บทเรียนเรื่อง...

คมอสอการสอนวชาเคม โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

หนา 1

บทเรยนเรอง สมบตของธาตและสารประกอบ

ตอน สมบตของธาตกมมนตรงส

คมอการใชสอการสอนวชาเคม จดท าขนเพอเปนแนวทางส าหรบครในการใชสอประกอบการสอนวชาเคมในระดบมธยมศกษาตอนปลาย ตามหนงสอเรยน รายวชาเพมเตม เคม เลม 1 (พมพครงท 1 พ.ศ. 2553) โดยคมอประกอบสอการสอนของตอนเรยนนเปนสวนหนงในบทเรยนเรองสมบตของธาตและสารประกอบ ตอนสมบตของธาตกมมนตรงส เนอหาประกอบดวย ชนดของธาตกมมนตรงสและต าแหนงในตารางธาต ประวตการคนพบธาตกมมนตรงส การเกดกมมนตภาพรงส ชนดและสมบตของรงสแอลฟา บตา และแกมมา การสลายตวของธาตกมมนตรงส ไดแกการแผรงสแอลฟา การแผรงสบตา และการแผรงสแกมมา ครงชวตของธาตกมมนตรงส และการค านวณหาปรมาณของธาตกมมนตรงสในระยะเวลาตางๆ

รปแบบของสอการสอนชดนประกอบดวยแบบทดสอบกอนเรยน แบบทดสอบหลงเรยน เพอวดความรความเขาใจของนกเรยนทงกอนและหลงการใชสอการสอนชดน นอกจากน ยงมแบบฝกหดและแนวทางการท าโครงงานและบทความอานเสรมในเรองทเกยวของกบสมบตของธาตกมมนตรงส เพอเสรมความรความเขาใจของนกเรยนดวย

อนง นอกจากแนวคดและค าอธบายเนอหา คมอฉบบนยงไดเฉลยแบบทดสอบและแบบฝกหด เพอใหครผสอนใชในการเสรมความเขาใจเนอหาแกนกเรยนดวย ผเรยบเรยงหวงเปนอยางยงวา คมอการใชสอการสอน ตอนสมบตของธาตกมมนตรงสนจะเปนประโยชนตอครผสอน นกเรยน และผเกยวของอยางยง อนจะชวยใหการเรยนการสอนมประสทธภาพและประสทธผล และบรรลผลการเรยนรตามเปาหมายของวชาเคมในหลกสตรระดบมธยมศกษาตอนปลาย

ผเรยบเรยงสอและคมอสอ ผชวยศาสตราจารย ดร.อภชาต อมยม นายนครา ภวะเวส ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย


หนา 2

สารบญ หนา

1. จดประสงคการเรยนร 3 2. ผลการเรยนรทคาดหวง 4 3. โครงสรางสอการสอน-เมนหลก 5 4. แบบทดสอบกอนเรยนพรอมเฉลย 6 5. ค าอธบายของเนอหาบทเรยน 12 6. แบบทดสอบหลงเรยนพรอมเฉลย 35 7. แบบฝกหดพรอมเฉลย 40 8. แนวทางการท าโครงงาน หรอบทความอานเสรม 43 9. เอกสารอางอง หรอแหลงขอมลเพมเตม 45 10. ภาคผนวก

รายชอสอการสอนวชาเคมจ านวนทงหมด 92 ตอน 46


หนา 3

1. จดประสงคการเรยนร

1. บอกชนดของธาตกมมนตรงสและต าแหนงในตารางธาต 2. อธบายประวตการคนพบธาตกมมนตรงส 3. อธบายการเกดกมมนตภาพรงส 4. เขยนสมการการสลายตวของธาตกมมนตรงส 5. บอกความหมายของครงชวตของธาตกมมนตรงส 6. ค านวณหาปรมาณของธาตกมมนตรงสในระยะเวลาตาง ๆ


หนา 4

2. ผลการเรยนรทคาดหวง

1. บอกชนดของธาตกมมนตรงสและต าแหนงในตารางธาต ธาตทจดวาเปนธาตกมมนตรงส ไดแก ธาตทมเลขอะตอมตงแต 84 ขนไป

2. บอกประวตการคนพบธาตกมมนตรงส การคนพบธาตกมมนตรงส โดย อองตวน อองร เบคเคอเรล

3. อธบายการเกดกมมนตภาพรงส ชนดและสมบตของรงสแอลฟา บตา และแกมมา

เมอธาตกมมนตรงสเกดการแผรงสแลว ธาตนนกจะเปลยนเปนธาตใหม อาจเปลงรงสแอลฟา บตา หรอแกมมา

รงสมอย 3 ชนด คอ รงสแอลฟา เปนรงสทเบนเขาหาขวลบ รงสบตาเปนรงสทเบนเขาหาขวบวก และรงสแกมมาเปนรงสซงไมเบนเขาหา ขวใดเลย

4. บอกความหมายของครงชวตของธาตกมมนตรงส

ครงชวต หมายถง ระยะเวลาทนวเคลยสของสารกมมนตรงสสลายตว จนเหลอครงหนงของปรมาณเดม

5. ค านวณหาปรมาณของธาตกมมนตรงสทระยะเวลาตางๆ


หนา 5

3. โครงสรางสอการสอน-เมนหลก

การเปดสอการสอนตอนน ตองใชโปรมแกรม Flash Player อาท Adobe Flash Player ซงสามารถดาวนโหลดไดฟรจากอนเทอรเนต

