ข้อ 32. ตอบ 2.
การเกิดหินงอก-หินย้อย
เมื่อสารละลายแคลเซียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตไหลซึมไปตามเพดานถ้ำ น้ำจะระเหยไปเหลือแต่หินปูนเกาะจนกลายเป็นหินย้อยที่เพดานถ้ำ ถ้าสารละลายนี้หยดลงบนพื้นถ้ำ เมื่อน้ำระเหย ไปจะกลายเป็นหินงอกต่อไป
สรุปปฏิกิริยาเคมีในการเกิดหินย้อยและหินงอก
ข้อ 33. ตอบ 4.
ปฏิกิริยาเคมี (chemical reaction) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงที่ทำให้เกิดสารใหม่ มีสมบัติต่างจากสารเดิม สารก่อนการเปลี่ยนแปลงเรียกว่า สารตั้งต้น (reactant) และสารที่เกิดใหม่เรียกว่า ผลิตภัณฑ์ (product)
ในขณะที่เกิดปฏิกิริยาเคมี นอกจากได้สารใหม่แล้วยังอาจเกิดการเปลี่ยนแปลงในด้านอื่นๆ อีกได้ เช่น การเปลี่ยนแปลงพลังงาน
ตัวอย่างการเกิดปฏิกิริยาเคมีที่น่าสนใจเช่น
เมื่อนำลวดแมกนีเซียมใส่ลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก เป็นปฏิกิริยาระหว่างโลหะ (แมกนีเซียม) กับกรด (กรดไฮโดรคลอริก) สารทั้งสองจะทำปฏิกิริยากัน ที่มา http://www.maceducation.com/e-knowledge/2422210100/23.htm
ข้อ 34. 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)
ข้อ 36. ตอบ 2.
เลขออกซิเดชัน (Oxidation number) หมายถึงจำนวนประจุไฟฟ้าหรือประจุไฟฟ้าสมมติของไอออนหรืออะตอมของธาตุ
ในกรณีที่เป็นสารประกอบไอออนิก เลขออกซิเดชันเป็นค่าแสดงประจุไฟฟ้าของไอออน โดยอะตอมที่ให้อิเล็กตรอนจะมี เลขออกซิเดชันเป็นบวก อะตอมที่รับอิเล็กตรอนจะมีเลขออกซิเดชันเป็นลบ เช่น โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ประกอบด้วย โซเดียมไอออน (Na+) และคลอไรด์ไอออน (Cl– ) ซึ่งเกิดจากการที่อะตอมของโซเดียมมีการเสียอิเล็กตรอนไปหนึ่ง อิเล็กตรอนโซเดียมจึงมีประจุเท่ากับ +1 และคลอรีนได้รับอิเล็กตรอน 1 อิเล็กตรอน คลอรีนจึงมีประจุเป็น –1 ดังนั้น เลขออกซิเดชันของโซเดียมและคลอรีนในสารประกอบโซเดียมคลอไรด์จึงมีค่าเท่ากับ +1 และ –1 ตามลำดับ
ข้อ 36. ตอบ 2.
อิเล็กตรอน (อังกฤษ: Electron) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบวิ่งอยู่รอบๆ นิวเคลียสตามระดับพลังงานของอะตอมนั้นๆ โดยส่วนมากของอะตอม จำนวน อิเล็กตรอน ในอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีเท่ากับจำนวน โปรตอน เช่น ไฮโดรเจนมีโปรตอน 1 ตัว และอิเล็กตรอน 1 ตัว ฮีเลียมมีโปรตอน 2 ตัว และอิเล็กตรอน 2 ตัว
นิวตรอน (อังกฤษ: Neutron) เป็นอนุภาคที่เป็นกลางไม่มีประจุไฟฟ้าอยู่ในนิวเคลียส มีจำนวนใกล้เคียงกับโปรตอนแต่อาจแตกต่างกันได้ เช่น ในฮีเลียมมีนิวตรอน 2 ตัว เท่ากับโปรตอน แต่ในเหล็กมี 30 ตัว และในยูเรเนียมมีนิวตรอนถึง 146 ตัว นิวตรอนอาจเกิดจากการอัดอิเล็กตรอนกับโปรตอนดังเช่นในดาวฤกษ์มวลมาก นิวตรอนเกิดจากควาร์กอัพ 1 อนุภาค และควาร์กดาวน์ 2 อนุภาค มีน้ำหนัก 1.67 × 10−27 กรัม ซึ่งเท่ากับโปรตอน คำว่า "นิวตรอน" มาจากภาษากรีก neutral ที่แปลว่า เป็นกลาง
ข้อ 37. ตอบ 3.
อิเล็กตรอน (อังกฤษ: Electron) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบวิ่งอยู่รอบๆ นิวเคลียสตามระดับพลังงานของอะตอมนั้นๆ โดยส่วนมากของอะตอม จำนวน อิเล็กตรอน ในอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีเท่ากับจำนวน โปรตอน เช่น ไฮโดรเจนมีโปรตอน 1 ตัว และอิเล็กตรอน 1 ตัว ฮีเลียมมีโปรตอน 2 ตัว และอิเล็กตรอน 2 ตัวคุณสมบัติ
อิเล็กตรอนนั้นจัดได้ว่าเป็นอนุภาคมูลฐานชนิดหนึ่ง อิเลคตรอนอยู่ในตระกูลเลปตอน (lepton) ที่เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเท่ากับ 1.60217646 * 10 − 19 คูลอมบ์ อิเล็กตรอนมีค่าสปิน s = 1/2 ทำให้เป็นเฟอร์มิออนชนิดหนึ่ง อิเล็กตรอนเป็นปฏิอนุภาค (anti-matter) ของโพซิตรอน
ข้อ 38. ตอบ 3.
