The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.

แบบเรียนวิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1

Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by nuttapong.wongsoong, 2021-11-02 05:44:36

แบบเรียนวิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1

แบบเรียนวิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1

หนังสือเรียนรายวชิ าพืน้ ฐาน

วิทยาศาสตร์
และเทคโนโลยี
ชน้ั มธั ยมศึกษาปที ี่ 1

ฉบบั ปรับปรุง 2560

กุลวดี คำตี ฐิตินันท์ เชียงบุญยะ ณฐั พงค์ วงคส์ ูง ลกั ษิกำ สุขมนั่ 89.-



วิทยาแศลาะสเตทรค์ โนโลยี

ช้นั มัธยมศึกษาปที ่ี

ตามมาตรฐานการเรียนรูแ้ ละตวั ช้วี ัด
กลมุ่ สาระการเรียนรูว้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560 )
ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขนั้ พน้ื ฐาน พทุ ธศักราช 2551

ผูเ้ รียบเรียง นางสาวฐติ ินนั ท์ เชียงบญุ ยะ
นางสาวลักษกิ า สุขม่ัน
นางสาวกุลวดี คาตี
นายณัฐพงค์ วงค์สงู

คานา

หนังสือเล่มนี้จัดทาข้ึนโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นหนังสือประกอบการเรียนการสอนวิชาวิทยาศาสตร์
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 เร่ือง สารในชีวิตประจาวัน โดยดาเนินการจัดทาให้สอดคล้องตามกรอบ
ของหลักสูตรแกนกลางการศกึ ษาขัน้ พน้ื ฐาน พทุ ธศกั ราช 2551 (ฉบับปรบั ปรงุ พ.ศ.2560 ) ทุกประการ

โดยเนื้อหาทั้งหมดผู้จัดทาได้ส่งเสริมกระบวนการคิด การสืบเสาะหาความรู้ การแก้ปัญหา
การสร้างองค์ความรู้ใหม่ การตัดสินใจ การนาไปใช้ในชีวิต รวมท้ังส่งเสริมให้ผู้เรียนมีจิตวิทยาศาสตร์
คุณธรรม และค่านิยมที่ถูกต้องเหมาะสมกับการดารงชีวิต ซึ่งเนื้อหาในหนังสือประกอบการเรียน
วิทยาศาสตร์ มธั ยมศึกษาปีที่ 1 ประกอบด้วย

เรื่องท่ี 1 ธาตแุ ละสารประกอบ
เรื่องที่ 2 สารบรสิ ุทธแิ์ ละสารผสม
เรอื่ งท่ี 3 การเปล่ยี นแปลงของสาร
คณะผู้จัดทาจึงหวังเป็นอย่างยิ่งว่า หนังสือเล่มน้ีจะเป็นประโยชน์ในการศึกษาและเป็นส่ือประกอบ
การเรียนการสอนแก่ผู้เรียนในวิชาวิทยาศาสตร์ ระดับช้ันมัธยมศึกษาปีที่ 1 เร่ืองสารในชีวิตประจาวัน
ไม่มากก็น้อย เพื่อให้เกิดผลสัมฤทธ์ิตามมาตรฐานตัวชี้วัดที่กาหนดไว้ในหลักหลักสูตรแกนกลาง
การศึกษาขัน้ พ้ืนฐาน พทุ ธศกั ราช 2551 (ฉบบั ปรับปรงุ พ.ศ.2560)
หากมีข้อบกพร่องหรือข้อผิดพลาดประการใดโปรดกรุณาแจ้งคณะผู้จัดทา เพื่อจะได้แก้ไข
และปรับปรุงให้ดีขึ้นในโอกาสต่อไป ขอขอบพระคุณอาจารย์ผู้ให้ความรู้และคาแนะนาในการสร้าง
หนังสือแบบเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ฉบับนี้ ตลอดจนบุคคลที่มีส่วนเกี่ยวข้องในการจัดทาไว้
ณ โอกาสน้ี

คณะผู้จดั ทา

สารบญั

บทที่ สสาร 2
อะตอม 2
1 อนุภาคมูลฐานของอะตอม 6
ธาตุ 8
ธาตุและสารประกอบ ธาตกุ มั มนั ตภาพรงั สี 14
สารประกอบ 17
ธาตุและสารประกอบในชวี ิตประจาวัน 19

บทที่ สารบริสุทธแิ์ ละสารผสม 22
สมบตั ขิ องสารบริสุทธิ์และสารผสม 24
2 การเปล่ียนแปลงอณุ หภมู ิของสารบรสิ ทุ ธิแ์ ละสารผสม 26
ความหนาแนน่ ของสารบรสิ ทุ ธแิ์ ละสารผสม 27
สารบรสิ ุทธแ์ิ ละสารผสม

บทที่ การจาแนกสาร 31
แบบจาลองของสาร 34
3 การเปล่ยี นสถานะของสาร 38
พลงั งานกบั การเปลีย่ นสถานะของสาร 41
การเปลี่ยนแปลงของสาร

ภาคผนวก 45



หน่วยการเรียนร้ทู ี่

1.. ธาตแุ ละสารประกอบ

ธาตุ

เป็นสารบรสิ ทุ ธ์ิ ประกอบด้วยอะตอม
เพียงชนิดเดียว ซ่ึงเม่ือธาตุมากกว่า
ห นึ่ ง ช นิ ด ใ น อั ต ร า ส่ ว น ท่ี แ น่ น อ น
จะทาใหอ้ ยู่ในรูปสารประกอบ

ตัวชี้วัด
ว 2.1 ม.1/1 อธิบายสมบัติทางกายภาพบางประการของธาตุโลหะ อโลหะ และก่ึงโลหะ โดยใช้หลักฐานเชิงประจักษ์

ท่ีได้จากการสังเกตและการทดสอบและใช้สารสนเทศที่ได้จากแหล่งข้อมูลต่าง ๆ รวมท้ังจัดกลุ่มธาตุ
เป็นโลหะ อโลหะ และก่ึงโลหะ
ว 2.1 ม.1/2 วเิ คราะห์ผลจากการใช้ธาตุโลหะ อโลหะ ก่งึ โลหะและธาตกุ มั มนั ตรังสี ท่มี ีตอ่ สงิ่ มชี ีวติ สิ่งแวดล้อม เศรษฐกิจ
และสงั คม จากข้อมูลท่รี วบรวมได้
ว 2.1 ม.1/3 ตระหนักถึงคุณค่าของการใช้ธาตุโลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ ธาตุกัมมันตรังสี โดยเสนอ แนวทาง
การใช้ธาตุอย่างปลอดภัย คุ้มค่า
ว 2.1 ม.1/7 อธิบายเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างอะตอม ธาตุ และสารประกอบ โดยใช้แบบจาลอง และสารสนเทศ
ว 2.1 ม.1/8 อธิบายโครงสร้างอะตอมที่ประกอบด้วย โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน โดยใช้ แบบจาลอง

2 หน่วยท่ี 1 ธาตแุ ละสารประกอบ
หนงั สือเรียนรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์

1 สสาร (Matter)

สสาร (Matter) หมายถึง ส่ิงที่มีตัวตนต้องการที่อยู่ และมีมวล ส่วนสาร (Substance) หมายถึง
เนอ้ื ของสารซงึ่ เราได้ศึกษาสมบัติและองค์ประกอบเป็นที่แน่นอนแล้ว ทุก ๆ สิ่งรอบตัวเราประกอบไปด้วยสาร
เช่น น้า แก๊สออกซิเจน และทองแดง สารท่ีอยู่รอบตัวเรามีมากมายหลายชนิดทั้งของแข็ง ของเหลว
และแก๊ส ซึ่งสารแต่ละชนิดมีลักษณะและสมบัติที่แตกต่างกันออกไปมนุษย์จึงนาสารมาใช้ประโยชน์
ในชีวิตประจาวันได้มากมาย

2 อะตอม ( Atom )

นักวทิ ยาศาสตรไ์ ดท้ าการสังเกต ทดลอง และรวบรวมข้อมูลจนค้นพบว่า สารทั้งหลายประกอบด้วย
อนุภาคขนาดเลก็ ทไี่ ม่สามารถมองเหน็ ไดด้ ว้ ยตาเปล่าเรยี กวา่ อะตอม (Atom)

