหะ      ธาตุที่เป็นกึ่งโลหะ      ธาตุที่เป็นแก๊สเฉื่อย

อาหารหลัก 5 หมู่

                                                                                                                                            ...