เมอเปดสอการสอน จะปรากฏหนาเมนหลก ดงน

สอการสอนตอนสมบตของธาตกมมนตรงสนประกอบดวย แบบทดสอบกอนเรยน จดประสงค

การเรยนร เนอหาบทเรยน แบบทดสอบหลงเรยน แบบฝกหด และแนวทางการท าโครงงานหรอบทความอานเสรม

รปแบบของเนอหาบทเรยนเปนการสอใหผใชสอการสอนชดนเขาใจโดยการเลาเรองประกอบ

แนวคดและค าอธบาย โดยมคณคร 2 คน และนกเรยนอก 2 คนเปนผด าเนนเรอง ผเรยน สามารถเลอกคลกทเมนยอยตางๆ ได เมอตองการท าแบบฝกหด หรอศกษาเนอหาใน

แตละหวขอยอย


หนา 6

4. แบบทดสอบกอนเรยนพรอมเฉลย

แบบทดสอบกอนเรยนในเรองสมบตของธาตกมมนตรงสเปนชนดปรนย 4 ตวเลอกม 5 ขอ ซงท าการเปลยนล าดบทงโจทยและตวเลอกทกครงทเปดใชสอ นกเรยนอาจไดล าดบโจทยและตวเลอกไมเหมอนกน การท าแบบทดสอบนน นกเรยนตองตอบแบบทดสอบใหถกตองในแตละขอกอน จงจะเปลยนเปนโจทยขอถดไป โดยหลกเกณฑการใหคะแนนแตละขอ ดงน

ตอบถกในครงแรก ได 4 คะแนน ตอบถกในครงทสอง ได 2 คะแนน ตอบถกในครงทสาม ได 1 คะแนน ตอบถกในครงทส ได 0 คะแนน คะแนนรวมเตมเปน 20 คะแนน และหลงจากท าแบบทดสอบกอนเรยนครบ 5 ขอ จะมกรอบ

ขอความแสดงผลคะแนนรวมทไดจาก และผลการประเมนระดบศกยภาพของนกเรยนกอนเรยน ดงน ถานกเรยนได 17-20 คะแนน จดอยในระดบ ดมาก ได 15-17 คะแนน จดอยในระดบ ด ได 11-14 คะแนน จดอยในระดบ พอใช ได 0-10 คะแนน จดอยในระดบ ปรบปรง แบบทดสอบกอนเรยน 5 ขอ มค าถามและเฉลยค าตอบดงน (ล าดบโจทยและตวเลอกในสออาจตางจากน)


หนา 7

ค าถาม : ธาตในขอใดตอไปนเปนไอโซโทปกน ตวเลอกทหนง : และ

ตวเลอกทสอง : และ

ตวเลอกทสาม : และ

ตวเลอกทส : และ

ค าตอบ : และ

แนวคดและค าอธบาย : ธาตทเปนไอโซโทปกน คอธาตชนดเดยวกน มจ านวนโปรตอนและอเลคตรอนเทากน แตมจ านวนนวตรอนไมเทากน หรอ เปนธาตชนดเดยวกนทมเลขอะตอมเทากน แตมเลขมวลตางกน ดงนน ธาตทเปนไอโซโทปกนคอ และ

(ตวเลขดานลางเทากน ตวเลขดานบนตางกน)


หนา 8

ค าถาม : ธาตใดตอไปนเปนธาตกมมนตรงส ตวเลอกทหนง : บสมท (Bi)

ตวเลอกทสอง : พอโลเนยม (Po) ตวเลอกทสาม : ตะกว (Pb) ตวเลอกทส : สงกะส (Zn)

ค าตอบ : พอโลเนยม (Po) แนวคดและค าอธบาย : ธาตทมเลขอะตอมมากกวา 83 เปนธาตกมมนตรงส นกเรยนตองเปดตารางธาตเพอดวาธาตใดมเลขอะตอมมากกวา 83 ค าตอบคอพอโลเนยม (Po) ซงมเลขอะตอมเทากบ 84

เลขอะตอม (Atomic number)

เลขมวล (Mass number)

ธาตใดตอไปนเปนธาตกมมนตรงส


หนา 9

ค าถาม : เมอนกเรยนน าธาตไอโอดน-131 ซงมครงชวต 8 วน ปรมาณ 10 กรม มาใสไวในภาชนะฝาปด เวลาผานไป 1 เดอน ไอโอดน-131 จะเหลออยประมาณเทาใด ตวเลอกทหนง : 0.6 กรม

ตวเลอกทสอง : 10 กรม ตวเลอกทสาม : 1.2 กรม ตวเลอกทส : 5 กรม

ค าตอบ : 0.6 กรม แนวคดและค าอธบาย : ปรมาณธาตไอโอดน-131 เรมตน = 10 กรม เมอเวลาผานไป 8 วน จะเหลอ 5 กรม (ครงชวต 8 วน ปรมาณธาตไอโอดน-131 จะเหลอครงหนง) เมอเวลาผานไปอก 8 วนรวมเปน 16 วน จะเหลอ 2.5 กรม เมอเวลาผานไปอก 8 วนรวมเปน 24 วน จะเหลอ 1.25 กรม เมอเวลาผานไปอก 8 วนรวมเปน 32 วน จะเหลอ 0.625 กรม ดงนนปรมาณธาตไอโอดน-131 เมอเวลาผานไป 1 เดอน (เทากบ 30-31 วน) จะเหลอประมาณ 0.6 กรม


หนา 10

ค าถาม : ขอใดระบสญลกษณของรงสถกตอง

ตวเลอกทหนง : ตวเลอกทสอง : ตวเลอกทสาม : ตวเลอกทส :

