ตอบ 2
ปฏิกิริยาเคมี
ปฏิกิริยาเคมี (chemical reaction) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงที่ทำให้เกิดสารใหม่ มีสมบัติต่างจากสารเดิม สารก่อนการเปลี่ยนแปลงเรียกว่า สารตั้งต้น (reactant) และสารที่เกิดใหม่เรียกว่า ผลิตภัณฑ์ (product)ในขณะที่เกิดปฏิกิริยาเคมี นอกจากได้สารใหม่แล้วยังอาจเกิดการเปลี่ยนแปลงในด้านอื่นๆ อีกได้ เช่น การเปลี่ยนแปลงพลังงาน
ตัวอย่างการเกิดปฏิกิริยาเคมีที่น่าสนใจเช่น
เมื่อนำลวดแมกนีเซียมใส่ลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก เป็นปฏิกิริยาระหว่างโลหะ (แมกนีเซียม) กับกรด (กรดไฮโดรคลอริก) สารทั้งสองจะทำปฏิกิริยากัน เกิดการเปลี่ยนแปลงได้สารใหม่เกิดขึ้นดังสมการ
Mg = แมกนีเซียม
HCl = กรดไฮโดรคลอริก (กรดเกลือ)
MgCl2 = แมกนีเซียมคลอไรด์
H2 = ไฮโดรเจน
เขียนเป็นสัญลักษณ์ของธาตุและสารประกอบในปฏิกิริยาได้ดังนี้
K = โพแทสเซียม
HCl = กรดไฮโดรคลอริก (กรดเกลือ)
KCl = โพแทสเซียมคลอไรด์
H2 = ไฮโดรเจน
เขียนเป็นสัญลักษณ์ของธาตุและสารประกอบในปฏิกิริยาได้ดังนี้
Na = โซเดียม
HCl = กรดไฮโดรคลอริก (กรดเกลือ)
NaCl = โซเดียมคลอไรด์ (เกลือแกง)
H2 = ไฮโดรเจน
เขียนเป็นสัญลักษณ์ของธาตุและสารประกอบในปฏิกิริยา ได้ดังนี้
แต่ถ้าเปลี่ยนสารตั้งต้นของปฏิกิริยาจากกรดไฮโดรคลอริก (HCl) เป็นน้ำ (H2O) สามารถเขียนความสัมพันธ์ระหว่างสารตั้งต้น เป็นผลิตภัณฑ์ได้ดังนี้
Mg = แมกนีเซียม
H2O = น้ำ
Mg(OH)2 = แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์
H2 = ไฮโดรเจน
เขียนเป็นสัญลักษณ์ของธาตุและสารประกอบในปฏิกิริยาได้ดังนี้
Na = โซเดียม
H2O = น้ำ
NaOH = โซเดียมไฮดรอกไซด์
H2 = ไฮโดรเจน
เขียนเป็นสัญลักษณ์ของธาตุและสารประกอบในปฏิกิริยาได้ดังนี้
Ca = แคลเซียม
H2O = น้ำ
Ca(OH)2 = แคลเซียมไฮดรอกไซด์
H2 = ไฮโดรเจน
ที่มา http://www.maceducation.com/e-knowledge/2422210100/23.htm
ตอบ 4
เมื่อนำลวดแมกนีเซียมใส่ลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก เป็นปฏิกิริยาระหว่างโลหะ (แมกนีเซียม) กับกรด (กรดไฮโดรคลอริก) สารทั้งสองจะทำปฏิกิริยากัน เกิดการเปลี่ยนแปลงได้สารใหม่เกิดขึ้นดังสมการ
เขียนเป็นสัญลักษณ์ของธาตุและสารประกอบในปฏิกิริยาได้ดังนี้
Mg = แมกนีเซียม
HCl = กรดไฮโดรคลอริก (กรดเกลือ)
MgCl2 = แมกนีเซียมคลอไรด์
H2 = ไฮโดรเจน
Mg = แมกนีเซียม
HCl = กรดไฮโดรคลอริก (กรดเกลือ)