แบบจาลองอะตอมของจอหน์ ดอลตัน
จอห์น ดอลตัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้เสนอทฤษฎีอะตอมโดยอาศัยข้อมูลจากการทดลอง

ที่พอจะศึกษาได้และนับวา่ เป็นทฤษฎีแรกท่เี กยี่ วกบั อะตอมที่พอจะเชื่อถือได้ ซงึ่ มีใจความดังนี้
1. สารประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กเรียกว่า อะตอม แบ่งแยกไม่ได้และสร้างข้ึนหรือทาลาย

ใหส้ ญู หายไปไมไ่ ด้
2. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน ย่อมมีมวลเท่ากัน และมีสมบัติเหมือนกันแต่มีสมบัติแตกต่าง

จากอะตอมของธาตชุ นิดอนื่ ๆ
3. สารประกอบเกิดจากการรวมตัวทางเคมีของอะตอมของธาตุตั้งแต่สองชนิดข้ึนไปโดยมีอัตราส่วน

ในการรวมตัวท่ีเปน็ เลขลงตวั จานวนนอ้ ย ๆ
4. อะตอมของธาตสุ องชนิดอาจรวมตวั กันดว้ ยอัตราส่วนต่าง ๆ กนั เกดิ เป็นสารประกอบไดห้ ลายชนิด
5. โมเลกุลของสารประกอบชนิดเดียวกันย่อมมีสมบัติแตกต่างจากโมเลกุลของสารประกอบอื่น ๆ

เช่น โมเลกุลของน้า ( 2 ) ต่างจากโมเลกุลของดินประสิว 3 จากทฤษฎีอะตอมของดอลตัน
แบบจาลองอะตอมมีลักษณะดังรปู

รูปท่ี 1.1 ลกั ษณะแบบจาลองอะตอมของดอลตนั

หนว่ ยที่ 1 ธาตุและสารประกอบ 3
หนงั สอื เรยี นรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์

แบบจาลองอะตอมของทอมสนั
จากผลการทดลองของทอมสัน โกลด์สไตน์ ทาให้ทอมสันได้ข้อมูลเก่ียวกับอะตอมมากข้ึน ในปี 1895

หลังจากทอมสันได้ค้นพบอิเล็กตรอน (จากการหาค่าประจุต่อมวลของอนุภาคในรังสีแคโทด) และเช่ือว่าอะตอม
แบ่งแยกได้ โดยมีอิเล็กตรอน เป็นส่วนประกอบหนึ่งของอะตอม ทอมสันจึงสร้างแบบจาลองอะตอม
ซ่ึงแบบจาลองอะตอมของทอมสนั จะมีลักษณะดังน้ี

1. อะตอมมีลกั ษณะเปน็ ทรงกลม
2. เน้อื อะตอมสว่ นใหญจ่ ะเป็นประจุไฟฟา้ บวกและมีประจุลบกระจายอยู่อยา่ งสม่าเสมอ
3. ภาวะปกตอิ ะตอมจะเป็นกลางทางไฟฟา้ (มีประจไุ ฟฟ้าบวกเทา่ กบั ประจไุ ฟฟ้าลบ)
4. ภาวะปกตอิ เิ ลก็ ตรอนจะอยู่นิ่งในอะตอม

รปู ที่ 1.2 ลักษณะแบบจาลองอะตอมของทอมสนั

แบบจาลองอะตอมของรัทเทอรฟ์ อร์ด
ในปีพ.ศ. 2453 เซอร์ เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด (Sir Ernest Rutherford) ได้ศึกษาแบบจาลอง

อะตอมของทอมสัน และเกิดความสงสัยว่าอะตอมจะมีโครงสร้างตามแบบจาลองของทอมสันจริงหรือไม่
โดยต้ังสมมติฐานว่า “ถ้าอะตอมมีโครงสร้างตามแบบจาลองของทอมสันจริง ดังน้ันเม่ือยิงอนุภาคแอลฟา
ซ่ึงมีประจุไฟฟ้าเป็นบวกเข้าไปในอะตอม แอลฟาทุกอนุภาคจะทะลุผ่านเป็นเส้นตรงท้ังหมด เนื่องจากอะตอม
มีความหนาแนน่ สม่าเสมอเหมือนกนั หมดท้งั อะตอม จากทฤษฎอี ะตอมของ รัทเทอร์ฟอร์ด แบบจาลองอะตอม
มีลักษณะดงั รูป

รปู ท่ี 1.3 ลกั ษณะแบบจาลองอะตอมของรทั เทอรฟ์ อรด์

4 หน่วยท่ี 1 ธาตุและสารประกอบ
หนงั สอื เรยี นรายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์

แบบจาลองอะตอมของนีลสโ์ บร์
นลี ส์โบร์ ได้เสนอแบบจาลองอะตอมขึน้ มา สรปุ ได้ดงั นี้
1. อเิ ลก็ ตรอนจะเคล่ือนท่ีรอบนวิ เคลยี สเป็นช้นั ๆ ตามระดบั พลงั งานและแต่ละชั้นจะมพี ลังงานเป็นค่าเฉพาะตวั
2. อิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุดจะเรียกว่าระดับพลังงานต่าสุดยิ่งอยู่ห่างจากนิวเคลียสมากขึ้น

ระดบั พลงั งานจะย่งิ สูงขน้ึ
3. อเิ ล็กตรอนทอ่ี ยู่ใกลน้ วิ เคลียสมากทส่ี ดุ จะเรยี กระดบั พลังงาน n = 1 ระดับพลงั งานถัดไปเรียก

ระดับพลงั งาน n =2, n = 3,… ตามลาดับ หรอื เรียกเป็นช้ัน K , L , M , N ,O , P , Q ….
จากทฤษฎอี ะตอมของ นีลส์โบร์ แบบจาลองอะตอมมีลกั ษณะดังรูป

รปู ที่ 1.4 ลักษณะแบบจาลองอะตอมของนลี ส์โบร์

แบบจาลองอะตอมแบบกล่มุ หมอก
แบบจาลองอะตอมของโบร์ ใช้อธิบายเกี่ยวกับเส้นสเปกตรัมของธาตุไฮโดรเจนได้ดี แต่ไม่สามารถ

อธิบายเส้นสเปกตรัมของอะตอมที่มีหลายอิเล็กตรอนได้ จึงได้มีการศึกษาเพิ่มเติมทางกลศาสตร์
ควอนตัม แล้วสร้างสมการสาหรับใช้คานวณ โอกาสท่ีจะพบอิเล็กตรอนในระดับพลังงานต่าง ๆ ข้ึนมา
จนได้แบบจาลองใหม่ ที่เรียกวา่ แบบจาลองอะตอมแบบกลมุ่ หมอก

การเคล่ือนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสอาจเป็นรูปทรงกลมหรือรูปอ่ืน ๆ ขึ้นอยู่กับระดับ
พลงั งานของอเิ ล็กตรอน แต่ผลรวมของกลุ่มหมอกของอเิ ลก็ ตรอนทกุ ระดับพลังงาน จะเป็นรปู ดังภาพ

รปู ที่ 1.5 ลักษณะแบบจาลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก

หน่วยท่ี 1 ธาตแุ ละสารประกอบ 5
หนงั สือเรียนรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์

กิจกรรมท่ี 1.1 การสรา้ งแบบจาลองอะตอม

วสั ดุอปุ กรณ์และอุปกรณ์ 1. กระดาษสี 2. ดนิ น้ามัน
3. แทง่ พลาสตกิ ขนาดเล็ก 4. ปากกาเมจกิ
5. กระดาษแขง็

วธิ กี ารดาเนินกจิ กรรม

นักเรยี นรู้จักอะตอมหรอื ไม่ และภายในอะตอมมีสว่ นประกอบอื่นอกี หรือไม่ นักเรียนสามารถเรยี นร้ไู ด้จาก
การปฏิบตั กิ จิ กรรมตอ่ ไปนี้
โครงสร้างอะตอม
1.นักเรยี นแบ่งกลุ่มเพือ่ สืบคน้ ข้อมลู เก่ียวกบั โครงสรา้ งอะตอมตามหัวข้อดังต่อไปน้ี

