ครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสี

ครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสี

            ครึ่งชีวิตของธาตุ (half life) หมายถึง ระยะเวลาที่สารสลายตัวไปจนเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิมใช้สัญลักษณ์เป็น t1/2 นิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีที่ไม่เสถียร จะสลายตัวและแผ่รังสีได้เองตลอดเวลาโดยไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิหรือความดัน อัตราการสลายตัว เป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนอนุภาคในธาตุกัมมันตรังสีนั้น ปริมาณการสลายตัวจะบอกเป็นครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทป

ตัวอย่างเช่น C-14 มีครึ่งชีวิต 5730 ปี หมายความว่า ถ้ามี C-14 1 กรัม เมื่อเวลาผ่านไป 5730 ปี จะเหลือ C-14 อยู่ 0.5 กรัม และเมื่อเวลาผ่านไปอีก 5730 ปี จะเหลืออยู่ 0.25 กรัม เป็นดังนี้ไปเรื่อยๆ กล่าวได้ว่าทุกๆ 5730 ปี จะเหลือ C-14เพียงครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิม
               ครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทป และสามารถใช้เปรียบเทียบอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดได้ ตัวย่างครึ่งชีวิตของไอโซโทปกัมมันตรังสีบางชนิด ครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสีชนิดต่างๆมีค่าไม่เท่ากัน เช่น เทคนีเทียม -99 มีครึ่งชีวิต 6 ชั่วโมงเท่านั้น ส่วนยูเรเนียม -235 มีครึ่งชีวิต 4.5 ล้านปี
               ครึ่งชีวิต (half life) ของสารกัมมันตรังสี สามารถนำไปใช้หาอายุอายุสัมบูรณ์ (Absolute Age) เป็นอา อ่านเพิ่มเติม

ปฏิกิริยานิวเคลียร์

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ (อังกฤษ: Nuclear reaction) ในสาขาฟิสิกส์นิวเคลียร์และเคมีนิวเคลียร์ หมายถึงกระบวนการที่นิวเคลียส 2 ตัวของอะตอมเดียวกัน หรือนิวเคลียสของอะตอมหนึ่งและอนุภาคย่อย ของอีกอะตอมหนึ่งจากภายนอกอะตอมนั้น ชนกัน ทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่หนึ่งตัวหรือมากกว่าหนึ่งตัวที่มีจำนวนอนุภาคย่อยแตกต่างจากนิวเคลียสที่เริ่มต้นกระบวนการ ดังนั้นปฏิกิริยานิวเคลียร์จะต้องทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอย่างน้อยหนึ่งนิวไคลด์ ไปเป็นอย่างอื่น หากนิวเคลียสหนึ่งมีปฏิกิริยากับอีกนิวเคลียสหนึ่งหรืออนุภาคอื่นและพวกมันก็แยกออกจากกันโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงลักษณะของนิวไคลด์ใด ๆ กระบวนการนี้เป็นแต่เพียงประเภทหนึ่งของการกระเจิงของนิวเคลียสเท่านั้น ไม่ใช่ปฏิกิริยานิ อ่านเพิ่มเติม

ธาตุและสารประกอบในสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม

ธาตุและสารประกอบในสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม

1.ธาตุอะลูมิเนียม
         

            อะลูมิเนียม  (Al)  พบมากในเปลือกโลกประมาณ  7.5%  โดยมวล  ในรูปของสารประกอบ 
เช่น  บอกไซต์  (Al2O3 •2H2O)  ไครโอไลต์  (Na3 AlF6)  โลหะอะลูมิเนียมเตรียมได้จากการหลอมเหลวแร่บอกไซต์แล้วแยกด้วยกระแสไฟฟ้าจะได้โลหะอะลูมิเนียมที่แคโทด  โลหะอะลูมิเนียมมีสีเงิน  มีความหนาแน่นต่ำ  เหนียวและแข็ง  ดัดโค้งงอได้  ทุบให้เป็นแผ่นหรือดึงเป็นเส้นได้  นำไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดีมาก
            สารประกอบออกไซต์ของอะลูมิเนียมคือ  Al2 O3  มีจุดหลอมเหลวสูงมาก  ทนความร้อนสูง  ละลายได้ทั้งกรดและเบส  ออกไซต์ที่เกิดในธรรมชาติเรียกว่า  คอรันดัม  มีความแข็งมากและมีหลายสี  จึงนิยมใช้ทำเครื่องประดับ
            สารประกอบซัลเฟตของอะลูมิเนียมที่ตกผลึกร่วมกับโลหะแอลคาไลน์จะได้ผลึกของอะลัม  (Alum)  ชนิดหนึ่งซึ่งมีสูตรทั่วไปคือ  M 2SO4•Al2 (SO4 ) • 24H2 O  หรือ  Mal(SO 4)2•12H2 O  โดย  M  ในที่นี้คือไออนบวกของโลหะ  เช่น  Na?   หรือ K ? ส่วนสารส้มที่ใช้ตามบ้านเรือนคือสารส้มโพแทส 
มีสูตรKAl(SO4 )2•  12H2 O   มีลักษณะเป็นผลึกใส  ใช้มากในกระบวนการผลิตกระ อ่านเพิ่มเติม