MgCl2 = แมกนีเซียมคลอไรด์
H2 = ไฮโดรเจน
ตอบ 4
กรดกำมะถัน หรือ กรดซัลฟิวริก (อังกฤษ: sulfuric acid หรือ อังกฤษบริติช: sulphuric acid) , H2SO 4, เป็น กรดแร่ (mineral acid) อย่างแรง ละลายได้ในน้ำที่ทุกความเข้มข้น ค้นพบโดย จาเบียร์ เฮย์ยัน (Jabir Ibn Hayyan) นักเคมีชาวอาหรับ พบว่ากรดซัลฟิวริกมีประโยชน์มากมายและเป็นสารเคมีที่มีการผลิตมากที่สุด รองจากน้ำ ในปี ค.ศ. 2001 ทั่วโลกผลิตรวมกันประมาณ 165 ล้านตัน ซึ่งมูลค่าประมาณ 320,000 ล้านบาท (8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ) ประโยชน์ของกรดกำมะถันได้แก่ ใช้ในการผลิตปุ๋ย กระบวนการผลิตแร่ การสังเคราะห์เคมี การกำจัดน้ำเสีย ใช้เป็นสารละลายอิเล็กทรอไลต์ในแบตเตอรี่และกระบวนการกลั่นน้ำมัน กรดกำมะถันมีชื่อเดิมคือ "Zayt al-Zaj" หรือ "ออยล์ออฟวิตริออล" (oil of vitriol)
กรดไนตริก หรือ กรดดินประสิว (อังกฤษ: Nitric acid) เป็นกรดที่มีอันตราย หากสัมผัสจะทำให้เกิดแผลไหม้ขั้นรุนแรง กรดไนตริกนี้ ค้นพบโดยการสังเคราะห์ โดย "Muslim alchemist Jabir ibn Hayyan" ประมาณ ค.ศ. 800 กรดไนตริกบริสุทธ์ 100% (ปราศจากน้ำ) จะเป็นของเหลวที่มีความหนาแน่น 1,552 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร และจะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิ -42 °C ลูกบาศก์ โดยจะเป็นผลึกสีขาว และจะเดือดที่อุณหภูมิ 83 °C แต่ก็สามารถเดือดในที่ ที่มีแสงสว่าง ทั้ง ๆ ที่อยู่ในอุณหภูมิห้อง[1]
สารประกอบเคมีในกรดไนตริก (HNO3) , หรือ อควา ฟอร์ติส (aqua fortis) หรือ สปิริต ออฟ ไนเตอร์ (spirit of nitre) เป็นของเหลวที่กัดกร่อนและไม่มีสี เป็นกรดที่มีพิษที่สามารถทำให้เกิดแผลไฟไหม้อย่างรุนแรง สารละลายที่มีกรดไนตริกมากกว่า 86% เรียกว่า fuming nitric acidและสามารถกัดกร่อนโลหะมีตะกูลได้ ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ ขาว (white fuming nitric acid) และแดง (red fuming nitric acid)
ตอบ 1
อนุภาคมูลฐาน (อังกฤษ: Elementary Particle) คืออนุภาคเป็นหน่วยย่อยที่สุดในทางคือ อิเล็กตรอน ซึ่งไม่สามารถแยกย่อยเป็นอนุภาคใดๆได้อีก
ในทฤษฎีฟิสิกส์ เราไม่ถือว่ามันประกอบขึ้นมาจากสิ่งใดอีก อนุภาคมูลฐานที่เรารู้จักกันดีที่สุดทฤษฎีแบบจำลองมาตรฐาน (Standard Model) แบ่งอนุภาคมูลฐาน เป็นสองพวกคือ เฟอร์มิออน เป็นอนุภาคที่ประกอบกันเป็นสสารได้แก่ ควาร์ก (quarks) และเลปตอน (leptrons) อีกพวกเป็นอนุภาคที่นำแรงหรืออนุภาคโบซอน (bosons)
อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่จัดอยู่ในกลุ่มของเลปตอน
ชนิดของอนุภาคมูลฐาน
3. ชนิดที่ยังไม่สามารถจำแนกได้
1. อนุภาคฮิกส์ (Higgs particle) คาดว่าจะพบในสนามฮิกส์ ซึ่งมีอายุเพียงหนึ่งส่วนล้านล้านวินาที สร้างได้จากการชนกันของอนุภาคในเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ของศูนย์วิจัย CERN
ตอบ ข้อ2
การจัดเรียงอิเล็กตรอน หมายถึงอิเล็กตรอนในแต่ละอะตอมจะมีการจัดเรียงตามระดับพลังงานหลักและระดับพลังงานย่อย โดยมีการแบ่งชั้นที่แน่นอน เรียงไปเรื่อยๆ ตามเลขอะตอม
ระดับพลังงานหลัก
เป็นระดับพลังงานชั้นใหญ่ๆ ของอิเล็กตรอน ระดับพลังงานชั้นในสุดหรือระดับพลังงานที่ n=1 จะมีอิเล็กตรอนได้มากที่สุด 2 ตัว ระดับชั้นถัดมา 2,3,4
จะมีได้มากที่สุด 8,18 และ 32 ตามลำดับ โดยระดับพลังงานที่มากกว่า 4 ขึ้นไปก็จะมีได้มากที่สุดเพียง 32 ตัวเท่านั้น
ที่มา
จะมีได้มากที่สุด 8,18 และ 32 ตามลำดับ โดยระดับพลังงานที่มากกว่า 4 ขึ้นไปก็จะมีได้มากที่สุดเพียง 32 ตัวเท่านั้น
ที่มา
ตอบ 3
ตอบ 3
จากการเรียงอิเล็กตรอนของธาตุในระดับพลังงานหลักทำให้ทราบว่า
1. จำนวนระดับพลังงานหลักของอิเล็กตรอน ทำให้ทราบว่าธาตุนั้นอยู่คาบใด ถ้าธาตุมีจำนวนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนเท่ากัน แสดงว่าธาตุนั้นอยู่ในคาบเดียวกัน เช่นMg มีเลขอะตอม 12 มีการจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานดังนี้ 2, 8, 2 Mg มี 3 ระดับพลังงานS มีเลขอะตอม 16 มีการจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานดังนี้ 2, 8, 6 S มี 3 ระดับพลังงาน
แสดงว่า Mg และ S อยู่ในคาบเดียวกัน
แสดงว่า Mg และ S อยู่ในคาบเดียวกัน
2 จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน หรืออิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานนอกสุด ทำให้ทราบหมู่ของธาตุ ถ้าธาตุมีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากัน แสดงว่าธาตุนั้นอยู่ในหมู่เดียวกัน เช่น Na มีเลขอะตอม 11 มีการจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานดังนี้ 2, 8, 1 Na มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1
K มีเลขอะตอม 19 มีการจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานดังนี้ 2, 8,8, 1 K มี เวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ แสดงว่า ธาตุ Na และ K อยู่ในหมู่เดียวกัน