-สว่ นประกอบพน้ื ฐานของอะตอม
-ตาแหนง่ สว่ นประกอบพนื้ ฐานของอะตอม
2.นาขอ้ มลู ท่ไี ดม้ าอภปิ รายรว่ มกนั ในกลุม่ แลว้ สรา้ งแบบจาลองโครงสรา้ งของอะตอมเพ่ือส่ือความหมายจาก
ข้อมูลที่สืบค้นมาได้
3.แตล่ ะกลมุ่ ส่งตัวแทนออกมานาเสนอแบบจาลองอะตอมหน้าห้องเรยี น

รูปที่ 1.6 โครงสรา้ งอะตอมของธาตลุ เิ ทยี ม (Li)

6 หน่วยที่ 1 ธาตุและสารประกอบ
หนงั สือเรียนรายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์

จากการปฏิบตั กิ จิ กรรมนักเรียนพบว่าแบบจาลองอะตอมสามารถแสดงโครงสรา้ งอะตอมได้ว่า
ประกอบด้วยอนุภาคใดและแต่รักอนภุ าคมีตาแหนง่ อยู่บรเิ วณใดของอะตอม

นิวเคลยี สอยู่ตรงกลางอะตอม

จะประกอบด้วย

3 โปรตอน (proton) อย่ใู นนวิ เคลียส

รปู ท่ี 1.7 โครงสรา้ งอะตอมของธาตลุ ิเทยี ม (Li) 4 นวิ ตรอน (neutron) อย่ใู นนวิ เคลียส

3 อเิ ล็กตรอน (electron) เคลอ่ื นทีอ่ ยทู่ ว่ี ่าง
รอบนิวเคลียส

3 อนภุ าคมลู ฐานของอะตอม

จากการศึกษาอะตอมของนักวิทยาศาสตร์พบว่าอะตอมประกอบด้วยอนุภาคที่สาคัญ 3 ชนิด
คือ โปรตอน นิวตรอน และอเิ ลก็ ตรอนและเรียกอนภุ าคเหล่านี้ว่าอนุภาคมูลฐาน (elementary particle)
โปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอนมีสมบัติท่ีแตกต่างกันอย่างชัดเจนคือประจุไฟฟ้า (electric charge) และ
มวล (mass) ซ่ึงแต่ละอนุภาคมีสมบัติแตกต่างกัน ดังตารางท่ี 1.1

อนุภาค สัญลักษณ์ ประจุ (e) มวล (kg) ชนดิ ของประจุ
โปรตอน +1
นิวตรอน p 1.60 × 10−19 1.67 × 10−27
อิเล็กตรอน n 1.67 × 10−27 เปน็ กลาง
e เป็นกลาง 9.109 × 10−31 -1

1.60 × 10−19

ตารางที่ 1.1 สมบัตขิ องอนุภาคมลู ฐานของอะตอม

โปรตอนและอิเล็กตรอนเป็นอนุภาคท่ีมีประจุไฟฟ้า ดังนั้น จานวนโปรตอนและอิเล็กตรอน
ในอะตอมทม่ี ีผลต่อการแสดงอานาจทางไฟฟา้ ของอะตอม เม่อื อะตอมมีจานวนโปรตอนเท่ากับจานวน
อิเล็กตรอน อะตอมจะเป็นกลางทางไฟฟ้า ซ่ึงในสภาวะปกติอะตอมจะมีจานวนโปรตอนเท่ากับ
จานวนอเิ ล็กตรอนเสมอ

หน่วยที่ 1 ธาตแุ ละสารประกอบ 7
หนังสือเรียนรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์

โปรตอน นวิ ตรอน และอิเลก็ ตรอน เป็นอนภุ าคท่มี ีมวลโดยโปรตอนและนวิ ตรอน
มมี วลเท่ากัน คือ 1.67 × 10−27 กโิ ลกรมั อิเลก็ ตรอนมีมวลเทา่ กับ 9.109 × 10−31 กโิ ลกรัม
จากข้อมูลจะสงั เกตไดว้ า่ มวลของอเิ ลก็ ตรอนมคี า่ น้อยกว่าประมาณ 1800 เท่าเม่ือเปรยี บเทยี บ
กับมวลของโปรตอน และนวิ ตรอนทีร่ วมตวั กันอยูใ่ นนิวเคลยี ส

ตัวอยา่ งจานวนอนภุ าคมูลฐานทเ่ี ป็นองค์ประกอบในอะตอมของธาตุบางชนิด แสดงดังตารางที่ 1.2

ธาตุ จานวนโปรตอน จานวนอิเล็กตรอน จานวนนวิ ตรอน
ไฮโดรเจน 1 1 0
ฮีเลยี ม 2 2 2
คาร์บอน 6 6 6
ออกซิเจน 8 8 8
โซเดยี ม 11 11 12
โพแทสเซยี ม 15 15 16

ตารางท่ี 1.2 จานวนอนุภาคมลู ฐานทเ่ี ปน็ องค์ประกอบในอะตอมของธาตุบางชนดิ

ธาตแุ ต่ละชนดิ มีจานวนโปรตอนต่างกนั แตถ่ ้าชนดิ เดียวกนั อาจมจี านวนนิวตรอนแตกต่างกนั ถา้ ชนดิ
เดยี วกันท่มี จี านวนนิวตรอนแตกต่างกันถ้าเรานั้นจะเป็นไอโซโทป (isotope) ซ่ึงกันและกนั ดังตวั อยา่ งธาตุ
ไฮโดรเจนมี 3 ไอโซโทป คอื โปรเทียม ดวิ เทอเรยี ม และทรเิ ทยี ม ดงั ตาราง 1.3

ไอโทโทป จานวนโปรตอน จานวนอเิ ล็กตรอน จานวนนวิ ตรอน

โปรเทยี ม 1 1 0

ดิวเทอเรียม 1 1 1

ทรเิ ทยี ม 1 1 2

ตารางที่ 1.3 จานวนอนุภาคมลู ฐานของอะตอมของไอโซโทปของธาตไุ ฮโดรเจน

ในสภาวะปกตถิ า้ เปน็ กลางทางไฟฟ้าเน่อื งจากมจี านวนโปรตอนเทา่ กับจานวนอิเล็กตรอนธาตมุ ี
กี่ชนิดแตล่ ะชนิดมสี มบัติอะไรบ้างจะไดเ้ รียนรูจ้ ากบทเรยี นต่อไป

8 หนว่ ยที่ 1 ธาตแุ ละสารประกอบ
หนงั สอื เรยี นรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์

4 ธาตุ (Element)

จานวนโปรตอนสง่ ผลตอ่ การแสดงสมบัติของอะตอม จานวนโปรตอนทแี่ ตกต่างกันทาให้อะตอมแสดง
สมบตั เิ ฉพาะตัวท่ีแตกตา่ งกนั โดยสารทป่ี ระกอบด้วยอะตอมทมี่ ีสมบตั เิ ฉพาะตัวว่า ธาตุ (Element) ดงั น้ันถ้าจงึ
เป็นสารบรสิ ทุ ธ์ิท่ีประกอบดว้ ยอะตอมเพยี งชนดิ เดียวเทา่ นั้น

ในสมยั ก่อนมกี ารคน้ พบธาตเุ พยี งไม่ก่ีชนิดนกั วทิ ยาศาสตรจ์ ึงได้กาหนดใชส้ ัญลักษณ์รปู ภาพแทนธาตุ
แต่ละธาตุ เช่น แทนออกซิเจน แทนไฮโดรเจน แทนคาร์บอน และ แทนเหลก็

แต่ในปัจจุบันธาตุมีจานวนมากขึ้นนักวิทยาศาสตร์หลายท่านจึงเสนอให้ใช้สัญลักษณ์ของธาตุ
เป็นตัวอักษรแทนช่ือธาตุเพ่ือให้สามารถสื่อความหมายได้ตรงกัน โดยหลักการเขียนสัญลักษณ์ของธาตุมี
ดงั นี้ถา้ ธาตุมีชือ่ ในภาษาละตนิ ให้ใช้ตวั อักษรตวั แรกในช่ือภาษาละตินดว้ ยตวั พิมพใ์ หญ่ ถา้ ธาตุไม่มชี อื่ ในภาษาละตนิ
ให้ใช้ตัวอักษรตัวแรกในชื่อภาษาอังกฤษด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ถ้าชื่อธาตุมีอักษรตัวแรกซ้ากัน ให้ธาตุท่ีพบทีหลัง
เขียนอักษรตัวแรกเป็นตัวพมิ พใ์ หญ่ ดังตารางที่ 1.4