การทํานายตําแหน่งและสมบัติของธาตุในตารางธาตุ

การทำนายตำแหน่งและสมบัติของธาตุในตารางธาตุ

                  การศึกษาสมบัติของธาตุตามตารางธาตุ จะช่วยในการทำนายสมบัติของธาตุได้ ถ้ารู้ตำแหน่งของธาตุนั้นในตารางธาตุหรือถ้ารู้สมบัติบางประการของธาตุอาจพิจารณาตำแหน่งของธาตุได้ดังตัวอย่างการจัดตำแหน่งของธาตุไฮโดรเจนที่ศึกษามาแล้ว ต่อไปนักเรียนจะได้ทำการทดลองเพื่อศึกษาวิธีการประมาณตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุและการทำนายสมบัติของธาตุเมื่อรู้ตำแหน่งของธาตุนั้นในตาราง อ่านเพิ่มเติม

ธาตุกึ่งโลหะ

ธาตุกึ่งโลหะ (อังกฤษ: metalloids) เป็นธาตุที่มีองค์ประกอบทางเคมีซึ่งมีคุณสมบัติก้ำกึ่งระหว่างสมบัติของโลหะกับอโลหะ โดยไม่มีการกำหนดมาตรฐานหรือข้อตกลงที่แน่นอนของการเป็นธาตุกึ่งโลหะ

โดยปกติทั่วไปแล้วธาตุกึ่งโลหะ ประกอบด้วย 6 ธาตุ คือ โบรอน, ซิลิคอน, เจอร์เมเนียม, สารหนู, พลวงและเทลลูเรียม แต่บางครั้งการจำแนกธาตุกึ่งโลหะได้รวม คาร์บอน, อะลูมิเนียม, ซีลีเนียม,พอโลเนียมและแอสทาทีนไว้ด้วย ในตารางธาตุทั่วไปนั้นสามารถพบธาตุกึ่งโลหะได้ที่บริเวณเส้นทแยงมุมของ บล็อก-p โดยเริ่มจากโบรอนไปจนถึงแอสทาทีน ในบางตารางธาตุที่ประกอบด้วยเส้นแบ่งระหว่างโลหะกับอโลหะและธาตุกึ่งโลหะนั้นจะอยู่ติดกับเส้นแบ่งนี้

ธาตุกึ่งโลหะมีลักษณะเหมือนโลหะ แต่เปราะและนำไฟฟ้าได้ไม่ดี ในทางเคมีนั้นธาตุกึ่งโลหะมีสมบัติคล้ายกับธาตุอโลหะ และยังสามารถผสมกับโลหะได้เป็นอัลลอยหรือโลหะผสม คุณสมบัติทางฟิสิกส์และทางเคมีส่วนใหญ่เป็นกลางในธรรมชาติ สารประกอบ อ่านเพิ่มเติม

ธาตุกัมมันตรังสี

ธาตุกัมมันตรังสี (radioactive element)

        คือธาตุพลังงานสูงกลุ่มหนึ่งที่สามารถแผ่รังสี แล้วกลายเป็นอะตอมของธาตุใหม่ได้ มีประวัติการค้นพบดังนี้

รังสีเอ็กซ์ ถูกค้นพบโดย Conrad Röntgen อย่างบังเอิญเมื่อปี ค.ศ. 1895

ยูเรเนียม ค้นพบโดย Becquerel เมื่อปี ค.ศ. 1896 โดยเมื่อเก็บยูเรเนียมไว้กับฟิล์มถ่ายรูป ในที่มิดชิด ฟิล์มจะมีลักษณะ เหมือนถูกแสง จึงสรุปได้ว่าน่าจะมีการแผ่รังสีออกมาจากธาตุยูเรเนียม เขาจึงตั้งชื่อว่า Becquerel Radiation

พอโลเนียม ถูกค้นพบและตั้งชื่อโดย มารี กูรี ตามชื่อบ้านเกิด (โปแลนด์) เมื่อปี ค.ศ. 1898 หลังจากการสกัดเอายูเรเนียมออกจาก Pitchblende หมดแล้ว แต่ยังมีการแผ่รัง อ่านเพิ่มเติม

ธาตุแทรนซิชัน

สมบัติของธาตุแทรนซิชัน

ธาตุแทรนซิชันมีสมบัติคล้ายคลึงกันทั้งในแนวนอนและแนวดิ่ง  ซึ่งทุกธาตุต่างเป็นพวกโลหะ  แต่มีความแตกต่างจากโลหะหมู่  IA  และหมู่  IIA  หลายประการดังนี้

