ธาตุและสารประกอบ มีคุณสมบัติที่เหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร

ธาตุและสารประกอบ (Elements and Compounds)

ธาตุและสารประกอบ เป็นโครงสร้างพื้นฐานของสารต่างๆ บนโลกใบนี้ รวมถึงเป็นองค์ประกอบในทุกสรรพชีวิต

ธาตุและสารประกอบ สสารทุกชนิดบนโลกของเรามีหน่วยที่เล็กที่สุดเป็น “อะตอมของธาตุ” การทำปฏิกิริยารวมตัวของธาตุเป็นผลให้เกิด “สารประกอบ” และจากปฏิกิริยาระหว่างสารประกอบจึงก่อกำเนิดสสารที่มีความหลากหลายในทุกวันนี้ การแบ่งสารตามองค์ประกอบทางเคมี แบ่งได้ดังนี้

ธาตุ (Elements) หมายถึง สารบริสุทธิ์เนื้อเดียวที่มีองค์ประกอบอย่างเดียว ธาตุไม่สามารถแยกสลายให้กลายเป็นสารอื่นโดยวิธีการทางเคมี ธาตุมีคุณสมบัติทั้ง 3 สถานะ ได้แก่ ของแข็ง เช่น ธาตุสังกะสี ตะกั่ว เงิน ของเหลว เช่น ปรอท และก๊าซ เช่น ออกซิเจน ไฮโดรเจน เป็นต้น ธาตุยังสามารถจำแนกคุณสมบัติออกเป็น ธาตุโลหะ ธาตุอโลหะ และธาตุกึ่งโลหะ

ธาตุโลหะ (metal) เป็นธาตุที่มีสถานะเป็นของแข็ง (ยกเว้นปรอท ที่เป็นของเหลว ) มีผิวที่มันวาว นำความร้อน และไฟฟ้าได้ดี มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง (ช่วงอุณหภูมิระหว่างจุดหลอมเหลวกับจุดเดือดต่างกันมาก) เช่น โซเดียม เหล็ก แคลเซียม ปรอท อะลูมิเนียม เป็นต้น

ธาตุอโลหะ (non-metal) เป็นกลุ่มธาตุที่มีสมบัติไม่นำไฟฟ้า มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ เปราะบาง และมีการแปรผันทางด้านคุณสมบัติทางกายภาพมากกว่าโลหะ เช่น ออกซิเจน กำมะถัน ฟอสฟอรัส เป็นต้น

ธาตุกึ่งโลหะ (metalloid) เป็นกลุ่มธาตุที่มีสมบัติก้ำกึ่งระหว่างโลหะและอโลหะ เช่น ธาตุซิลิคอน และเจอเมเนียม  มีสมบัติบางประการคล้ายโลหะ เช่น นำไฟฟ้าได้บ้างที่อุณหภูมิปกติ และนำไฟฟ้าได้มากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น เป็นของแข็ง เป็นมันวาวสีเงิน จุดเดือดสูง แต่เปราะแตกง่ายคล้ายอโลหะ

ตารางธาตุ (Periodic table of elements) คือ ตารางที่นักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมธาตุต่างๆ ไว้เป็นหมวดหมู่ตามลักษณะ และคุณสมบัติที่เหมือนกัน เพื่อเป็นประโยชน์ในการศึกษา ในแต่ละส่วนของตารางธาตุ โดยคาบ (Period) เป็นการจัดแถวของธาตุแนวราบ ส่วนหมู่ (Group) เป็นการจัดแถวของธาตุในแนวดิ่ง ซึ่งมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