ชอ่ื ภาษาไทย ช่อื ภาษาองั กฤษ ชือ่ ภาษาละติน สญั ลักษณ์
ไฮโดรเจน Hydrogen Hydrogen H
โซเดยี ม Sodium Natrium Na
โพแทสเซียม Potassium Kalium K
Iron Ferrum Fe
เหลก็ Copper Cuprum Cu
ทองแดง Silver Argentum Ag
Tin Stannum Sn
เงิน Mercury Hydragerum Hg
ดบี กุ Lead Plumbum Pb
ปรอท Gold Aurum Au
ตะกั่ว Carbon Carbo C
ทอง Germanium - Ge
คาร์บอน Cobalt - Co
เจอร์เมเนยี ม Chromium - Cr
โคบอลต์
โครเมยี ม

ตารางที่ 1.4 ตวั อย่างชือ่ และสัญลกั ษณข์ องธาตบุ างชนิด

ปัจจุบันความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์มีมากขึ้นจึงมีการค้นพบธาตุต่าง ๆ มากข้ึนกว่า 100 ชนิด
ท่ีมีสมบัติคล้ายกันและแตกต่างกันออกไปนักวิทยาศาสตร์จึงได้ใช้สมบัติของธาตุเหล่านั้นเป็น เกณฑ์
ในการจัดหมวดหมู่ของธาตุเป็นคาบ (period) เรียกว่าตารางธาตุ (period table) ดังรูปที่ 1.8

หน่วยท่ี 1 ธาตุและสารประกอบ 9
หนงั สอื เรยี นรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์

รปู ที่ 1.8 ตารารงธาตุ

10 หน่วยที่ 1 ธาตแุ ละสารประกอบ
หนงั สือเรยี นรายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์

ถ้าหากเราสังเกตธาตุแต่ละตัวจะพบว่ามีตัวเลขกากับอยู่ น่ันคือสัญลักษณ์นิวเคลียร์

สัญลักษณ์ท่ีแสดงอนุภาคมูลฐานของอะตอม (โปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน) เป็นเลขมวลและ

เลขอะตอม เขยี นแทนด้วยสญั ลักษณ์ดงั นี้ A X
Z

A แทน เลขมวล (จานวนโปรตอน + จานวนนวิ ตรอน)

Z แทน เลขอะตอม (จานวนโปรตอน) อะตอมของธาตุเป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีจานวนโปรตอน เท่ากับ

จานวนอเิ ล็กตรอนเสมอ

X แทน สญั ลกั ษณ์ธาตุ

นกั วทิ ยาศาสตรไ์ ด้จดั เรยี งธาตุต่างๆลงในตารางธาตุโดยให้ตารางธาตุทีม่ ีสมบัติคล้ายกนั อยู่ในหมู่

หรือกลุ่มเดียวกันสามารถแบ่งธาตุได้เป็น 16 หมู่ (แนวต้ัง) แบ่งเป็นคาบได้ 7 คาบ (แนวนอน)

การจัดกลุ่มธาตุโดยใช้เกณฑ์ดังกล่าวน้ีสามารถจัดกลุ่มธาตุได้ 3 กลุ่ม คือ ธาตุโลหะ ธาตุอโลหะ

ธาตุกง่ึ โลหะ ซง่ึ มสี มบัตทิ ีแ่ ตกต่างกนั

ธาตโุ ลหะ

ธาตุโลหะ (metal element) เป็นธาตุท่ีมีสถานะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง ยกเว้นปรอท
มีสถานะเป็นของเหลว ธาตุในกลุ่มนี้ได้แก่ ธาตุในหมู่ 1A 2A ธาตุบางชนิดในหมู่ 3A – 6A และธาตุ
ทรานซชิ ันส่วนมาก ตวั อยา่ งธาตุโลหะ เช่น ลิเทยี ม (Li) โซเดียม (Na) โพแทสเซยี ม (K) แมกนเี ซยี ม (Mg)
แคลเซยี ม (Ca) เป็นตน้

ผวิ ของโลหะเปน็ มันวาว นาไฟฟา้ และนาความร้อนได้ดี มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงสามารถ
ดึงหรือตีเป็นแผ่นบาง ๆ ได้ มีความหนาแน่นทั้งสูงและต่า มีความแข็งและเหนียว ทาให้เปลี่ยนแปลง
รปู ร่างได้จงึ นยิ มนามาใชใ้ นงานกอ่ สรา้ ง โดยธาตุโลหะมสี มบัติพืน้ ฐานดังนี้

รูปที่ 1.9 สมบตั ขิ องธาตุโลหะ

หน่วยท่ี 1 ธาตแุ ละสารประกอบ 11
หนงั สอื เรียนรายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์

ธาตุอโลหะ

ธาตุอโลหะ (non-metal element) เป็นธาตุที่มีทั้ง 3 สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส
ธาตุในกลุ่มนี้ได้แก่ ธาตุท่ีอยู่ในหมู่ 7A - 8A และบางธาตุอยู่ในหมู่ 4A – 6A ตัวอย่างธาตุอโลหะ เช่น
คารบ์ อน (C) ฟอสฟอรสั (P) กามะถัน(S) โบรมีน (Br) ออกซิเจน (O) ไนโตรเจน (N) คลอรีน (CI) เป็นต้น
ส่วนมากธาตุอโลหะจะมีสมบัติตรงข้ามกับธาตุโลหะ เช่น มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่า ผิวไม่มันวาว
ไมน่ าไฟฟ้า และไม่นาความร้อน มีความหนาแน่นต่า เปราะและแตกหักง่าย โดยธาตุอโลหะมีสมบัติพื้นฐาน
ดังน้ี

รปู ท่ี 1.10 สมบตั ิของธาตุอโลหะ

ธาตุก่งึ โลหะ

ธาตุก่ึงโลหะ (semi-metal element) คือธาตุท่ีมีสมบัติท้ังโลหะและอโลหะรวมกัน ธาตุที่มีสมบัติ
เป็นก่ึงโลหะเป็นบางธาตุในหมู่ 3A - 6A มีสมบัติพื้นฐาน เช่น มีความเป็นมันวาวและเป็นเงาเหมือนธาตุโลหะ
ท่ีอุณหภูมิปกติจะนาไฟฟ้าและความร้อนได้ไม่ดีเหมือนธาตุอโลหะ แต่เม่ืออุณหภูมิเพ่ิมสูงข้ึนจะนา ไฟฟ้า
และความร้อนได้ดีเหมือนธาตุโลหะ เช่น ซิลิคอน (Si) ที่บางคร้ังมีสีเทาเรียบมองดูคล้ายโลหะแต่บางครั้ง
ถูกหักเต็มไปด้วยรูเล็ก ๆ ไม่เรียบและมีความหนาแน่นเช่นเดียวกับอโลหะ ซิลิคอนเป็นตัวนาไฟฟ้าที่ดี
เหมือนโลหะแต่แตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยได้ง่ายเหมือนธาตุอโลหะ เราจึงไม่สามารถตีซิลิคอนเป็นแผ่นบาง
หรือดึงเป็นเส้นได้ โดยธาตุก่ึงโลหะมีทั้งสิ้น 8 ธาตุได้แก่ โบรอน (B) ซิลิคอน (Si) เจอร์เมเนียม (Ge) สารหนู
หรืออาร์เซนิก (A5) พลวงหรือแอนดิโมนี (Sb) เทลลูเรียม (Te) พอโลเนียม (Po) และแอสทาทีน (A1) เป็นต้น

ธาตุโลหะธาตุอโลหะและธาตุก่ึงโลหะมีสมบัติเฉพาะตัวท่ีแตกต่างกัน ซึ่งสมบัติดังกล่าวถูกนามาใช้ประโยชน์
ในดา้ นตา่ งๆ เช่น ด้านอตุ สาหกรรม ดา้ นการเกษตร ด้านการแพทย์ เปน็ ต้น ดังนี้