ค าตอบ : แนวคดและค าอธบาย : สญลกษณของรงสแอลฟา คอ รงสบตา คอ รงสแกมมา คอ

ขอใดระบสญลกษณของรงสถกตอง


หนา 11

ค าถาม : ใครเปนผ คนพบธาตกมมนตรงสเปนคนแรก ตวเลอกทหนง : อองตวน อองร เบคเคอเรล (Antoine Henri Becquerel)

ตวเลอกทสอง : มาดามมาร คร (Marie Curie) ตวเลอกทสาม : เอรนเนสท รทเทอรฟอรด (Ernest Rutherford) ตวเลอกทส : จอหน ดาลตน (John Dalton)

ค าตอบ : อองตวน อองร เบคเคอเรล (Antoine Henri Becquerel) แนวคดและค าอธบาย : การคนพบธาตกมมนตรงส เปนเหตการณทเกดขนโดยบงเอญในป ค.ศ. 1896 จากการทดลองของนกวทยาศาสตร ชาวฝรงเศส ชอ อองตวน อองร เบคเคอเรล


หนา 12

5. ค าอธบายของเนอหาบทเรยน

คณคร: นกเรยนไดรจกธาตตาง ๆ ในตารางธาตกนมาบางแลว แลวนกเรยนทราบหรอไมครบวาใน

ตารางธาตนม “ธาตกมมนตรงส” อยดวย นกเรยน: ทราบครบ/ คะคณคร คณคร: ดมากครบนกเรยน ถาเชนนนนกเรยนเคยอานเจอบทความ เกยวของกบอกกาบาตบาง

หรอไมครบ เมอสบคนถงอายของลกอกกาบาตโดย การตรวจสารกมมนตรงสพบวา ลกอกกาบาตมอายเกาแกพอ ๆ กบอายของโลก โอวว กลานปแลวละน แลวสารกมมนตรงสคออะไร ถานกเรยนอยากรวาธาตกมมนตรงสคอ อะไร ใชหาอายสงของไดอยางไร ขอใหตงใจเรยนบทเรยนนกนนะครบ


หนา 13

ประวตการคนพบธาตกมมนตรงส

คณคร: การคนพบธาตกมมนตรงส เปนเหตการณทเกดขนโดยบงเอญในป ค.ศ. 1896 จากการ

ทดลองของนกวทยาศาสตร ชาวฝรงเศส ชอ อองตวน อองร เบคเคอเรล

คณคร: เบคเคอเรลไดท าการศกษาเกยวกบการเรองแสงของสารประกอบยเรเนยม โดยน าเกลอ

ซลเฟต ของยเรเนยมมาวางบนแผนฟลม เพอตรวจสอบการเรองแสง แลวพบวายเรเนยมซลเฟตนนเปลงรงสบางอยาง ออกมาไดเอง และ สามารถท าใหเกดรอยด าบนแผนฟลมไดแมท าการทดลองในทมด


หนา 14

กมมนตภาพรงส (radioactivity)

ธาตกมมนตรงส (radioactive)

คณคร: ปรากฏการณทธาตแผรงสซงมอ านาจทะลทะลวงสงตาง ๆ ไดนเรยกวา “กมมนตภาพรงส”

ซงมาดาม มาร คร เปนคนแรกทใชค าน และเรยกธาตทมสมบตเชนนวา “ธาตกมมนตรงส” นอกจากนปแอร และมาร คร ยงไดท าการทดลองวดรงสจากธาตอน ๆ กพบวา ธาตพอโลเนยม เรเดยม และทอเรยม กสามารถแผรงสไดเชนเดยวกน


หนา 15

ต าแหนงของธาตกมมนตรงสในตารางธาต

คณคร: ธาตทจดวาเปนธาตกมมนตรงสนน ไดแก ธาตทมเลขอะตอมตงแต 84 ขนไป ดงนน บสมท

ซงมเลขอะตอมเทากบ 83 จงเปนธาตสดทายในตารางธาตทเสถยร ในธรรมชาต และตงแตธาตพอโลเนยม ซงมเลขอะตอมเทากบ 84 เปนตนไป จดเปนธาตกมมนตรงส


หนา 16

คณคร: นอกจากนยงพบวาไอโซโทปของธาต บางชนดเปนธาตกมมนตรงสดวย เชน คารบอน-สบส

และ ออกซเจน-สบแปด เปนตน การท านายวาไอโซโทปใดเปนธาตกมมนตรงสหรอไม จะดไดจากอตราสวนจ านวนนวตรอนตอจ านวนโปรตอน หากไอโซโทปใดมคาอตราสวนนวตรอนตอโปรตอนไมอยในแนวเสถยรภาพ (belt of stability) แสดงวาไอโซโทปนนเปนธาตกมมนตรงส ซงนกเรยนจะไดศกษาในระดบสงตอไป


หนา 17

การเกดกมมนตภาพรงส

คณคร: การเกดกมมนตภาพรงสน เปนปรากฎการณธรรมชาตของสาร ธาตกมมนตรงส เชน

ยเรเนยม พอโลเนยม เรเดยม ธาตเหลานสามารถแผรงสไดเองตลอดเวลาโดยทไมมปจจยภายนอกอนใดมากระท า การทธาตกมมนตรงสแผรงสออกมาไดนน เนองจากนวเคลยสภายในอะตอมของธาตนนมพลงงานสงมาก และไมเสถยร จงปลอยพลงงานออกมาในรปของอนภาคหรอรงสบางชนด

นกเรยน ผมเคยอานเจอในหนงสอวา เมอธาตกมมนตรงสแผรงสแลว ธาตนนกจะเปลยนเปนธาตใหม จรงหรอไมครบคณคร