K มีเลขอะตอม 19 มีการจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานดังนี้ 2, 8,8, 1 K มี เวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ แสดงว่า ธาตุ Na และ K อยู่ในหมู่เดียวกัน
การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อย
การจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลัก ทำให้แต่ละระดับพลังงานมีจำนวนอิเล็กตรอนมากจึงเกิดปัญหาว่าอิเล็กตรอนเหล่านั้นอยู่ในระดับพลังงานเดียวกันได้อย่างไร ทำไมจึงไม่ผลักกัน เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์จึงได้ศึกษาเกี่ยวกับระดับพลังงานย่อยเพื่อกระจายอิเล็กตรอนในแต่ละระดับพลังงานหลัก เข้าสู่ระดับพลังงานย่อย โดยอาศัยรูปแบบโคจรของอิเล็กตรอนรอบ ๆ นิวเคลียสเป็นเกณฑ์ในการแบ่งอิเล็กตรอนเป็นกลุ่มย่อย ๆ และเรียกรูปแบบวงโคจรนี้ว่าออร์บิทัล (Orbital) โดย 1 ออร์บิทัลจะมีอิเล็กตรอนได้ไม่เกิน 2 อิเล็กตรอน ระดับพลังงานย่อยมี 4 ระดับ คือ s, p, d, f โดยระดับพลังงานย่อยมี
s มี 1 ออร์บิทัล บรรจุอิเล็กตรอนได้สูงสุด 2 อิเล็กตรอน
p มี 3 ออร์บิทัล บรรจุอิเล็กตรอนได้สูงสุด 6 อิเล็กตรอน
d มี 5 ออร์บิทัล บรรจุอิเล็กตรอนได้สูงสุด 10 อิเล็กตรอน
f มี 7 ออร์บิทัล บรรจุอิเล็กตรอนได้สูงสุด 14 อิเล็กตรอน
ตอบ 2
สมบัติของแก๊สออกซิเจน
ออกซิเจนเป็นแก๊สชนิดหนึ่งมีสัญลักษณ์ทางเคมีคือ O2 เป็นแก๊สที่มีความสำคัญมากต่อการดำรงชีวิตของพืชและสัตว์ อากาศที่เราใช้หายใจทุกวันนี้มีออกซิเจนผสมอยู่ประมาณ 21% โดยปริมาตรมีไนโตรเจน 78% อีก 1% เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนและอื่น ๆ แก๊สออกซิเจนที่จะรวมตัวกับแก๊สอะเซทิลีนจะให้ค่าความร้อนสูงนั้นต้องเป็นออกซิเจนบริสุทธิ์ ซึ่งมีสมบัติ ดังนี้
ออกซิเจนเป็นแก๊สชนิดหนึ่งมีสัญลักษณ์ทางเคมีคือ O2 เป็นแก๊สที่มีความสำคัญมากต่อการดำรงชีวิตของพืชและสัตว์ อากาศที่เราใช้หายใจทุกวันนี้มีออกซิเจนผสมอยู่ประมาณ 21% โดยปริมาตรมีไนโตรเจน 78% อีก 1% เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนและอื่น ๆ แก๊สออกซิเจนที่จะรวมตัวกับแก๊สอะเซทิลีนจะให้ค่าความร้อนสูงนั้นต้องเป็นออกซิเจนบริสุทธิ์ ซึ่งมีสมบัติ ดังนี้
1. ไม่ติดไฟ แต่ช่วยให้ไฟติด
2. ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ในสภาพเป็นแก๊ส แต่ในสภาพของเหลวจะมีสีน้ำทะเลอ่อน