12 หน่วยท่ี 1 ธาตแุ ละสารประกอบ
หนังสือเรียนรายวิชาพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์

โลหะ ธาตุ ประโยชน์

ภาพที่ 1.11 โครเมียม ( Cr ) ใชเ้ คลือบผวิ โลหะป้องกันสนิม
ประโยชนข์ องธาตุโลหะ อลมู ิเนยี ม ( Al ) ใช้ทาสว่ นประกอบของเคร่อื งบิน
สงั กะสี ( Zn ) ใช้เป็นสว่ นประกอบในถ่านไฟฉาย
ตะกว่ั ( Pb ) ใชใ้ นงานบดั กรี เชอ่ื มโลหะแบตเตอร่ี
ปรอท ( Hg ) ใชบ้ รรจุในเทอรโ์ มมิเตอร์
ทองแดง ( Cu ) ใชท้ าสายไฟ
ทงั สเตน ( W ) ใชท้ าไสห้ ลอดไฟ
เหล็ก ( Fe ) เป็นองคป์ ระกอบของฮโี มโกลบินในเซลลเ์ ม็ดเลือดแดง

กงึ่ โลหะ ธาตุ ประโยชน์

ภาพท่ี 1.12 โบรอน ( B ) ใชค้ วบคุมปฏิกิริยานวิ เคลยี ร์
ประโยชน์ของธาตุกง่ึ โลหะ ซิลกิ อน ( Si ) ใชเ้ ป็นสารกงึ่ ตวั นา ทาวงจรไฟฟา้ ขนาดเล็ก
อาร์เซนิก ( As ) ใชท้ ายาฆา่ แมลง
เจอร์เมเนยี ม ( Ge เป็นองคป์ ระกอบสาคัญในอุตสาหกรรมแก้ว

อโลหะ ธาตุ ประโยชน์

ภาพท่ี 1.13 ออกซิเจน ( O ) จาเป็นตอ่ กระบวนการหายใจของสิ่งมชี วี ิต
ประโยชนข์ องธาตุอโลหะ ไอโอดนี ( I ) ใช้ทาทงิ เจอรไ์ อโอดีน ใชท้ ายาฆา่ แมลง
คลอรนี ( Cl ) หายในอุตสาหกรรมฟอกสี ใชฆ้ า่ เช้ือในนา้ ประปา
กามะถนั ( S ) เปน็ องคป์ ระกอบของคือเมลาตินใน ผม ขน เล็บ
ฟอสฟอรสั ( P ) ใช้ทาไม้ขดี ไฟ พลุ ประทัด ธปู
คาร์บอน ( C ) ใชท้ าไสด้ ินสอ ทาเครื่องประดับเช่นเพชรหนงั

หน่วยท่ี 1 ธาตุและสารประกอบ 13
หนังสอื เรียนรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์

กจิ กรรมที่ 1.2 สมบัตบิ างประการของธาตุ

วสั ดุอุปกรณ์และอปุ กรณ์ 1. ธาตโุ ลหะ เช่น ทองแดง สังกะสี 4. เครอื่ งตรวจการนาไฟฟ้า
เหล็ก อะลมู เิ นยี ม 5. ตะเกยี งแอลกอฮอลพ์ ร้อม

2. ธาตอุ โลหะ เชน่ กามะถัน โบรมนี ที่กน้ั ลมและตะแกรงลวด
ฟอสฟอรัส คารบ์ อน (แกรไฟต)์ 6. ดินน้ามัน
7. ไมข้ ดี ไฟ
3. เครื่องตรวจนาความรอ้ น

วิธีการดาเนินกจิ กรรม

1. ตอ่ เครอื่ งตรวจการนาไฟฟา้ กระบะถ่านไฟฉาย

แล้วนาแท่งวัสดุของธาตุโลหะและธาตุอโลหะ

มาต่อในวงจรไฟฟ้าดังรูปที่ 1.14

2. สังเกตการเปล่ียนแปลงของหลอดไฟฟ้า

เม่ือนาแท่งวัสดุของธาตุแต่ละชนิดมา ต่อ รูปที่ 1.14 อปุ กรณส์ าหรบั ศึกษาการนาไฟฟา้ ของธาตุ
แล้วบันทึกผลที่เกิดขึ้น

3. ต่อแท่งวัสดุของธาตุโลหะและอโลหะเข้ากับจุกยางของเครื่องตรวจการนาความร้อนนาดินนา้ มัน

วางปลายแท่งวัสดุแต่ละแท่งที่ยื่นออกมานอกภาชนะ

4. ที่นา้ ปริมาตร 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร ลงในเคร่ืองตรวจการนาความร้อนนาไปให้ความร้อน

ดว้ ยตะเกียงแอลกอฮอล์ดังรปู ท่ี 1.15 สังเกตการเปลี่ยนแปลงของดินนา้ มนั ในระยะเวลา 10 นาที

แล้วบันทึกผลที่เกิดขึ้น

รูปที่ 1.15 อปุ กรณ์สาหรบั ศึกษาการนาความรอ้ นของธาตุ

14 หนว่ ยท่ี 1 ธาตุและสารประกอบ
หนังสอื เรยี นรายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์

5 ธาตุกัมมนั ตรงั สี

อะตอมของธาตุประกอบด้วยนิวเคลียสและมีอิเล็กตรอนเคล่ือนที่อยู่ท่ีวางรอบนิวเคลียส
เม่ือนิวเคลียสของอะตอมอยู่ในสภาวะปกติ ธาตุอะตอมของธาตุประกอบด้วยนิวเคลียสและมีอิเล็กตรอน
เคลื่อนทจี่ ะแสดงสมบัติเฉพาะตัวทแี่ ตกต่างกนั แตเ่ ม่ือนิวเคลยี สของอะตอมไม่เสถียร นิวเคลียสจะแตกตัว
และแผ่รังสีได้ เราจัดธาตุท่ีสามารถแผ่รังสีได้เองว่าเป็นธาตุกัมมันตรังสี (radioactive element)
และเรียกรังสีที่แผ่ออกมาว่า กัมมันตภาพรังสี (radioactivity) ธาตุกัมมันตรังสีสามรถแผ่รังสีได้ 3 ชนิด
คือ รังสแี อลฟา (alpha) รงั สีบตี า (beta) และรังสีแกมมา (gamma) ซง่ึ มรี ายละเอียดดังนี้

1. รงั สแี อลฟา เขยี นสัญลกั ษณ์เป็น α หรอื 42 มปี ระจไุ ฟฟา้ เป็นบวก มีอานาจทะลุทะลวงตา่
ไม่สามารถทะลผุ า่ นกระดาษหรอื แผ่นโลหะบาง ๆ ได้ เม่อื อยใู่ นสนามไฟฟา้ จะเบนเขา้ หาข้วั ลบ
2. รังสีบีตา เขียนสัญลักษณ์เป็น β หรือ −01 มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ มีอานาจทะลุทะลวง
สงู กว่ารังสีแอลฟา 100 เทา่ สามารถทะลผุ า่ นแผ่นโลหะบาง ๆ เชน่ แผ่นตะก่ัวหนา 1 มิลลิเมตร
หรือแผ่นอะลูมิเนียมหนา 5 มิลลิเมตรได้ มีความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วของแสง
เมอื่ อยู่ในสนามไฟฟา้ จะเบนเข้าหาข้ัวบวก
3. รังสีแกมมา เขียนสัญลักษณ์เป็น เป็นคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นส้ันมาก
ไม่มีประจุไฟฟ้าและมวล มีอานาจทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีบีตามาก สามารถทะลุผ่านแผ่นตะกั่ว
หนา 8 มลิ ลเิ มตร หรือคอนกรีตหนา 5 เมตร และไมเ่ บย่ี งเบนในสนามไฟฟา้

แอลฟา
บตี า
แกมมา

แผ่นกระดาษ แผ่นอะลมู เิ นียมหรอื แผน่ ไม้ แทง่ ตะกว่ั หรอื คอนกรตี หนา

รูปที่ 1.16 อานาจในการทะลทุ ะลวงผา่ นของรังสีแอลฟา รงั สีบตี า และรังสแี กมมา

หนว่ ยที่ 1 ธาตุและสารประกอบ 15
หนังสอื เรยี นรายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์