หนา 18

คณคร: จรงครบนกเรยน

รทเทอรฟอรด และซอดด ไดอธบายไววา เมอธาตกมมนตรงสเกดการแผรงสแลว ธาตนนกจะเปลยนเปนธาตใหม ซงแนวคดเชนนถอไดวาแปลกใหมมากในสมยนน เพราะยงไมมความรเรองนวเคลยส และอนภาคภายในอะตอม


หนา 19

คณคร: ตอมารทเทอรฟอรดไดศกษา ทศทาง การเบนของรงสในสนามไฟฟา ซงพบวา มรงสอย 3

ชนดดวยกน คอ รงสทเบนเขาหาขวลบ ใหชอวา รงสแอลฟา

คณคร: รงสทเบนเขาหาขวบวก ใหชอวา รงสบตา


หนา 20

คณคร: และมรงสอกชนดหนงซงไมเบนเขาหา ขวใดเลย เรยกวา รงสแกมมา


หนา 21

ชนดของรงส

คณคร: ตารางทนกเรยนเหนอยน คอ ตารางชนดของรงส ครจะอธบายใหนกเรยนฟงนะครบ ตงใจ

ฟงกนใหด ๆ ละ รงสแอลฟาหรออนภาคแอลฟา เปนอนภาคทประกอบดวย 2 โปรตอน 2 นวตรอน เหมอนนวเคลยสของอะตอมฮเลยม มประจไฟฟาบวกสอง และมเลขมวลส มอ านาจทะลทะลวงต ามาก ไมสามารถผานแผนกระดาษหรอแผนโลหะบาง ๆ ได รงสบตาหรออนภาคบตา เปนอนภาค มสมบตเหมอนอเลกตรอน มประจไฟฟาลบหนง มอ านาจทะลทะลวงสงกวารงสแอลฟาถง 100 เทา สามารถผานแผนตะกวหนา 1 มลลเมตร หรอแผนอะลมเนยม 5 มลลเมตรได รงสแกมมา เปนคลนแมเหลกไฟฟาทมความยาวคลนสนมาก คอ มพลงงานสงมาก มอ านาจทะลทะลวงสงมาก สามารถทะลผานแผนตะกวหนา 8 มลลเมตร หรอผานแผนคอนกรตหนา ๆ ได พอจะเขาใจไหมครบนกเรยน

นกเรยน: เขาใจครบ เขาใจคะ คณคร


หนา 22

คณคร: เมอเปรยบเทยบอ านาจทะลทะลวงของ รงส จะเหนไดวาเราสามารถใชแคมอในการหยดรงส

แอลฟา แตตองใชแผนอะลมเนยมในการหยดรงสเบตา และตองใชแผนตะกวหนาจงจะสามารถหยดรงสแกมมาไวได

คณคร: นอกจากรงสทงสามชนดนแลว ยงมอนภาครงสชนดอนๆ อก เชน

นวตรอน โปรตอน ดวเทอรอน คอ โปรตอนทมนวตรอน 1 นวตรอน ทรทอน คอ โปรตอนทมนวตรอน 2 นวตรอน


หนา 23

การสลายตวของธาตกมมนตรงส การแผรงสแอลฟา

คณคร: ธาตทมเลขอะตอมมากกวา 83 ลวนแลวแตใหรงสแอลฟา ธาตเหลานมนวเคลยสขนาดใหญ

และมจ านวนนวตรอนตอโปรตอนไมเหมาะสม จงเกดแรงผลกระหวางโปรตอนในนวเคลยสมาก เมอถงจดๆ หนงซงแรงดงดดไมสามารถ ยดเหนยวองคประกอบตางๆ ในนวเคลยสไวได นวเคลยสสวนหนงจงแตกออก ไดเปนอนภาคแอลฟาซงมขนาดเทากบ นวเคลยสของอะตอมฮเลยม สวนนวเคลยสของธาตเดม กเปลยนเปนธาตใหมซงเสถยรกวา

คณคร: ตวอยางเชน ตะกว-สองศนยส สลายตวใหรงสแอลฟา แลวเปลยนเปนปรอท


หนา 24

คณคร: หรออกตวอยางหนงเมอ เรเดยม-สองสองหก สลายตวใหรงสแอลฟา แลวเปลยนเปนเรดอน การแผรงสบตา

คณคร: การแผรงสบตา เกดจากนวเคลยสมอตราสวนระหวางนวตรอนและโปรตอนไมเหมาะสม

นวเคลยสจงตองปรบตวโดยการ แผรงสเบตาเพอใหเสถยรขน ซงจะไดนวเคลยสใหมทมเลขมวลคงเดมแตเลขอะตอมเปลยนไป


หนา 25

คณคร: การแผรงสบตาแบงออกเปน 2 ชนด คอ รงสบตาลบ และรงสบตาบวกหรอโพซตรอน ใน

กรณทไมไดระบค าวาบวกหรอลบ ใหถอวาเปนรงสบตา ลบ

คณคร: การปลอยรงสบตาลบ จะท าใหไดอะตอมของธาตใหมทมเลขอะตอมเพมขน 1 เชน

อะลมเนยม-28 จะเปลยนเปนซลกอน


หนา 26

คณคร: การปลอยรงสบตาบวก หรออนภาคโพซตรอน จะไดธาตใหมทเลขอะตอมลดลง 1 เชน

อะลมเนยม-26 จะเปลยนเปนแมกนเซยม-ยสบหก การแผรงสแกมมา

คณคร: การแผรงสแกมมา เกดกบไอโซโทปกมมนตรงสทมพลงงานสงมาก หรอไอโซโทปทสลายตว

ใหรงสแอลฟาหรอบตาแลว ไดนวเคลยสใหมทยงอยในสถานะกระตนซงมพลงงานสงและไมเสถยร นวเคลยสเหลานจงตองปลอยพลงงานออกมาในรป รงสแกมมา โดยไอโซโทปทม พลงงานสง เรามกเขยนก ากบไวดวยเครองหมาย ดอกจน