3. เป็นได้ทั้ง 3 สถานะ คือ ก๊าซ ของเหลว และของแข็ง
4. มีสถานะเป็นของเหลวที่อุณหภูมิ –183 0C และกลายเป็นของแข็งที่อุณหภูมิ 218 0C
ออกซิเจนบริสุทธิ์ในสภาพของเหลวจะใช้ช่วยในการขับดันจรวด ส่วนออกซิเจนที่อยู่ในสภาพแก๊สจะบรรจุขวดใช้สำหรับช่วยในการหายใจของนักบิน และคนไข้ในงานแพทย์ ในส่วนของงานอุตสาหกรรมจะใช้ในงานเชื่อมและงานตัด
ออกซิเจนเมื่อรวมตัวกับธาตุอื่นจะเกิดปฏิกิริยาเรียกว่า “ออกซิเดชัน” (Oxidation) การเกิดออกซิเดชันนี้ ถ้าเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วจะมีความร้อนและมีแสงเกิดขึ้น ซึ่งเราเรียกว่า “การสันดาป” ตัวอย่างการเกิดออกซิเดชันได้แก่ การเกิดสนิมในเนื้อเหล็ก แต่ปฏิกิริยาได้เกิดขึ้นอย่างช้า ๆ จึงมีความร้อนเกิดขึ้นน้อย ในขณะเดียวกันเหล็กที่กำลังร้อนจัดเมื่อเพิ่มออกซิเจนเข้าจะเกิดปฏิกิริยาขึ้นอย่างรวดเร็ว และเมื่อมีความดันลมช่วยเป่าก็จะทำให้เนื้อเหล็กที่กำลังเกิดออกซิเดชันหลุดออกทำให้เหล็กขาดออกจากกัน จากหลักการที่กล่าวมาจึงนำไปใช้กับการตัดเหล็กด้วยแก๊สได้เป็นอย่างดี และใช้มาจนถึงปัจจุบันนี้
ออกซิเจนบริสุทธิ์ในสภาพของเหลวจะใช้ช่วยในการขับดันจรวด ส่วนออกซิเจนที่อยู่ในสภาพแก๊สจะบรรจุขวดใช้สำหรับช่วยในการหายใจของนักบิน และคนไข้ในงานแพทย์ ในส่วนของงานอุตสาหกรรมจะใช้ในงานเชื่อมและงานตัด
ออกซิเจนเมื่อรวมตัวกับธาตุอื่นจะเกิดปฏิกิริยาเรียกว่า “ออกซิเดชัน” (Oxidation) การเกิดออกซิเดชันนี้ ถ้าเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วจะมีความร้อนและมีแสงเกิดขึ้น ซึ่งเราเรียกว่า “การสันดาป” ตัวอย่างการเกิดออกซิเดชันได้แก่ การเกิดสนิมในเนื้อเหล็ก แต่ปฏิกิริยาได้เกิดขึ้นอย่างช้า ๆ จึงมีความร้อนเกิดขึ้นน้อย ในขณะเดียวกันเหล็กที่กำลังร้อนจัดเมื่อเพิ่มออกซิเจนเข้าจะเกิดปฏิกิริยาขึ้นอย่างรวดเร็ว และเมื่อมีความดันลมช่วยเป่าก็จะทำให้เนื้อเหล็กที่กำลังเกิดออกซิเดชันหลุดออกทำให้เหล็กขาดออกจากกัน จากหลักการที่กล่าวมาจึงนำไปใช้กับการตัดเหล็กด้วยแก๊สได้เป็นอย่างดี และใช้มาจนถึงปัจจุบันนี้
การผลิตแก๊สออกซิเจนจากอากาศ
การผลิตวิธีนี้จะนำอากาศไปเก็บในถังเก็บ และขจัดสิ่งสกปรกออกก่อน จากนั้นลดอุณหภูมิให้ต่ำลงจนถึงอุณหภูมิ -200 0C และเพิ่มความดันให้มากขึ้นด้วยอุณหภูมิและความดันระดับนี้ทำให้อากาศแปรสภาพจากแก๊สเป็นของเหลวเรียกว่า