จากสมบตั ขิ องธาตกุ ัมมันตรังสีทาให้มนุษยน์ าธาตกุ ัมมันตรังสีมาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ
ทัง้ การแพทย์และการเกษตร ซ่งึ ในการนาธาตกุ ัมมันตรังสีมาใช้นั้น ต้องใช้อย่างปลอดภัยและคุ้มค่า
เพ่ือไม่ให้เกิดอันตรายต่อตนเองและสิ่งแวดล้อมการใช้ประโยชน์จากธาตุกัมมันตรังสีตัวอย่าง
การใช้ประโยชน์จากธาตกุ ัมมนั ตรังสี เชน่

ดา้ นอุตสาหกรรม ดา้ นการแพทย์

รปู ที่ 1.17 ประโยชน์ในด้านอตุ สาหกรรม รูปที่ 1.18 ประโยชนใ์ นดา้ นการแพทย์

• ยูเรเนียม-235 (U-235) ใช้เป็นเช้ือเพลิงใน • ไอโอดีน- 131 (I- 13 1) ใช้ตรวจความผิดปกติของ
โรงไฟฟา้ นิวเคลียรใ์ ชใ้ นอตุ สาหกรรมการผลิต ตอ่ มไทรอยด์
เครื่องบนิ ยานอวกาศ
• โคบอลต์-60 (Co-60) สามารถทาลายเซลล์มะเร็ง
• รังสีบีตา (β) ช่วยควบคุมความหนาของ และยบั ยง้ั การเจริญเตบิ โตของจลุ ินทรีย์
แผ่นโลหะ
• เรเดียม-226 (Ra-226) ช่วยยับย้ังการเจริญเติบโต
• รงั สแี กมมา ( ) ใช้หารอยรั่วของท่อลาเลยี งนา้ ของเซลล์มะเร็งโดยการฉายรังสี
• รงั สีแกมมา นิวตรอน และอิเลก็ ตรอน
• ฟอสฟอรัส-32 (P-32) ใชร้ ักษาโรคมะเรง็ เม็ดเลือดขาว
ทาใหอ้ ัญมณมี สี ีสนั สวยงามมากข้นึ (ลูคีเมยี ) ด้วยการให้รับประทาน หรือฉดี เขา้ กระแสเลือด
นอกจากน้ียงั ใชต้ รวจหาเซลล์มะเร็งและตรวจปรมิ าณ
เลือดของผูป้ ่วยทีจะเขา้ รับการผ่าตดั

• โซเดยี ม-24 (Na-24) ใชต้ รวจการหมุนเวียนของเลือด

16 หนว่ ยที่ 1 ธาตุและสารประกอบ
หนังสือเรียนรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์

ด้านการเกษตร ดา้ นธรณีวิทยา

รูปที่ 1.19 ประโยชนใ์ นด้านการเกษตร รปู ท่ี 1.20 ประโยชนใ์ นด้านธรณวี ิทยา

• โคบอลด์-60 (Co-60) ช่วยยับย้ังการเจริญเติบโต • คาร์บอน-14 (C-14) ใช้คานวณหาอายุ
ของเชอ้ื จุลินทรยี ใ์ นอาหาร ผกั และผลไม้ ของวัตถุโบราณ อายุของหิน เปลือกโลก
และอายขุ องซากฟอสซลิ ตา่ ง ๆ
• รงั สแี กมมา (Y) ใชฆ้ ่าเชอื้ แบคทเี รียในอาหาร
• ฟอสฟอรัส-32 (P-32) ใช้ศึกษาความต้องการปยุ๋

ของพืชโดยวัดปรมิ าณรงั สขี องใบ ปรบั ปรุงเมล็ดพันธ์ุ
ทต่ี ้องการ
• โพแทสเซียม-32 (K-32) ใชห้ าอัตราการดดู ซึมของต้นไม้

การป้องกนั อันตรายท่เี กิดจากกมั มันตภาพรงั สี
การนาธาตุกัมมันตรังสีไปใช้ประโยชน์ไม่ว่าในทางการแพทย์ เกษตรกรรม อุตสาหกรรม

ตลอดจนการค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ต่าง ๆ ผู้ท่ีจะนาไปใช้ต้องมีความรู้ด้านกัมมันตภาพรังสี รู้จักวิธีใช้
ที่ปลอดภัย และวิธีป้องกันอันตรายจากกัมมันตภาพรังสีเป็นอย่างดี โดยวิธีการป้องกันอันตรายท่ีเกิดจาก
กมั มันตภาพรังสี สรปุ ได้ดัง รปู ที่ 1.21

รปู ที่ 1.21 วิธีการปอ้ งกันอนั ตรายท่ีเกิดจากกมั มันตภาพรงั สี

หน่วยท่ี 1 ธาตุและสารประกอบ 17
หนงั สือเรียนรายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์

6 สารประกอบ

สารประกอบ (Compound) เป็นสารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยธาตุ 2 ชนิดหรือมากกว่าท่ีรวมตัวกัน
โดยปฏิกิริยาทางเคมีในอัตราส่วนคงที่สารประกอบที่พบอยู่บนโลกมีหลายชนิดและประกอบด้วยธาตุ
ที่เปน็ องค์ประกอบแตกตา่ งกันไปตัวอย่างของสารประกอบบางชนิดท่ีควรรจู้ กั เชน่

นา้ ตาล น้า น้าแข็งแห้ง แกส๊ โซฮอล์
C+H+O H+O C+O C+H+O
1:2:1 2:1 1:2 2:6:1

รปู ท1ี่ .22 ตวั อย่างองค์ประกอบของสารประกอบบางชนดิ

กิจกรรมท่ี 1.2 การแยกนา้ ด้วยไฟฟ้า

วัสดอุ ุปกรณ์และอปุ กรณ์ 1. นา้ กลนั่ 4. ชุดแยกนา้ ด้วยไฟฟา้
2. ธูป 5. จุกยาง
3. ไมข้ ีดไฟ

วิธกี ารดาเนนิ กิจกรรม

1. ใสน่ ้ากลัน่ ลงในถ้วยพลาสตกิ ของชุดแยกนา้ ดว้ ยไฟฟ้าจนเต็ม ปดิ ฝาครอบทม่ี หี ลอดทดลอง
และขัว้ ไฟฟ้า ดงั รปู ที่ 1.23

2. ใช้นิ้วมือปิดรูระบายอากาศท่ีฝากล่องพลาสติก แล้วคว่าถ้วยพลาสติกลง ให้น้ากล่ัน
ในถ้วยพลาสติกไหลเข้าไปในหลอดทดลองแทนท่ีอากาศจนเต็ม แล้วหงายถ้วยพลาสติกขึ้น

18 หนว่ ยที่ 1 ธาตแุ ละสารประกอบ
หนงั สือเรียนรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์

วิธีการดาเนนิ กจิ กรรม

รูปท่ี 1.23 ขั้นตอนการแยกน้าด้วยไฟฟ้า

3. ต่อสายไฟฟ้าจากกระบะถ่านไฟฉายขนาด 6 โวลต์ เข้ากับชุดแยกน้าด้วยไฟฟ้า
โ ด ย ใ ห้ ขั้ ว บ ว ก แ ล ะ ข้ั ว ล บ ข อ ง ก ร ะ บ ะ ถ่ า น ไ ฟ ฉ า ย ต่ อ กั บ ขั้ ว บ ว ก แ ล ะ ขั้ ว ล บ ข อ ง ชุ ด แ ย ก นา้
ด้วยไฟฟ้า สังเกตการเปลี่ยนแปลงในหลอดทดลองทั้งสองบันทึกผลที่เกิดขึ้น

4. เม่ือได้แก๊สเต็มหลอดทดลองแล้วถอดสายไฟฟ้าออก ใช้จุกยางปิดปากหลอดทดลองไว้
ทาเครื่องหมายแสดงขั้วไฟฟ้าที่หลอดทดลองท้ังสองว่ามาจากขั้วไฟฟ้า ใด

5. ทดสอบการตดิ ไฟของแกส๊ ในหลอดทดลองท้ังสอง โดยใชไ้ ม้ขดี ไฟทล่ี ุกเปน็ เปลวจ่อบริเวณ
ปากหลอดทดลองทันทีท่ีเปดิ จกุ ยาง สังเกตการเปลี่ยนแปลง บันทกึ ผล

6. ทาการทดสอบช้า แต่ทดสอบการติดไฟของแก๊สในหลอดทดลองทั้งสอง โดยใช้ธปู ที่ติดไฟ
เหลือแต่ถ่านแดงหย่อนลงไปในแต่ละหลอดทดลองทันทีท่ีเปิดจุกยางแทน สังเกตการเปลี่ยนแปลง
บันทึกผลท่ีเกิดขึ้น

จากการปฏิบัตกิ ิจกรรมจะสงั เกตได้ว่า สารประกอบสามารถแยกเปน็ ธาตทุ ีเ่ ป็นองค์ประกอบได้
นอกจากน้ีธาตุท่ีประกอบเป็นสารประกอบน้ันมีสมบัติบางประการท่ีแตกต่างจากสารประกอบ
ซึ่งสมบัติพ้ืนฐานของสารประกอบเป็นดังรูปท่ี 1.24

รปู ท่ี 1.24 สมบัตขิ องสารประกอบ

หน่วยที่ 1 ธาตุและสารประกอบ 19
หนังสือเรียนรายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์

7 ธาตแุ ละสารประกอบในชีวิตประจาวนั

ในธรรมชาติมีธาตุและสารประกอบปรากฏ อยู่ทั่วไปท้ังที่เป็นเปลือกโลก ในมหาสมุทร
และในบรรยากาศที่หุ้มห่อโลก ธาตุและ สารประกอบท่ีปรากฏอยู่เป็นจานวนมากเหล่านี้
อาจปรากฏอยใู่ นรูปของสาร บรสิ ุทธ์ิหรอื สารผสม ในชีวติ ประจาวันยงั มีธาตแุ ละ สารประกอบอกี มาก
ทพี่ บในธรรมชาติและ ท่มี นษุ ยเ์ ปน็ ผูส้ รา้ งข้ึน เช่น

ทองแดง (Cu) เป็นธาตุโลหะท่ีมีความสาคัญต่อ เศรษฐกิจในด้านการนามาผลิตเป็นอุปกรณ์
อิเล็กทรอนิกส์ เคร่ืองใช้ไฟฟ้า และเหรียญกษาปณ์ หรือนาไปผสมกับโลหะชนิดอื่นเพื่อใช้ประโยชน์
ไดห้ ลากหลายขนึ้

สารประกอบเชิงซ้อนของทองแดงที่เป็นองค์ประกอบของเลือดปู หมึก และแมงป่อง
ทาให้เลือดของสัตว์เหล่านี้เป็น สีน้าเงิน นอกจากน้ีในร่างกายของสัตว์เล้ียงลูกด้วยนา้ นมก็พบ
สารประกอบของทองแดงซึ่งเป็นสาร ท่ีช่วยในกระบวนการทางชีวเคมี ถ้าขาดสารประกอบชนิด นี้
จะทาให้เกิดภาวะโลหิตจาง

ไนโตรเจน (N) เป็นธาตุอโลหะที่มีอยู่ในรูปโมเลกุลของแก๊ส ( 2) ซึ่งแก๊สไนโตรเจนเป็น
ส่วนประกอบของอากาศมากถึงร้อยละ 78 จุลินทรีย์บางชนิดในดินสามารถตรึงแก๊สไนโตรเจน
เพื่อเปลี่ยนเป็นสารประกอบไนโตรเจนให้พืชได้ใช้ในการเจริญเติบโต ไนโตรเจนเกิดเป็นสารประกอบ
ได้มากมาย เช่น แอมโมเนีย ( 3) และกรดไนตริก ( 3) เป็นสารประกอบไนโตรเจนท่ีใช้มาก
ในโรงงานอุตสาหกรรม แอมโมเนียใชผ้ ลติ แอมโมเนียม ซัลเฟต (( 4)2 4) และยูเรีย ( 3 2)
เพอ่ื ทาปยุ๋ สว่ นกรด ไนตรกิ ใช้มากในอุตสาหกรรมทาสี ไหมเทยี ม และในกระบวนการ พมิ พ์ผ้า

สารประกอบไนโตรเจนท่มี คี วามสาคญั ตอ่ การดารงชีวติ ของ สงิ่ มีชีวติ ไดแ้ ก่ สารประกอบท่อี ยู่ใน
รูปของกรดแอมิโนและโปรตีน พืชสังเคราะห์ในโตรเจนได้จากสารประกอบท่ีอยู่ในดิน เช่น ซากสัตว์
หรือปุ๋ย และพืชตระกูลถ่ัวก็สามารถสังเคราะห์แก๊สไนโตรเจน ในอากาศให้เป็นสารอาหารได้อีกด้วย
ส่วนสารประกอบไนโตรเจนทพ่ี บในคนและสัตว์ เชน่ โปรตนี ในร่างกาย ฮอรโ์ มน และเอนไซม์

20 หน่วยที่ 1 ธาตุและสารประกอบ
หนังสอื เรยี นรายวิชาพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์

ออกซิเจน (O) เป็นธาตุอโลหะที่มีอยู่ใน รูปโมเลกุลของแก๊ส ( 2) ซ่ึงแก๊สออกซิเจน
ความสาคัญต่อสิ่งมีชีวิต เนื่องจากสิ่งมีชีวิต แก๊สออกซิเจนในการหายใจเพื่อสร้างพลังงานให้กับ
ร่างกาย นอกจากนี้เรายังพบสารประกอบขอ ออกซิเจนได้จานวนมากในชีวิตประจาวัน เช่น
น้า ( 2 ) ท่ีมีความสาคัญต่อการดารงชีวิต แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ( 2) ที่เกิดจาก
การเผาไหม้ เชื้อเพลิงและถูกนาไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ ด้วยแสง ออกซิเจนยัง พบ
ในสารประกอบท่ีเปน็ สารอาหารจาพวกคาร์โบไฮเดรต โปรตนี และไขมนั

ทรายแก้วหรือควอตซ์เป็นสารประกอบของซิลิคอน คือ ซิลิคอนไดออกไซด์ ( 2)
ซ่ึงความใส ไม่มีสี ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่ใช้ทาแก้วร่วมกับสารประกอบชนิดอื่น แก้วถูกใช้ในการผลิต
ส่ิงของมากมาย เชน่ ภาชนะ กระจก และเคร่ืองแกว้ ท่ีใช้ในห้องปฏบิ ัติการทางวทิ ยาศาสตร์

ธาตุและสารประกอบมีประโยชน์ในหลายด้าน ทั้งต่อสิ่งมีชีวิตและส่ิงแวดล้อม เช่น
การใชป้ ระโยชน์จากแกส๊ ออกซิเจนที่ทาให้สิง่ มีชวี ติ ดารงชีวิต อยู่ไดแ้ ละทาให้ส่ิงแวดลอ้ มมีสภาพทดี่ ี
และทั้งต่อเศรษฐกิจและสังคม เช่น การนาสารประกอบ ทองแดงมาถลุงเป็นทองแดงบริสุทธิ์
เพือ่ ส่งขายหรือนาไปเปน็ ส่วนประกอบของเครื่องใชต้ ่าง ๆ