หนา 27

อตราการสลายตวของธาตกมมนตรงส


หนา 28

คณคร: การสลายตวของธาตกมมนตรงสนนเปนปฏกรยาอนดบหนงซงมอตราการสลายขนอยกบ

ความเขมขนหรอปรมาณของสารทสลายตวเพยงอยางเดยว ถาให N แทนจ านวนอะตอมของธาตกมมนตรงส อตราการสลายตวของธาตกมมนตรงสท ณ เวลา t ใดๆ มคาดงแสดงในสมการท 1 λ คอ คาคงตวการสลาย เปนคาเฉพาะของไอโซโทปกมมนตรงสแตละชนด คา λ ยงสงยงแสดงถงอตราการสลายตวทมาก โดยธรรมชาตแลวธาตกมมนตรงสนนจะสลายตวอยตลอดเวลาท าใหอตราการสลายตวลดลงเมอเวลาผานไป เนองจากปรมาณของอะตอมกมมนตรงสมคาลดลง เราสามารถหาปรมาณอะตอมกมมนตรงส ณ เวลาใดๆ ได เมอทราบคา λ โดยสมมตใหจ านวนอะตอมของธาตกมมนตรงสเรมตนมคาเทากบ N0 ณ เวลา t = 0 จะพบวาจ านวนอะตอม N เมอเวลาผานไป t หนวยมคาดงสมการท 2 ซงคา λ อาจหาไดจากการทดลองหรอ ค านวณจากความสมพนธระหวางคาครงชวตกบ λ ดงสมการท 3 ในทางปฏบตนยมวดอตราการสลายหรอคากมมนตภาพ (A) แทนการวดปรมาณอะตอมของธาตกมมนตรงสนนๆ ออกมาโดยตรง คากมมนตภาพ คอ ปรมาณอะตอมของธาตกมมนตรงสทสลายตวตอหนงหนวยเวลา มหนวยเปน คร (Ci) โดย 1 คร มคาเทากบการสลายตวของอะตอมกมมนตรงส 3.70 x 1010 อะตอมตอวนาท ซงนยามมาจากอตราการสลายตวของธาตเรเดยมปรมาณ 1 กรม


หนา 29

คณคร: ธาตกมมนตรงสสลายตวใหรงสและอะตอมของธาตใหมตลอดเวลา ในขณะทอะตอมของธาต

เดมจะลดนอย ลงเรอยๆ การสลายตวของธาตกมมนตรงส แตละชนดมอตราไมเทากนขนกบชนดของอะตอม การสลายตวของธาตกมมนตรงสเปนปฏกรยาอนดบหนง นนคอ อตราการสลายขนกบปรมาณสารตงตน เพยงอยางเดยว ขณะทสลายไป จ านวนอะตอมของธาตนนจะลดลง และท าใหอตราการสลายชาลงตามดวย

คณคร: กราฟทแสดงปรมาณของธาตกมมนตรงส กบเวลา แสดงไดในรปเสนโคง

และเนองจากอตราการสลายตวของธาตกมมนตรงสแตละชนดแตกตางกน ดงนนจงควรมคาคงตวคาหนงทใช เปรยบเทยบอตราการสลาย คาคงตวดงกลาวเรยกวา “ครงชวต” ใชสญลกษณ ท-ฮาลฟ ( t½ )


หนา 30

คณคร: ครงชวต หมายถง ระยะเวลาทนวเคลยสของสารกมมนตรงสสลายตวจนเหลอครงหนงของ

ปรมาณเดม ไอโซโทปกมมนตรงสของธาตหนง ๆ จะมครงชวตคงเดม ไมวาจะอยในรปธาตหรอสารประกอบ


หนา 31

คณคร: ครขอยกตวอยาง เชน ไอโอดน-หนงสามหนง มครงชวต 8 วน หมายความวา ถาเรมตนม

ไอโอดน-หนงสามหนง 10 กรม นวเคลยสนจะสลายตวใหรงสเบตาออกมา จนกระทงเวลาผานไปครบ 8 วน จะมไอโอดน-หนงสามหนง เหลออย 5 กรม และมซนอน-หนงสามหนง เกดขน 5 กรม และเมอเวลาผานไปอก 8 วน (หรอรวมเปน 16 วน) จะมไอโอดน-หนงสามหนง เหลออยเพยง 2.5 กรม และมซนอน-หนงสามหนง เกดขน 7.5 กรม นนคอ ทกๆ 8 วน ไอโอดน-หนงสามหนง จะสลายตวไป เหลอเพยงครงหนงของปรมาณเดม


หนา 32

คณคร: จากทครบรรยายมา นกเรยนพอจะเขาใจไหมครบ นกเรยน: งงจงเลยคะคณคร คณคร: คอย ๆ ท าความเขาใจไปนะครบ ครเชอวาไมยากเกนความสามารถหรอก ถาอยางนนครจะ

ขอยกตวอยาง การค านวณเกยวกบปรมาณ ธาตกมมนตรงสเพอสรางความเขาใจใหกบนกเรยนมากยงขนนะครบ