กฎออกเตด ( Octet rule )
จากการศึกษาเกี่ยวกับธาตุก๊าซเฉื่อย เช่น He Ne Ar Kr พบว่าเป็นธาตุที่โมเลกุลเป็นอะตอมเดี่ยว คือในหนึ่งโมเลกุลของก๊าซเฉื่อยจะมีเพียง 1 อะตอม แสดงว่าเป็นธาตุที่เสถียรมาก ทำให้นักวิทยาศาสตร์สนใจที่จะค้นคว้าถึงเหตุผลที่ทำให้ธาตุเฉื่อยมีความเสถียร และจากการศึกษาโครงสร้างอะตอมของธาตุเฉื่อยมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนวงนอกสุดเหมือนกัน คือมี 8 อิเล็กตรอน(ยกเว้น He มี 2 อิเล็กตรอน) เช่น
2He = 2 10Ne = 2 , 8 18Ar = 2 , 8 , 8 36Kr = 2 , 8 , 18 , 8
ข้อ 39. ตอบ 2.
ธาตุหมู่ 2A หรือโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ (Alkaline-earth Metals) ธาตุหมู่ 2A หรือโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ มีลักษณะเป็นโลหะเนื้ออ่อน แต่มีความแข็งและมีความหนาแน่นมากกว่าธาตุหมู่ 1A ส่วนใหญ่มีสีเงิน ทำปฏิกิริยาได้ดีกับกับธาตุหมู่ 7A และน้ำ แต่ปฏิกิริยามีความรุนแรงน้อยกว่าธาตุหมู่ 1A ธาตุหมู่ 2A จะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่ชั้นนอกสุดเพียง 2 อนุภาค จึงถูกดึงหรือสูญเสียอิเล็กตรอนไปได้ง่าย ดังนั้นธาตุหมู่ 2A จึงมีสมบัติความเป็นโลหะที่ดี ตัวอย่างของธาตุหมู่
2A ที่ควรรู้จัก ได้แก่
- เบริลเลียม (Be) เป็นโลหะซึ่งมีสีเทาเหมือนเหล็ก แข็งแรง น้ำหนักเบา แต่เปราะ มักใช้สำหรับเป็นโลหะผสมเพื่อทำให้โลหะแข็งแกร่งขึ้น
- แมกนีเซียม (Mg) เป็นธาตุที่พบได้มากในธรรมชาติ โดยพบว่าเป็นส่วนประกอบของเปลือกโลกประมาณ 2% และเป็นธาตุที่ละลายอยู่ในน้ำทะเลมากเป็นอันดับ 3 นิยมใช้วัตถุดิบในการผลิตโลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียม
- แคลเซียม (Ca) เป็นโลหะสีเทาอ่อน มักใช้ในการสกัดธาตุยูเรเนียม (U) เป็นธาตุที่มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตอย่างยิ่ง เนื่องจากเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของโครงสร้างร่างกายของสิ่งมีชีวิต เช่น กระดูก และฟัน เป็นต้น
- แบเรียม (Ba) เป็นธาตุที่มีอยู่น้อยในธรรมชาติ มีสมบัติคล้ายกับธาตุแคลเซียม สามารถทำปฏิกิริยากับอากาศได้ดี ทำให้สามารถพบได้เฉพาะในลักษณะสารประกอบเท่ากัน มีการนำไปใช้ประโยชน์ในด้านการขุดเจาะน้ำมัน การทำเหมือนแร่ การถ่ายภาพเอ็กซเรย์ทางการแพทย์ เป็นต้น
ข้อ 40. ตอบ 3.
ในปี ค.ศ. 1896 อองตวน อองรี เบ็กเคอเรล นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส พบว่า เมื่อเก็บแผ่นฟิล์มถ่ายรูปที่หุ้มด้วยกระดาษสีดำไว้กับสารประกอบของยูเรเนียม ฟิล์มจะมีลักษณะเหมือนถูกแสง และเมื่อทำการทดลองกับสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่นๆ ก็ได้ผลเช่นเดียวกัน จึงสรุปได้ว่าน่าจะมีรังสีแผ่ออกมาจากธาตุยูเรเนียม การทดลองสารกัมมันตรังสีของอองตวน อองรี เบ็กเคอเรลต่อมา ปีแอร์ และมารี กูรี ได้ค้นพบว่า ธาตุยูพอโลเนียม เรเดียม และทอเรียม ก็สามารถแผ่รังสีได้เช่นเดียวกัน เพราะฉะนั้นจึงสรุปได้ว่า
ธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ธาตุที่แผ่รังสีได้ เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมไม่เสถียร เป็นธาตุที่มีเลขอะตอมสูงกว่า 82
กัมมันตภาพรังสี หมายถึง ปรากฏการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่อง รังสีที่ได้จากการสลายตัว มี 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา รังสีบีตา และรังสีแกมมา
ในนิวเคลียสของธาตุประกอบด้วยโปรตอนซึ่งมีประจุบวกและนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า สัดส่วนของจำนวนโปรตอนต่อจำนวนนิวตรอนไม่เหมาะสมจนทำให้ธาตุนั้นไม่เสถียร ธาตุนั้นจึงปล่อยรังสีออกมาเพื่อปรับตัวเองให้เสถียร ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ
