ธาตุและสารประกอบ เป็นหน่วยพื้นฐานของสสารต่างๆ มากมายบนโลกนี้ ได้อย่างไร

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

หลักสูตรกระโดดไกลของแมงมุม

หลักสูตรกระโดดไกลของแมงมุม นับเป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์สามารถฝึกแมงมุมให้กระโดดไกลในระยะห่างและระดับความสูงที่แตกต่างกันได้สำเร็จ เจ้าแมงมุมตัวนี้มีชื่อว่า “คิม” และขณะนี้ทีมนักวิจัยกำลังใช้เทคโนโลยีซีทีสแกน และกล้องไฮสปีดสำหรับสังเกตการณ์การกระโดดอันน่าเหลือเชื่อของแมงมุม โดยมีเป้าหมายเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับลักษณะการทำงานในร่างกายของคิม ว่าอะไรกันที่ช่วยให้มันกระโดดได้ไกลอย่างมีประสิทธิภาพเช่นนี้ คิมสามารถกระโดดได้ไกลกว่าความยาวของลำตัวถึง 6 เท่า ในขณะที่มนุษย์ทำได้เพียง 1.5 เท่า หรือกุญแจของความสำเร็จนี้จะอยู่ที่ปริมาณขาที่มากกว่า? ทั้งนี้พวกเขาคาดหวังว่าคิมจะช่วยให้พวกเขาพัฒนาหุ่นยนต์ไมโครให้สามารถกระโดดได้ไกลเช่นเดียวกับมัน   อ่านเพิ่มเติม บรรพบรุษโบราณของแมงมุมมีหาง

ค้นพบแตนเบียนพันธุ์ใหม่ในฟอสซิลดักแด้

ค้นพบแตนเบียนพันธุ์ใหม่ในฟอสซิลดักแด้ ในฟอสซิลดักแด้แมลงวันโบราณจำนวน 1,510 ชิ้น ที่ถูกค้นพบในฝรั่งเศส ทีมนักวิทยาศาสตร์พบว่ามีอยู่ 55 ชิ้นที่ถูกรุกรานจากปรสิตที่ไม่ได้รับเชิญ มันคือแตนเบียนโบราณ แม่แตนเบียนจะฉีดไข่เข้าไปยังดักแด้ เมื่อลูกของมันเติบโตก็จะกินเจ้าบ้านเป็นอาหาร จากฟอสซิลเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์พบแตนเบียนถึง 4 สายพันธุ์ที่ไม่เคยถูกพบมาก่อน ทั้งนี้แตนเบียนอาจดูเป็นวายร้าย แต่นี่คือส่วนหนึ่งของวงจรชีวิตมันที่ต้องอาศัยอยู่ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตอื่น เพื่อเติบโต ทว่าแตกต่างจากปรสิตอื่นๆ ที่ทำให้เจ้าบ้านป่วยหรืออ่อนแอลง แตนเบียนฆ่าเจ้าบ้านเหล่านั้นทั้งหมด เพื่อความอยู่รอดของตน   อ่านเพิ่มเติม ครั้งแรกที่พบฟอสซิลลูกงูในก้อนอำพัน