หนา 33

การค านวณเกยวกบปรมาณธาตกมมนตรงสในเวลาตางๆ

คณคร: ตวอยางท 1 จงหาปรมาณของ เทคนเทยม-99 ทเหลอ เมอวาง เทคนเทยม-99 จ านวน 100

มลลกรมไวนาน 24 ชวโมง และ เทคนเทยม-99 มครงชวต 6 ชวโมง วธคด 24 ชวโมงของ เทคนเทยม-99 คดเปน 4 ครงชวต ดงนนเมอเวลาผานไป 24 ชวโมง หรอผานไป 4 ครงชวต จะม เทคนเทยม-99 เหลออย 6.25 มลลกรม


หนา 34

คณคร: ตวอยางท 2 จงหาปรมาณฟอสฟอรส-32 เรมตน เมอน าฟอสฟอรส-32 จ านวนหนงมาวางไว

เปนเวลา 140 วน แลวปรากฏวามมวลเหลออย 0.8 กรม ก าหนดใหครงชวตของฟอสฟอรส-32 เทากบ 28 วน วธคด สมมตใหฟอสฟอรส-32 เรมตน ม x กรม เมอวางไว 140 วน คดเปน 5 ครงชวต เมอผานไป 5 ครงชวต ฟอสฟอรส-32 ทเหลอมมวล 0.8 กรม คดเปนฟอสฟอรส-32 เทากบ x/32 ของมวลเรมตน เราจงสามารถหาคา x ได ซงมคาเทากบ 25.6 ดงนนปรมาณฟอสฟอรส-32 เรมตนมมวล 25.6 กรม


หนา 35

6. แบบทดสอบหลงเรยนพรอมเฉลย แบบทดสอบหลงเรยนเรอง เปนชนดปรนย 4 ตวเลอก ม 5 ขอ ซงท าการเปลยนล าดบทงโจทย

และตวเลอกทกครงทเปดใชสอ เกณฑการใหคะแนนและผลการประเมนผลการเรยนร เหมอนกบแบบทดสอบกอนเรยน ค าถามและเฉลยค าตอบของแบบทดสอบทายบทมดงน

ค าถาม : ในการยงอนภาคแอลฟาไปยงนวเคลยสของ U240

92 พบวาไดอะตอมของ Pu243

94 และอนภาค X

กอนท Pu243

94 จะสลายตวใหรงสบตา และไอโซโทป Y อยากทราบวา X และ Y คอขอใดตามล าดบ

ตวเลอกทหนง : นวตรอน และ อเมรเซยม ( Am243

95)

ตวเลอกทสอง : บตา และ เนปทเนยม ( Np243

93)

ตวเลอกทสาม : นวตรอน และ เนปทเนยม ( Np244

93)

ตวเลอกทส : บตา และ อเมรเซยม ( Am244

95)

ค าตอบ : นวตรอน และ อเมรเซยม ( Am243

95)

แนวคดและค าอธบาย : การยงอนภาคแอลฟาไปยงนวเคลยสของ U240

92 เขยนสมการไดดงน

+

+

เลขมวล : 240 + 4 = 243 + b b = 240 + 4 – 243 = 1 เลขอะตอม : 92 + 2 = 94 + a a = 92 + 2 – 94 = 0 X คอ

หรอ นวตรอน


หนา 36

+

เลขมวล : 243 = 0 + d d = 243 เลขอะตอม : 94 = – 1 + c c = 95 Y คอ Am243

95 (ดจากตารางธาต ธาตทมเลขอะตอมเทากบ 95 คอ ธาตอเมรเซยม)

ค าถาม : ธาตในขอใดตอไปนไมจดเปนธาตกมมนตรงส ตวเลอกทหนง : Na-23

ตวเลอกทสอง : U-235 ตวเลอกทสาม : C-14 ตวเลอกทส : Cs-137

ค าตอบ : Na-23 แนวคดและค าอธบาย : Na-23 เปนไอโซโทปทเสถยรในธรรมชาต จงไมจดเปนธาตกมมนตรงส สวนธาตอนๆ เปนไอโซโทปทไมเสถยร จงจดเปนธาตกมมนตรงส (นกเรยนตองใชความจ า)


หนา 37

ค าถาม : จากปฏกรยา

+ X X ควรเปนรงสใด

ตวเลอกทหนง : บตา ตวเลอกทสอง : แกมมา ตวเลอกทสาม : แอลฟา ตวเลอกทส : โพซตรอน

ค าตอบ : โพซตรอน

แนวคดและค าอธบาย : จากสมการ

+

เลขมวล : 226 = 226 + b b = 226 – 226 = 0 เลขอะตอม : 89 = 88 + a a = 89 – 88 = +1 X คอ

หรอ โพซตรอน ดสญลกษณจากตาราง


หนา 38

ค าถาม : Na-24 ใชในการศกษาอตราการไหลของเลอด ในระบบหมนเวยนในรางกาย มครงชวต 15 ชวโมง เมอเวลาผานไป 2.5 วน จะพบ Na-24 เหลออยกเปอรเซนต ตวเลอกทหนง : 3.175 %

ตวเลอกทสอง : 6.25 % ตวเลอกทสาม : 25 % ตวเลอกทส : 12.5 %

ค าตอบ : 6.25 % แนวคดและค าอธบาย : เมอเวลาผานไป 2.5 วน คดเปน 2.5 x 24 ชวโมง หรอเทากบ 60 ชวโมง

ครงชวตของ Na-24 เทากบ 15 ชวโมง เมอเวลาผานไป 60 ชวโมง คดเปน 15

60 เทากบ 4 ครงชวต

1 ครงชวต จะเหลอ Na-24 อย 50 % 2 ครงชวต จะเหลอ Na-24 อย 25 % 3 ครงชวต จะเหลอ Na-24 อย 12.5 % 4 ครงชวต จะเหลอ Na-24 อย 6.25 %