1. ธาตุแทรนซิชัน  เป็นโลหะซึ่งส่วนใหญ่มีจุดหลอมเหลว  จุดเดือด  และความหนาแน่นสูง

2. เวเลนต์อิเล็กตรอนของธาตุแทรนซิชันในคาบที่  4  เท่ากับ  2  ยกเว้นโครเมียม  กับทองแดง  ซึ่งมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ  1

3. อิเล็กตรอนในระดับพลังงานถัดเข้ามานับจากระดับพลังงานของเวเลนซ์อิเล็กตรอน  ส่วนใหญ่มีจำนวนไม่เท่ากัน  ส่วนของธาตุหมู่   IA  และหมู่  IIA  ในคาบเดียวกันมีจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานถัดเข้ามาเท่ากับ  8

4. รัศมีอะตอมมีขนาดใกล้เคียงกันและมีแนวโน้มลดลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้นตามคาบ

5. ความหนาแน่นมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตาม อ่านเพิ่มเติม

ตําแหน่งของธาตุไฮโดรเจนในตารางธาตุ

การจัดธาตุให้อยู่ในหมู่ใดของตารางธาตุจะใช้สมบัติที่คล้ายกันเป็นเกณฑ์ ในตารางธาตุปัจจุบันได้จัด
ให้ธาตุไฮโดรเจน
อยู่ในคาบที่ 1 ระหว่างหมู่ IA กับหมู่ VII A เพราะเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น ให้ศึกษาสมบัติบางประการของธาตุ
ไฮโดรเจน
เปรียบเทียบกับสมบัติของธาตุหมู่ IA และหมู่ VIIA จากตาราง

ตารางแสดงสมบัติบางประการของธาตุไฮ อ่านเพิ่มเติม

ปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบของธาตุตามหมู่

ปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบของธาตุตามหมู่
ปฏิกิริยาของธาตุหมู่ IA และ IIA
ธาตุหมู่ IA
ธาตุหมู่ IA เรียกว่า โลหะแอลคาไล(alkali metals) มี 6 ธาตุ คือ ลิเทียม(Li) โซเดียม (Na)
โพแทสเซียม (K) รูบิเดียม (Rb) ซีเซียม (Cs) และแฟรนเซียม (Fr)
สมบัติที่สำคัญของธาตุหมู่ IA มีดังนี้
1. ธาตุหมู่ IA ทุกชนิดเป็นของแข็งเนื้ออ่อน สามารถใช้มัดตัดได้ นำความร้อนและไฟฟ้าได้ดี
2. ธาตุหมู่ IA ทุกชนิดเป็นโลหะและมีความเป็นโลหะมากที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอื่นในคาบ
เดียวกัน
3. มีความหนาแน่นต่ำ(Li , Na และ K มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ)
4. มีขนาดอะตอมใหญ่ที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับธาตุอื่นในคาบเดียวกัน
5. มีค่าพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 (IE1) และค่าอิเล็กโทร อ่านเพิ่มเติม

สมบัติของสารประกอบของธาตุตามคาบ

สมบัติของสารประกอบของธาตุตามคาบ

                การเกิดและสมบัติของสารประกอบคลอไรด์ ออกไซด์ของธาตุในคาบที่ 2 และคาบที่ 3 สรุปได้ดังนี้

                1. เนื่องจากในคาบเดียวกันประกอบด้วยโลหะ( ทางซ้าย ) กึ่งโลหะ และอโลหะ( ทางขวา ) แต่ละธาตุมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนไม่เท่ากัน ดังนั้นการเกิดสารประกอบของธาตุในคาบเดียวกันจึงต่างกันและสารประกอบที่ได้ส่วนใหญ่มีสมบัติต่างกัน

                2. อโลหะซึ่งอยู่ทางขวาทำปฏิกิริยากับธาตุชนิดหนึ่งเกิดสารประกอบได้หลายชนิด จึงทำให้มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า ส่วนธาตุโลหะซึ่งอยู่ทางซ้าย เมื่อทำปฏิกิริยากับอโลหะชนิดหนึ่งมักเกิดสารประกอบได้ชนิดเดียว จึงทำให้มีเลขออกซิเดชันได้เพียงค่าเดียว

                3. สารประกอบคลอไรด์ และออกไซด์ ของโลหะเป็นสารประกอบไอออนิก ยกเว้น BeCl2 เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ จึงมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง เพราะการหลอมเหลวและการเดือดต้องสลายพันธะไอออนิก ซึ่งเป็นพันธะที่แข็งแรง ส่วนสารประกอบคลอไรด์และออกไซด์ของอโลหะ เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ จึงมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ เพราะการหลอมเหลวและการเดือดทำลายเพียงแรงยึดเ อ่านเพิ่มเติม