ตารางธาตุ, ธาตุ, ธาตุและสารประอบ
ตารางธาตุ

สารประกอบ (compounds) หมายถึง สารบริสุทธิ์เนื้อเดียวที่เกิดจาก “ธาตุตั้งแต่สองอะตอมขึ้นไป” เป็นองค์ประกอบ สารประกอบเกิดจากการรวมตัวของธาตุโดยวิธีการทางเคมี สามารถแยกสลายให้เกิดเป็นสารใหม่หรือกลับคืนเป็นธาตุเดิมได้ สารประกอบมีสมบัติเฉพาะตัวที่แตกต่างจากธาตุเดิม เช่น น้ำ มีสูตรเคมีเป็น H2O เป็นสารประกอบที่เกิดจากธาตุไฮโดรเจน (H) และธาตุออกซิเจน (O) แต่มีสมบัติแตกต่างจากธาตุไฮโดรเจนและออกซิเจน เป็นต้น

สารประกอบแต่ละชนิดมีอัตราส่วนของธาตุที่เป็นองค์ประกอบคงที่ เช่น น้ำ ประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจน และออกซิเจน โดยมีอัตราส่วนโดยมวลของ H : O = 1 : 8 คาร์บอนไดออกไซด์ประกอบด้วยธาตุคาร์บอนและออกซิเจนโดยมีอัตราส่วนโดยมวลของ C : O = 3 : 8 เป็นต้น

เกลือและน้ำตาล, สารประกอบ, ธาตุและสารประกอบ
เกลือและน้ำตาลเป็นหนึ่งในตัวอย่างของสารประกอบ

สารประกอบมีทั้ง 3 สถานะ ได้แก่ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ เช่น กลูโคส (C6H12O6) หินปูน (CaCo3 ) เป็นของแข็ง เอธานอล (C2H5OH) และอะซิโตน (CH3COCH3) เป็นของเหลว มีเธน (CH4) และ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) เป็นก๊าซ

ของผสม (Mixture) หมายถึง สารที่ไม่บริสุทธิ์ซึ่งเกิดจากสารบริสุทธิ์ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปผสมกัน อาจจะเป็นการผสมกันระหว่างธาตุกับธาตุ สารประกอบกับสารประกอบ หรือธาตุกับสารประกอบก็ได้ เช่น อากาศเป็นของผสมระหว่างก๊าซไนโตรเจน ออกซิเจน และก๊าซอื่นๆ เล็กน้อย พริกกับเกลือ เป็นของผสมระหว่างพริกกับเกลือ น้ำเกลือเป็นของผสมระหว่าง น้ำกับเกลือ และทองเหลือง ซึ่งเป็นของผสมระหว่างทองแดง (Cu) กับสังกะสี (Zn) เป็นต้น

ของผสม, ธาตุและสารประกอบ
น้ำมันที่ลอยตัวอยู่บนผิวน้ำแสดงให้เห็นการผสมกันระหว่างสารประกอบสองชนิด คือน้ำและน้ำมัน

เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : ต้นไม้สื่อสารกันได้

ต้นไม้ที่เก่าแก่ที่สุด

เรื่องแนะนำ

การลดลงของโอโซน ในชั้นบรรยากาศโลก

การลดลงของโอโซน (Ozone Depletion) คือภาวะการสูญเสียหรือการลดลงของปริมาณก๊าซโอโซน (Ozone) ในชั้นบรรยากาศโลกที่ระดับความสูงราว 20 ถึง 40 กิโลเมตรเหนือพื้นดินขึ้นไป หรือชั้น “สตราโตสเฟียร์” (Stratosphere)จากปฏิกิริยาเคมีระหว่างก๊าซโอโซนกับสารเคมีที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้น ซึ่งก่อให้เกิดปรากฏการณ์ “หลุมโอโซน” (Ozone Hole) จนส่งผลให้รังสีที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตจากดวงอาทิตย์สามารถส่องลงมายังพื้นผิวโลกได้โดยตรง องค์ประกอบของโอโซน โอโซน (O3) ประกอบขึ้นจากออกซิเจน(Oxygen)3อะตอมเป็นโมเลกุลของก๊าซที่มีความเสถียรต่ำ สามารถคงอยู่ในอากาศได้ราว20 ถึง 30สัปดาห์ก่อนจะสลายตัวไปในธรรมชาติ ก๊าซโอโซนเกิดจากการรวมตัวกันของก๊าซออกซิเจน(O2) ที่มีอยู่มากมายในอากาศหนึ่งโมเลกุลและอะตอมออกซิเจนอิสระ (O2-) ที่แตกตัวเนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลต(Ultraviolet: UV) ของโมเลกุลออกซิเจนนั่นเอง แต่เมื่อโอโซนได้รับพลังงานจากรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ จะเกิดการสลายตัวเช่นเดียวกัน กลายเป็นอะตอมออกซิเจนอิสระและโมเลกุลของก๊าซออกซิเจน ดังนั้น การเกิดของชั้นโอโซนในบรรยากาศโลกจึงถือเป็นวงจรที่เกิดขึ้นซ้ำๆ เป็นวัฏจักรที่หมุนเวียนไปตามอัตราการเกิดและการสลายตัวของโอโซนในธรรมชาติ ประเภทของโอโซน โอโซนภาคพื้นดิน (Ground Level Ozone) คือโอโซนที่ระดับความสูง0 ถึงราว 2 กิโลเมตรในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ (Troposphere) ซึ่งในธรรมชาติโอโซนที่เกิดขึ้นบนภาคพื้นดินมีเพียงร้อยละ 10แต่ในปัจจุบัน แหล่งกำเนิดโอโซนส่วนใหญ่มาจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น จากไอเสียของรถยนต์หรือไอเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆซึ่งมีไนโตรเจนออกไซด์(NOx) เป็นองค์ประกอบหลัก หรือเกิดจากปฏิกิริยาเคมีแสง(Photochemical Reaction)จากการได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตของสารอินทรีย์ระเหย(Volatile […]

ไขปริศนาเลือดข้นคนจาง “ยาจีน” ลึกลับในถ้วยคือ?

ในประวัติศาสตร์ที่ผ่านมา ผู้คนในหลายวัฒนธรรมรู้จักนำประโยชน์ของสมุนไพรที่มีฤทธิ์ขับเลือด หรือฤทธิ์ระบาย มาใช้เพื่อกำจัดเด็กที่พวกเขาไม่ต้องการให้เกิดมา

เสียงน้ำหยดมาจากไหน?

เสียงน้ำหยดมาจากไหน? หนึ่งในเสียงที่โดดเด่นและเป็นเอกลักษณ์ ในขณะเดียวกันก็สร้างความน่ารำคาญใจไม่น้อยให้แก่ใครหลายคนคือ “เสียงน้ำหยด” และขณะนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถอธิบายได้แล้วว่าเสียงหยดติ๋ง ติ๋ง นั้นมีที่มาจากอะไร? ทีมนักฟิสิกส์และวิศวกรจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ของสหราชอาณาจักรใช้กล้องถ่ายวิดีโอความเร็วสูง และไมโครโฟนที่มีความไวมากเป็นพิเศษเพื่อบันทึกภาพสโลว์โมชั่นและเสียงขณะที่น้ำกำลังหยด ผลการวิจัยพบว่าแท้จริงแล้วเสียงติ๋งของน้ำนั้นเกิดขึ้นเมื่อหยดน้ำกระทบกับผิวของน้ำและเด้งกลับขึ้นมาเนื่องจากแรงตึงผิว และในเวลานั้นเองเกิดการสั่นสะเทือนของฟองอากาศส่งผลให้มีเสียง “ติ๋ง” เกิดขึ้น ผลการค้นพบครั้งนี้ช่วยชี้ให้เห็นว่าเสียงน้ำหยดไม่ได้เกิดขึ้นเมื่อหยดน้ำกระทบกับผิวน้ำดังที่เคยเข้าใจกันมา…   อ่านเพิ่มเติม 9 เทคโนโลยีเปลี่ยนโลกของอีลอน มัสก์ เศรษฐีนักประดิษฐ์