คุณชอบคุกกี้ช็อกโกแลตชิปหรือไม่? พวกเราส่วนใหญ่ทำ เช่นเดียวกับคุกกี้ช็อกโกแลตชิปของคุณที่ประกอบด้วยส่วนผสมที่แตกต่างกัน - แป้ง น้ำตาล โกโก้ ผงฟู และช็อกโกแลตชิป ทุกสิ่งในโลกนี้ประกอบด้วยส่วนผสมที่แตกต่างกัน ส่วนผสมเหล่านี้เรียกว่าองค์ประกอบ และเราจะศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับ 'องค์ประกอบ' ในบทเรียนนี้
วัตถุประสงค์การเรียนรู้
มาเริ่มกันเลย.
ธาตุ คือ สารบริสุทธิ์ที่เกิดจากอะตอมชนิดเดียวและไม่สามารถแตกตัวเป็นสารเคมีที่ง่ายกว่านี้ได้ องค์ประกอบเป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับส่วนที่เหลือทั้งหมดในโลก
ตัวอย่างของธาตุ ได้แก่ เหล็ก ออกซิเจน ไฮโดรเจน ทองคำ และฮีเลียม
มีธาตุที่แตกต่างกันถึง 118 ชนิด แต่มีเพียง 98 ชนิดเท่านั้นที่พบได้ตามธรรมชาติบนโลก องค์ประกอบทั้งหมด 118 รายการแสดงอยู่ในแผนภูมิมาตรฐานขององค์ประกอบที่เรียกว่าตารางธาตุ พูดง่ายๆ ก็คือ ตารางธาตุเป็นวิธีการแสดงรายการธาตุต่างๆ ดูเหมือนว่า:
ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบที่พบมากที่สุดในจักรวาล นอกจากนี้ยังเป็นองค์ประกอบที่เบาที่สุด
ฮีเลียมเป็นองค์ประกอบที่พบมากเป็นอันดับสองในจักรวาล แต่หายากมากบนโลก
ก๊าซเหล่านี้ใช้ในบอลลูนลมร้อนเพราะเบากว่าอากาศและสามารถลอยตัวบอลลูนให้ลอยขึ้นไปในชั้นบรรยากาศได้
แต่ละองค์ประกอบจะแสดงด้วยรหัสหนึ่งหรือสองตัวอักษร โดยที่ตัวอักษรตัวแรกจะเป็นตัวพิมพ์ใหญ่เสมอ และหากมีตัวอักษรตัวที่สอง ก็จะเขียนด้วยตัวพิมพ์เล็ก ตัวอย่างเช่น สัญลักษณ์ของไฮโดรเจนคือ H และสัญลักษณ์ของคาร์บอนคือ C รหัสตัวอักษรบางตัวมาจากศัพท์ภาษาละติน เช่น สัญลักษณ์ของโซเดียม (Na) มาจากคำภาษาละติน 'natrium' ซึ่งหมายถึงโซเดียมคาร์บอเนต
องค์ประกอบทางเคมีแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ โลหะ เมทัลลอยด์ และอโลหะ
โลหะ ซึ่งมักพบทางด้านซ้ายของตารางธาตุคือ
อลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง ทอง ปรอท และตะกั่วเป็นโลหะ
ในทางตรงกันข้าม อโลหะที่พบทางด้านขวาของตารางธาตุคือ:
ตัวอย่างของธาตุอโลหะ ได้แก่ คาร์บอนและออกซิเจน
เมทัลลอยด์มีคุณลักษณะบางอย่างของโลหะและคุณลักษณะบางอย่างของอโลหะ เมทัลลอยด์ที่รู้จักกันทั่วไปหกชนิด ได้แก่ โบรอน ซิลิกอน เจอร์เมเนียม อาร์เซนิก พลวง และเทลลูเรียม
องค์ประกอบแตกต่างกันไปอย่างมากมาย ในเอกภพโดยรวม ธาตุที่พบมากที่สุดคือไฮโดรเจน (ประมาณ 90%) รองลงมาคือฮีเลียม (ส่วนใหญ่ที่เหลือประมาณ 10%) องค์ประกอบอื่นๆ ทั้งหมดมีอยู่ในปริมาณที่ค่อนข้างน้อยเท่าที่เราสามารถตรวจจับได้
บนโลก ออกซิเจนคิดเป็น 46.1% ของมวลเปลือกโลก โดยส่วนใหญ่รวมตัวกับองค์ประกอบอื่นๆ ในขณะที่ซิลิกอนคิดเป็น 28.5% ไฮโดรเจนซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในจักรวาล มีส่วนประกอบเพียง 0.14% ของเปลือกโลก
ความอุดมสมบูรณ์ของธาตุที่มีมากที่สุดเก้าชนิดในเปลือกโลกนั้นมีค่าประมาณ
องค์ประกอบอื่นเกิดขึ้นน้อยกว่า 0.15%