“อากาศเหลว” ซึ่งมีทั้งออกซิเจนและไนโตรเจน แต่มีจุดเดือดที่แตกต่างกันจากจุดเดือดที่แตกต่างกันนี้ทำให้สามารถแยกไนโตรเจนออกจากออกซิเจนได้ โดยการเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น และลดความดันลงในขณะเดียวกันก็เพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น และลดความดันลงในขณะเดียวกันก็เพิ่มอุณหภูมิอีกประมาณ -182 0C ออกซิเจนเหลวก็จะกลายเป็นแก๊สระเหยขึ้นมา เ มื่อนำไปจัดเก็บจะมีความบริสุทธิ์ถึง 99%
การผลิตวิธีนี้จะนำอากาศไปเก็บในถังเก็บ และขจัดสิ่งสกปรกออกก่อน จากนั้นลดอุณหภูมิให้ต่ำลงจนถึงอุณหภูมิ -200 0C และเพิ่มความดันให้มากขึ้นด้วยอุณหภูมิและความดันระดับนี้ทำให้อากาศแปรสภาพจากแก๊สเป็นของเหลวเรียกว่า
“อากาศเหลว” ซึ่งมีทั้งออกซิเจนและไนโตรเจน แต่มีจุดเดือดที่แตกต่างกันจากจุดเดือดที่แตกต่างกันนี้ทำให้สามารถแยกไนโตรเจนออกจากออกซิเจนได้ โดยการเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น และลดความดันลงในขณะเดียวกันก็เพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น และลดความดันลงในขณะเดียวกันก็เพิ่มอุณหภูมิอีกประมาณ -182 0C ออกซิเจนเหลวก็จะกลายเป็นแก๊สระเหยขึ้นมา เ มื่อนำไปจัดเก็บจะมีความบริสุทธิ์ถึง 99%
การผลิตแก๊สออกซิเจนจากน้ำ
การผลิตด้วยวิธีนี้ทำได้โดยกรรมวิธีแยกน้ำด้วยไฟฟ้า ซึ่งใช้ไฟฟ้ากระแสตรง ซึ่งเหมาะสำหรับการทดลองในห้องปฏิบัติการเท่านั้น น้ำที่นำมาใช้ในการแยกนี้ จะเติมโซเดียมคลอไรด์ เพื่อให้ไฟฟ้าไหลผ่านได้สะดวก โดยจะมีสายไฟต่อจากขั้วบวกและ ขั้วลบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ไปจุ่มน้ำไว้ทั้งสองขั้ว นำขวดสองใบเติมน้ำให้เต็ม โดยคว่ำไว้ที่ขั้วบวกและขั้วลบ เมื่อเปิดสวิตช์กระแสไฟจะไหลจากขั้วบวกผ่านน้ำไปยัง ขั้วลบ ขณะกระแสไฟไหลผ่านน้ำจะเริ่มทำปฏิกิริยาเกิดฟองอากาศผุดขึ้นที่ปลายขั้วบวกและ ขั้วลบ โดยแก๊สออกซิเจนจะเกิดขึ้นที่ขั้วบวกสังเกตได้จากปริมารของแก๊สที่มีเพียงครึ่งขวด ส่วนแก๊สไฮโดรเจนจะเกิดขึ้นที่ขั้วลบ โดยมีปริมาณของแก๊สเต็มขวด ซึ่งเป็นไปตามสูตรทางเคมีคือH2Oประกอบด้วย แก๊สไฮโดรเจน 2 ส่วน และออกซิเจน 1ส่วน