เพราะฉะนนจะพบ Na-24 เหลออย 6.25 %


หนา 39

ค าถาม : จงหาครงชวตของ I-131 เมอเรมตนน า I-131 มา 4 กรม หลงจากผานไป 40 วน แลวพบวามมวลเหลอ 0.125 กรม ตวเลอกทหนง : 8 วน

ตวเลอกทสอง : 16 วน ตวเลอกทสาม : 2 วน ตวเลอกทส : 4 วน

ค าตอบ : 8 วน แนวคดและค าอธบาย : ครงชวตท 1 2 3 4 5 6 เปอรเซนตทเหลอ 50 25 12.5 6.25 3.125 1.5625

เหลอ I-131 0.125 กรม จากเรมตน 4 กรม คดเปนเปอรเซนตทเหลอ 1004

125.0 = 3.125 %

จากตาราง 3.125 % เทากบครงชวตท 5 เพราะฉะนน เวลาผานไป 5 ครงชวต คดเปน 40 วน

ถาเวลาผานไป 1 ครงชวต คดเปน 5

40 วน หรอ 8 วน


หนา 40

7. แบบฝกหดพรอมเฉลย เมนแบบฝกหดเปนดงน หากตองการดเฉลยสามารถคลกท เฉลย ดานลาง และเลอกหมายเลขขอทตองการดเฉลย


หนา 41


หนา 42


หนา 43

8. แนวทางการท าโครงงาน หรอบทความอานเสรม

ธาตคารบอนในธรรมชาต ประกอบดวย 3 ไอโซโทป คอ คารบอน-12 คารบอน-13 และคารบอน-14

คารบอน-14 เปนไอโซโทปกมมนตรงส สามารถรวมตวกบออกซเจนในบรรยากาศ กลายเปนแกสคารบอนไดออกไซด แลวกแพรกระจายลงมายงบรรยากาศชนลาง เขาสสงมชวตโดยกระบวนการสงเคราะหดวยแสง แพรกระจายลงสทะเลและมหาสมทร และอยในรปของสารประกอบไบคารบอเนต และคารบอเนต


หนา 44

เมอสงมชวตทงหลายตายไป การแลกเปลยนคารบอน-14 ระหวางสงมชวตกบชนบรรยากาศจะสนสดลง ท าใหปรมาณ คารบอน-14 ทมอยเดมลดจ านวนลงไปเรอย ๆ อนเปนผลสบเนองมาจากการสลายกมมนตรงส ของธาตกมมนตรงส จากกฎการสลายกมมนตรงสของธาตกมมนตรงส สามารถค านวณหาเวลาตงแตสงมชวตนนตายไปจนกระทงถงปปจจบนโดยทวไปการหาอายโดยวธน สามารถหาอายไดในชวง 200 ถง 50,000 ป

ซงตวอยางทสามารถน ามาหาอายโดยวธนตองมคารบอน เปนองคประกอบ ไดแก ไม ถาน เปลอกหอย และกระดก เปนตน จะเหนวาตวอยางทกลาวมานนมาจากสงมชวตทงสน ส าหรบตวอยาง หน แกว เครองป นดนเผา ไมสามารถน ามาหาอายโดยวธนได การหาอายดวยวธคารบอน-สบส จ าเปนตองวดกมมนตภาพรงสของคารบอน-สบส ในตวอยางเปรยบเทยบกบกมมนตภาพรงสของสาร มาตรฐาน


หนา 45

9. เอกสารอางอง หรอ แหลงขอมลเพมเตม

1. หนงสอเรยนสาระการเรยนรพนฐานและเพมเตม เคม เลม 3. พมพครงท 1,สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย กระทรวงศกษาธการ, 2553,.

2. คมอครสาระการเรยนรพนฐานและเพมเตม เคม เลม 1. ,สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย กระทรวงศกษาธการ, 2551.

3. Raymond Chang, Chemistry, 10th edition, McGraw-Hill Company Inc., New York 2009. 4. Masterton W.L. and Hurley C.N., Chemistry Principles and Reactions, 5th edition,

Tomson Learning Inc., Canada, 2004. แหลงขอมลเพมเตม

1. การสลายตวของสารกมมนตรงส http://th.wikipedia.org (12 พ.ค. 54)

2. Uranium http://en.wikipedia.org/wiki/Uranium (12 พ.ค. 54)

3. Radium http://en.wikipedia.org/wiki/Radium (12 พ.ค. 54)

4. เกาแคไหน? http://www.material.chula.ac.th/RADIO44/november/radio11-3.htm (12 พ.ค. 54)