องค์ประกอบที่พบบนโลกและดาวอังคารเหมือนกันทุกประการ
ประมาณ 96% ของน้ำหนักตัวประกอบด้วยธาตุ 4 ชนิดเท่านั้น ได้แก่ ออกซิเจน คาร์บอน ไฮโดรเจน และไนโตรเจน
แคลเซียม ฟอสฟอรัส แมกนีเซียม โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน และกำมะถัน เป็นธาตุอาหารหลักหรือธาตุที่ร่างกายต้องการในปริมาณมาก ธาตุที่เหลือเป็นธาตุรอง เช่น โคบอลต์ ลิเธียม แมงกานีส ซีลีเนียม ไอโอดีน ทองแดง เป็นต้น ซึ่งถือว่ามีความจำเป็นในการดำรงชีวิต ปริมาณใดๆ 0.01% หรือน้อยกว่านั้นถือเป็นธาตุรอง
อนุภาคที่เล็กที่สุดของธาตุคือ 'อะตอม' และแต่ละอะตอมประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กกว่า - อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน จำนวนโปรตอนในแต่ละอะตอมเรียกว่า เลขอะตอม เป็นตัวเลขที่สำคัญในองค์ประกอบ แต่ละธาตุมีเลขอะตอมไม่ซ้ำกัน ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบแรกและมีหนึ่งโปรตอน ดังนั้นมันจึงมีเลขอะตอมเท่ากับ 1 ทองคำมี 79 โปรตอนในแต่ละอะตอม และมีเลขอะตอมเท่ากับ 79 ธาตุที่อยู่ในสถานะมาตรฐานก็มีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากับโปรตอนเช่นกัน
ถ้ามีอะตอมมากกว่า 1 ชนิด สารนั้นไม่ใช่ธาตุ สารประกอบและโลหะผสมไม่ใช่องค์ประกอบ
สารประกอบเคมี คือสารเคมีที่ประกอบด้วยโมเลกุลที่เหมือนกันจำนวนมากซึ่งประกอบด้วยอะตอมจากธาตุมากกว่าหนึ่งชนิดที่จับกันด้วยพันธะเคมี ตัวอย่างเช่น น้ำบริสุทธิ์เป็นสารประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยธาตุสองชนิด ได้แก่ ไฮโดรเจนและออกซิเจน อัตราส่วนของไฮโดรเจนต่อออกซิเจนในน้ำคือ 2:1 เสมอ
โลหะผสม คือ สารที่เกิดจากการหลอมธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปเข้าด้วยกัน อย่างน้อย 1 ชนิดก็เป็นโลหะ ตัวอย่างของโลหะผสมทั่วไป – เหล็กกล้า ส่วนผสมของเหล็ก (โลหะ) และคาร์บอน (อโลหะ); บรอนซ์ การรวมกันของทองแดง (โลหะ) และดีบุก (โลหะ); และทองเหลืองที่มีส่วนผสมของทองแดง (โลหะ) และสังกะสี (โลหะ)
ในทำนองเดียวกัน กลุ่มของอิเล็กตรอนและนิวตรอนไม่ใช่องค์ประกอบ อนุภาคต้องมีโปรตอนเพื่อเป็นตัวอย่างขององค์ประกอบ
ธาตุที่ไม่ใช่ธาตุ ได้แก่ – น้ำ เหล็ก อิเล็กตรอน และทองเหลือง
แม้ว่าธาตุทั้งหมดจะถูกสร้างขึ้นจากอะตอมชนิดเดียวกัน แต่ก็ยังสามารถมาในรูปแบบที่แตกต่างกันได้ อาจเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ นอกจากนี้ยังสามารถมีรูปแบบที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่าอะตอมรวมตัวกันแน่นแค่ไหน สิ่งเหล่านี้เรียกว่า allotropes ตัวอย่างหนึ่งคือคาร์บอน ขึ้นอยู่กับว่าอะตอมของคาร์บอนประกอบเข้าด้วยกันอย่างไร พวกมันสามารถก่อตัวเป็นเพชร ถ่านหิน หรือกราไฟต์ บางครั้ง อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีจำนวนนิวตรอนต่างกัน ซึ่งเรียกว่าไอโซโทป เราจะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับไอโซโทปในบทเรียนแยกต่างหาก ไอโซโทป