การผลิตด้วยวิธีนี้ทำได้โดยกรรมวิธีแยกน้ำด้วยไฟฟ้า ซึ่งใช้ไฟฟ้ากระแสตรง ซึ่งเหมาะสำหรับการทดลองในห้องปฏิบัติการเท่านั้น น้ำที่นำมาใช้ในการแยกนี้ จะเติมโซเดียมคลอไรด์ เพื่อให้ไฟฟ้าไหลผ่านได้สะดวก โดยจะมีสายไฟต่อจากขั้วบวกและ ขั้วลบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ไปจุ่มน้ำไว้ทั้งสองขั้ว นำขวดสองใบเติมน้ำให้เต็ม โดยคว่ำไว้ที่ขั้วบวกและขั้วลบ เมื่อเปิดสวิตช์กระแสไฟจะไหลจากขั้วบวกผ่านน้ำไปยัง ขั้วลบ ขณะกระแสไฟไหลผ่านน้ำจะเริ่มทำปฏิกิริยาเกิดฟองอากาศผุดขึ้นที่ปลายขั้วบวกและ ขั้วลบ โดยแก๊สออกซิเจนจะเกิดขึ้นที่ขั้วบวกสังเกตได้จากปริมารของแก๊สที่มีเพียงครึ่งขวด ส่วนแก๊สไฮโดรเจนจะเกิดขึ้นที่ขั้วลบ โดยมีปริมาณของแก๊สเต็มขวด ซึ่งเป็นไปตามสูตรทางเคมีคือH2Oประกอบด้วย แก๊สไฮโดรเจน 2 ส่วน และออกซิเจน 1ส่วน
ตอบ 3
การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี
การที่ธาตุกัมมันตรังสีแผ่รังสีได้นั้นเป็นเพราะนิวเคลียสของธาตุไม่เสถียร เนื่องจากมีพลังงานส่วนเกินอยู่ภายใน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องถ่ายเทพพลังงานส่วนเกินนี้ออกไป เพื่อให้นิวเคลียสเสถียรในที่สุด พลังงานส่วนเกินที่ปล่อยออกมาอยู่ในรูปของอนุภาคหรือรังสีต่าง ๆ เช่น อนุภาคแอลฟา อนุภาคบีตา รังสีแกมมาและไอโชโทปที่เสถียร จากการศึกษาไอโชโทปของธาตุจำนวนมาก พบว่าไอโชโทปที่นิวเคลียสมีอัตราส่วนระหว่าจำนวน นิวตรอนต่อโปรตอนไม่เหมาะสม คือนิวเคลียสที่มีจำนวนนิวตรอนมาก หรือ น้อยกว่าจำนวนโปรตอนมักจะไม่เสถียรจะมีการแผ่รังสีออกมาจนได้ไอโชโทปของธาตุใหม่ที่เสถียรกว่า นอกจากนั้นยังพบว่าจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่เป็นจำนวนคู่ หรือคี่ในนิวเคลียสนั้น มีความสัมพันธ์กับความเสถียรภาพของนิวเคลียสด้วย กล่าวคือ ไอโชโทปของธาตุที่มีจำนวนโปรตอน และนิวตรอนเป็นเลขคู่ จะเสถียรกว่าไอโชโทปของธาตุที่มีจำนวนโปรตอนและนิวตอนเป็นเลขคี่เช่น 714N เป็นไอโซโทปที่เสถียร 715N พบว่า 714N มีจำนวนโปรตอนและจำนวนนิวตรอน จึงเสถียรกว่า 715Nที่มีจำนวนโปรตอนไม่เท่ากับจำนวนนิวตรอน816O เป็นไอโซโทปที่เสถียรกว่า817O เพราะ 816O มีจำนวนโปรตอนและจำนวนนิวตรอนเท่ากัน จึงเสถียรกว่า817O ที่มีจำนวนนิวตรอนเป็นเลขคี่ และจำนวนโปรตอนเป็นเลขคู่
ธาตุกัมมันตรังสีในธรรมชาติ
ธาตุต่างๆที่พบในธรรมชาตินั้น ธาตุที่มีเลขอะตอมตั้งแต่ 83 ขึ้นไป ส่วนใหญ่สามารถแบ่งรังสีได้เช่น92238U 92235U 90232Th 86222Rn หรืออาจจะเขียนเป็น U-238, U-235, Th-232, Rn-222
นอกจากธาตุกัมมันตรังสีจะพบในธรรมชาติแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังสังเคราะห์ธาตุกัมมันตรังสีขึ้น