http://th.wikipedia.org/

http://en.wikipedia.org/wiki/Uranium

http://en.wikipedia.org/wiki/Radium

http://www.material.chula.ac.th/RADIO44/november/radio11-3.htm


หนา 46

10. ภาคผนวก รายชอสอการสอนวชาเคมจ านวนทงหมด 92 ตอน

ชอบทเรยน ตอนท ชอตอน

บทท 1 อะตอมและตารางธาต

1 แบบจ าลองและววฒนาการของแบบจ าลองอะตอม 1

2 แบบจ าลองและววฒนาการของแบบจ าลองอะตอม 2

3 อนภาคมลฐานของอะตอม

4 เลขอะตอม เลขมวล และไอโซโทป

5 คลนแมเหลกไฟฟา และสเปกตรม

6 สเปกตรมของธาตและการแปลความหมาย

บทท 2 พนธะเคม

7 พนธะโคเวเลนต:การเกดพนธะโคเวเลนต

8 สญลกษณแบบจดของลวอส

9 การเขยนสตรและการเรยกชอสารโคเวเลนต

10 ความยาวพนธะและพลงงานพนธะ

11 แนวคดเกยวกบเรโซแนนซ

12 รปรางของโมเลกล

13 ขวของพนธะและสภาพขวของโมเลกลโคเวเลนต

บทท 3 สมบตของธาต และสารประกอบ

14 สมบตของสารประกอบตามคาบในตารางธาต

15 ปฏกรยาของธาตหม IA และ IIA

16 ปฏกรยาของธาตหม VIIA

17 สมบตของธาตกมมนตรงส

18 ปฏกรยานวเคลยร

19 การตรวจสอบและเทคโนโลยการใชสารกมมนตรงส

บทท 4 20 มวลอะตอมและมวลอะตอมเฉลย

ปรมาณสมพนธ 21 มวลโมเลกล

22 โมลและจ านวนโมลกบจ านวนอนภาค

23 จ านวนโมลกบมวล

24 จ านวนโมลกบปรมาตรของแกส

25 สตรโมเลกลและมวลเปนรอยละของธาตองคประกอบ


หนา 47


26 สตรเอมไพรคลและสตรโมเลกล

27 อนภาคสมพนธในปฏกรยาเคม

28 สตรโมเลกลและมวลเปนรอยละของธาตองคประกอบ บทท 5

ของแขง ของเหลวและแกส

29 สถานะของสสาร

30 ความตงผว

31 การระเหย

32 กฎของบอยล

33 กฎของชารล

34 รปของของแขง

35 ความดนไอกบจดเดอดของของเหลว

บทท 6 อตราการเกดปฏกรยาเคม

36 แนวคดเกยวกบการเกดปฏกรยาเคม

37 ผลของความเขมขนของสารตออตราการเกดปฏกรยา

38 ผลของพนทผวของสารตออตราการเกด ปฏกรยาเคม

39 ตวเรงปฏกรยาเคม

บทท 7 40 การเปลยนแปลงทผนกลบได

สมดลเคม 41 การเปลยนแปลงทท าใหเกดภาวะสมดล

42 สมดลในปฏกรยาเคม 1

43 สมดลในปฏกรยาเคม 2

44 หลกของเลอชาเตอลเอ

45 การใชหลกของเลอชาเตอลเอในอตสาหกรรม

บทท 8 46 ทฤษฎกรด-เบส: นยามของอารเรเนยส เบรนสเตด- ลาวร และลวอส

กรด-เบส 47 การแตกตวเปนไอออนของน าและ pH ของสารละลาย

48 การแตกตวของกรดและเบส: กรดแกและเบสแก

49 การแตกตวของกรดและเบส: กรดออน

50 การแตกตวของกรดและเบส: เบสออน

51 อนดเคเตอรส าหรบกรด-เบส

52 ปฏกรยาของกรด-เบส: ปฏกรยาสะเทน

53 ปฏกรยาของกรด-เบส: ปฏกรยาไฮโดรลซสของเกลอ


หนา 48


บทท 9 54 ปฏกรยารดอกซ

ไฟฟาเคม 55 การทดลองเรองปฏกรยาระหวางโลหะกบสารละลายของโลหะไอออน

56 การดลสมการรดอกซโดยใชเลขออกซเดชน

57 การดลสมการรดอกซโดยใชครงปฏกรยา

58 เซลลไฟฟาเคม:เซลลกลวานก ตอนท 1

59 เซลลกลวานก ตอนท 2:การทดลองแสดงการถายโอนอเลกตรอน

ในเซลลกลวานก

60 เซลลความเขมขน

61 ศกยไฟฟาของเซลลและศกยไฟฟามาตรฐานของครงเซลล

62 การใชประโยชนจาก Eo ตอนท 1

63 การใชประโยชนจาก Eo ตอนท 2

บทท 10 ธาตและสารประกอบ

อตสาหกรรม

64 อตสาหกรรมเซรามกส

65 ผลตภณฑเซรามกส แกว 66 ปนซเมนต

67 อตสาหกรรมปย ปยไนโตรเจน

68 ปยฟอสเฟต

69 ปยโพแทช ปยผสม

70 แรรตนชาต 1

บทท 11 71 การเขยนสตรโครงสรางของสารประกอบอนทรย

เคมอนทรย 72 ไอโซเมอรซม

73 หมฟงกชน

74 สารประกอบไฮโดรคารบอนและสมบตบางประการ

75 สารประกอบแอลเคนและไซโคลแอลเคน

76 สารประกอบแอลคน

77 สารประกอบแอลไคน


หนา 49


บทท 12 เชอเพลง ซากดกด าบรรพ และผลตภณฑปโตรเคม

78 ผลตภณฑจากซากดกด าบรรพ

79 ถานหน

80 หนน ามน

81 ปโตรเลยม

82 พลาสตก

83 ปฏกรยาการเตรยมเสนใยเรยอน

84 ยาง

บทท 13 85 ความหมายและความส าคญของสารชวโมเลกล

สารชวโมเลกล 86 โปรตน

87 กรดอะมโน และ/หรอ พนธะเพปไทด

88

โครงสรางปฐมภมของโปรตน และ/หรอ โครงสรางทตยภมของโปรตน และ/หรอโครงสรางตตยภม และ/หรอ จตรภมของโปรตน

89 การจดจ าแนกและหนาทของโปรตน

90 เอนไซม

91 การแปลงสภาพของโปรตนและการทดสอบโปรตน

92 คารโบไฮเดรต

บทเรียนเรื่อง...

Documents

Transcript of บทเรียนเรื่อง...