Mutrack Dispatcher แพลตฟอร์มเพิ่มประสิทธิภาพงาน เวรเปล ในโรงพยาบาล

Mutrack Dispatcher แพลตฟอร์มเพิ่มประสิทธิภาพงาน เวรเปล ในโรงพยาบาล ฝีมือสตาร์ตอัปคนไทยภายใต้การสนับสนุนจาก สวทช. ช่วยบ่มเพาะธุรกิจต่อยอดสู่สากล บริษัทสตาร์ตอัปไทยประสบความสำเร็จพัฒนาแพลตฟอร์มบริหารจัดการ เวรเปล ในโรงพยาบาล Mutrack Dispatcher รับส่งผู้ป่วยทันใจ ปลอดภัยต่อบุคลาการทางการแพทย์ในยุคโควิด-19 ได้รับการสนับสนุนจาก สวทช. ผ่านโครงการบ่มเพาะธุรกิจเทคโนโลยี โดยศูนย์พัฒนาผู้ประกอบการธุรกิจเทคโนโลยี (BIC) ช่วยต่อยอดธุรกิจจนนำไปสู่การใช้งานจริงในโรงพยาบาล ล่าสุด บริษัทเครือข่ายไร้สายระดับโลกดึงร่วมเป็นพันธมิตรเตรียมพัฒนาธุรกิจสู่นานาชาติ นายปิโยรส ปิยจันทร์ ประธานเจ้าหน้าที่บริหารบริษัท มิวแทรค จำกัด เปิดเผยว่า บริษัทพัฒนา “ระบบบริหารจัดการเวรเปล” ในรูปแบบของแพลตฟอร์มชื่อ Mutrack Dispatcher ที่จะช่วยลดขั้นตอนการกระจายงานเวรเปลในโรงพยาบาล โดยใช้เทคโนโลยีบลูทูธพลังงานต่ำ (Bluetooth Low Energy : BLE) เป็นการติดตั้งอุปกรณ์ Bluetooth Gateway หรือเรียกว่า Locator ตามจุดหรือแผนกต่างๆ ในอาคาร ลักษณะคล้ายการปักหมุดในแผนที่เพื่อบอกตำแหน่งของแต่ละชั้นและแผนก ในส่วนการใช้งานจะมี 2 ส่วน คือ พยาบาลและเจ้าหน้าที่เวรเปล โดยพยาบาลจะใช้แพลตฟอร์มที่อยู่บนเว็บไซต์เพื่อสร้างคำขอในระบบสำหรับเรียกเจ้าหน้าที่เวรเปลให้มารับผู้ป่วย […]

ความอุดมสมบูรณ์ของดิน และการปรับปรุงดิน

ความอุดมสมบูรณ์ของดิน และการปรับปรุงดิน จำเป็นสำหรับการเพาะปลูกพืชของมนุษย์ ดิน (Soil) คือหนึ่งในทรัพยากรทางธรรมชาติที่สำคัญต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิตทั้งหลายบนโลก เนื่องจากดินนับเป็นปัจจัยพื้นฐานในการดำรงชีวิตของพืช ซึ่งเป็นผู้ผลิตอาหารและแหล่งอาหารลำดับที่หนึ่ง ในระบบนิเวศ รวมถึงการเป็นแหล่งที่อยู่อาศัย แหล่งกักเก็บน้ำ และยังเป็นรากฐานของการเพาะปลูกและการทำเกษตรกรรมของมนุษย์อีกด้วย มนุษย์จึงใช้ประโยชน์จาก ความอุดมสมบูรณ์ของดิน และเรียนรู้วิธีการปรับปรุงดินให้เหมาะสมกับพืชที่เพาะปลูก ดังนั้น ความอุดมสมบูรณ์ของดิน (Soil Fertility) ทั้งในด้านขององค์ประกอบ ชนิดและปริมาณของแร่ธาตุ รวมถึงสถานะของสารอาหารต่าง ๆ ที่ปรากฏอยู่ในดิน จึงนับเป็นตัวชี้วัดถึงผลิตภาพ (Soil Productivity) หรือความสามารถในการให้ผลผลิตของพืชอีกด้วย เมื่อธาตุอาหารในดินอยู่ในรูปที่พืชสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้โดยตรงมีปริมาณที่เหมาะสม พืชจึงสามารถเจริญเติบโตและให้ผลผลิตได้ดี ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของสมดุลภายในระบบนิเวศที่จำเป็นต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ แต่ในปัจจุบัน การเพาะปลูกและการทำเกษตรกรรมในรูปแบบอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เพื่อผลิตทั้งอาหารคนและอาหารสัตว์ รวมไปถึงการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดิน เพื่อการพัฒนาในด้านต่าง ๆ ได้ส่งผลให้ความอุดมสมบูรณ์ของดินลดลง ดินในธรรมชาติเกิดการเปลี่ยนแปลงทั้งในด้านคุณสมบัติทางเคมี กายภาพ และชีวภาพ เช่น ปริมาณอินทรียวัตถุ (Organic Matter) ลดลง ส่งผลให้ความสามารถในการกักเก็บธาตุอาหารพืชของดินลดลง ดินมีความสามารถในการอุ้มน้ำลดลง ดินมีความเป็นกรด-ด่างเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งส่งผลต่อการดูดซับธาตุอาหารของพืช เป็นต้น ในธรรมชาติ ดินนับเป็นแหล่งสะสมธาตุอาหารหลักของพืช มีแร่ธาตุถึง […]