เพื่อใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆอีกด้วย ซึ่งมีหลายวิธี แต่มีวิธีหนึ่งคือยิงนิวเคลียสของไอโซโทปที่เสถียรด้วยอนุภาคที่เหมาะสม และมีความเร็วสูง ได้ไอโซโทปของธาตุใหม่ที่เสถียร เช่น รัทเทอร์ฟอร์ด ได้ยิงนิวเคลียส N-14 ด้วยอนุภาคแอลฟา เกิด O-17
เขียนแผนภาพแทน คือ 14N( ) 17O ไอโซโทป817O ที่เสถียร พบในธรรมชาติ0.037%
การแผ่รังสีแอลฟา
เมื่อไอโซโทปกัมมันตรังสีให้อนุภาคแอลฟา นิวเคลียสของไอโซโทปเสีย 2 โปรตอน และ 2
นิวตรอน ดังนั้น ไอโซโทปกัมมันตรังสีจะเปลี่ยนไปเป็นธาตุอื่นที่มีเลขเชิงอะตอมต่ำกว่าเดิม 2 อะตอมและมีมวลต่ำกว่าเดิม 4 amu ตัวอย่างเช่น เมื่อ 92238U ให้อนุภาคแอลฟา ผลที่เกิดขึ้นจะให้ 90234Th สมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้
92238U 24He+90234Th
จากสมการจะเห็นว่า ผลรวมของเลขเชิงอะตอมของด้านหนึ่งของสมการจะเท่ากันกับผลรวมของเลขเชิงอะตอมของอีกด้านหนึ่งของสมการ หรือ 92=2+90 ส่วนผลรวมของเลขมวลจะเท่ากันทั้ง 2 ด้านของสมการเช่นเดียวกันหรือ 238=4+234
การแผ่รังสีบีตา
การให้รังสีบีตาจะเกิดนิวเคลียสที่มีสัดส่วนของจำนวนนิวตรอนมากกว่าโปรตอน ตัวอย่างเช่น การแผ่รังสีบีตาของC-14 ไปเป็น N-14 C-14 ให้อนุภาคบีตา อนุภาคบีตาหรืออิเล็กตรอนเชื่อกันว่ามาจากนิวเคลียส เมื่อนิวตรอนสลายตัวไปเป็นโปรตอน 11H และอิเล็กตรอนดังนี้
01n----------> 11H+-10e
เมื่ออิเล็กตรอนเกิดขึ้น อิเล็กตรอนจะถูกปล่อยออกจากนิวเคลียสด้วยความเร็วสูงแต่โปรตอนยังคงอยู่ผลที่เกิดขึ้นทำให้นิวเคลียสมีจำนวนนิวตรอนลดลงไป 1 นิวตรอน และมีโปรตอนเพิ่มขึ้นอีก 1 โปรตอน ในกรณี C-14 ให้อนุภาคบีตา สมการ นิวเคลียร์จะเป็นดังนี้
614C------- >714 N+-10e
จากสมการจะเห็นว่าเลขเชิงอะตอมเพิ่มขึ้น 1 หน่วย และเลขมวลมีค่าคงที่
การแผ่รังสีแกมมา
การให้อนุภาคแอลฟาหรืออนุภาคอย่างใดอย่างหนึ่ง มักจะติดตามด้วยการแผ่รังสีแกมมา รังสีแกมมาถูกปล่อยออกมาเมื่อนิวเคลียสเปลี่ยนจากสถานะเร้าหรือสถานะพลังงานสูง ไปยังสถานะที่มีพลังงานต่ำกว่าเนื่องจากรังสีแกมมาไม่มีทั้งประจุและมวล การแผ่รังสีแกมมาจึงไม่ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงเลขมวลหรือเลขเชิงอะตอมของนิวเคลียสอย่างใดอย่างหนึ่ง รังสีแกมมานำไปใช่รักษาโรค เป็นรังสีแกมมาที่มาจากเทคนิเทียม
4399Tc------> 4399Tc+y
เมื่อ Ra-226เปลี่ยนไปเป็น Rn-222 โดยการแผ่รังสีแอลฟานั้น Rn-222 ไม่เสถียรภาพจึงแผ่รังสีแกมมาออกมา
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น