แนวทางในการใช้ธาตุและสารประกอบทปี่ ลอดภัย คมุ้ ค่า และมีประโยชน์สูงสุด เชน่

1. การเพมิ่ ประสิทธภิ าพในการถลุง เพ่ือให้สกัดธาตแุ ละสารประกอบท่ตี ้องการให้ได้หมด
2. การใช้อยา่ งมีประสทิ ธิภาพ คอื การใชใ้ ห้ประหยดั และใชไ้ ดน้ านที่สุด เพ่ือให้มธี าตุและ
สารประกอบใชอ้ ย่างยัง่ ยนื
3. การนามาแปรรูปและผลิตซา้ อีกครั้ง เพ่ือลดพลังงานในการสกัดและลดปริมาณ
การใชธ้ าตุและสารประกอบทเี่ ปน็ ทรพั ยากรธรรมชาตทิ ่ใี ชแ้ ล้วหมดไป
4. การใช้วัสดุทดแทน เพอ่ื ลดการนาเข้าและยดื ระยะเวลาการใชป้ ระโยชน์จากธาตุและ
สารประกอบทม่ี ปี ริมาณลดลง
5. การตรงึ ราคาและควบคุมราคา เพอื่ ใหม้ ีการผลิตใหส้ มดุลกบั ปรมิ าณธาตแุ ละ
สารประกอบ ทีม่ อี ยอู่ ย่างจากัด
6. การสารวจแหลง่ ธาตแุ ละสารประกอบเพ่ิมเติมด้วยเทคโนโลยีใหม่ เพื่อลดความเส่ียงใน
การ ขาดแคลนธาตแุ ละสารประกอบ

หน่วยการเรียนรทู้ ี่

2 สารบรสิ ุทธแ์ิ ละสารผสม

สารผสม

ประกอบด้วยสารตัง้ แต่ 2 ชนดิ
ขึ้นไปมาผสมกัน ถ้าผสมเป็น
เนอื้ เดียวเรยี กว่า สารเน้อื เดียว
ถา้ ผสมแล้วไม่เป็นเนอื้ เดียวกนั
เรยี กว่า สารเนอื้ ผสม

ตัวชี้วดั

ว 2.1 ม.1/4 เปรยี บเทียบจุดเดอื ด จดุ หลอมเหลวของสารบรสิ ทุ ธิแ์ ละสารผสม โดยการวดั อณุ หภูมิ เขียนกราฟแปลความหมาย
ข้อมลู จากกราฟ หรือสารสนเทศ

ว 2.1 ม.1/5 อธบิ ายและเปรยี บเทียบความหนาแน่นของสารบรสิ ุทธแ์ิ ละสารผสม
ว 2.1 ม.1/6 ใช้เครอ่ื งมอื เพื่อวดั มวลและปริมาตรของสารบรสิ ุทธ์ิและสารผสม

22 หนว่ ยที่ 2 สารบรสิ ุทธิ์และสารผสม
หนงั สือเรยี นรายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์

สารบรสิ ุทธเิ์ ปน็ สารเนอ้ื เดียวที่ประกอบดว้ ยอนภุ าคของสารเพยี ง 1 ชนดิ ท่ีรวมเป็นเนือ้ เดยี วกนั
สารบรสิ ุทธจิ์ ึงแบง่ ได้เป็นธาตุและสารประกอบ แต่สารในชวี ิตประจาวนั น้นั เกิดจากการผสมกนั ของธาตุ
และสารประกอบ เราเรยี กสารน้นั วา่ สารผสม (Mixture)

1 สารบริสทุ ธแ์ิ ละสารผสม

สารในชีวิตประจาวนั มมี ากมายหลายชนิด บางชนิดเป็นสารบรสิ ุทธิท์ ม่ี ีเฉพาะธาตุหรือสารประกอบ
เพียงชนิดเดียว เช่น ทองคาหรือนา้ แต่สารบางชนิดก็เป็นสารผสมระหว่างธาตุและสารประกอบ
สารผสมจงึ แบ่งเป็น 3 กรณี ได้แก่ สารผสมระหว่างธาตชุ นดิ ต่าง ๆ สารผสมระหวา่ ง ธาตกุ บั สารประกอบ
และสารผสมระหวา่ งสารประกอบชนิดตา่ ง ๆ

สารผสมเกดิ จากสารตั้งแต่ 2 ชนิดขนึ้ ไปมาผสมกัน โดยสารผสมแบง่ ออกเป็น 3 ชนดิ ดังนี้
1. สารละลาย (solution) เป็นสารผสมเนื้อเดียวท่ีประกอบด้วยสารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมา
รวมเปน็ เน้อื เดยี วและมสี มบัตเิ หมือนกนั ทุกสว่ น เชน่ น้าเกลือ นา้ หวาน เปน็ ต้น โดยมสี ารชนดิ หน่ึง
เป็นตัวละลาย ส่วนสารอีกชนิดหนึ่งเป็นตัวทาละลาย โดยสารละลายอาจอยู่ในรูปของของแข็ง
ของเหลว หรือแก๊ส ซึ่งเกณฑ์ที่จะกาหนดว่าสารใดเป็นตัวละลายและสารใดเป็นตัวทาละลาย
ให้พิจารณาจากสถานะ และปริมาณขององค์ประกอบ ดังน้ี

1) พจิ ารณาจากปรมิ าณสาร หากสารละลายมีตวั ทาละลายและตวั ละลายสถานะเดยี วกัน
สารท่ีมีปริมาณมากกว่าจะเป็นตัวทาละลาย เช่น แอลกอฮอล์ล้างแผลทั่วไป มีความเข้มข้น
ร้อยละ 70 โดยปริมาตร ซ่ึงประกอบด้วย แอลกอฮอล์ 70 ลูกบาศก์เซนติเมตร และน้า
30 ลูกบาศก์เซนติเมตร แอลกอฮอล์จึงเป็นตัวทาละลาย ส่วนนา้ เป็น ตัวละลาย เป็นต้น

2) พจิ ารณาจากสถานะ คือ ตัวทาละลายจะมสี ถานะเดยี วกับสารละลาย สว่ นตวั ละลาย
อาจมีสถานะเหมือนหรือต่างกับสารละลาย เช่น น้าเชื่อมจะมีนา้ เป็นตัวทา ละลาย
ซ่ึงมีสถานะเป็นของเหลวเหมือนกับ น้าเช่ือม ส่วนตัวละลาย คือ นา้ ตาล ซึ่งมีสถานะเป็น
ของแข็งต่างจากนา้ เชือ่ ม ทีม่ สี ถานะเปน็ ของเหลว

สถานะของสารละลาย สถานะตวั ทาละลาย สถานะตัวละลาย ตวั อย่าง

ของแข็ง ของแข็ง ของเหลว เงินอะมลั กัม (เงินกับปรอท)
นาก (ทองแดงกบั ทองคา)
ของแขง็ ของแขง็ น้าอดั ลม ( 2 ในน้า)
น้าเกลอื (เกลอื แกงในนา้ )
ของเหลว ของเหลว แก๊ส อากาศ
ไอนา้ ในอากาศ
ของเหลว ของแข็ง

แกส๊ แกส๊ แก๊ส

ของเหลว ของเหลว

ตารางท่ี 2.1 ตัวอยา่ งการแยกองคป์ ระกอบของสารในสารละลายโดยพิจารณาจากสถานะ

หน่วยที่ 2 สารบริสุทธแิ์ ละสารผสม 23
หนงั สือเรียนรายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์

นอกจากนี้สารผสมบางชนดิ มีเนอ้ื สารทีเ่ หน็ ได้ชัดว่าไม่ผสมเปน็ เนื้อเดยี วกัน โดยสมบตั ิของเนื้อ
สารในแต่ละ ส่วนจะแตกต่างกนั เรียกสารพวกน้วี ่า สารเน้อื ผสม ไดแ้ ก่ สารแขวนลอย และคอลลอยด์

2. สารแขวนลอย (Suspension) เปน็ สารผสมที่เกดิ จากสารตัง้ แต่ 2 ชนดิ ข้ึนไปมารวมกัน โดย
อนุภาคของสาร มขี นาดเส้นผา่ นศูนยก์ ลางมากกวา่ 10 เซนติเมตร ลอยกระจายอยู่ในสารอีกชนิดหนึง่ ถา้
มองดูด้วยตาเปล่า จะมีลกั ษณะขนุ่ เม่ือตั้งทิ้งไวอ้ นภุ าคจะตกตะกอน ซึ่งสารแขวนลอยจะไมส่ ามารถผา่ น
ได้ท้งั กระดาษกรอง และกระดาษเซลโลเฟน เชน่ น้าแป้ง นา้ โคลน เปน็ ตน้

3. คอลลอยด์ (colloid) เป็นสารผสมที่เกิดจากสารต้ังแต่ 2 ชนดิ ขนึ้ ไปมารวมกัน โดยอนภุ าค
ของสาร มีขนาดเสน้ ผา่ นศูนย์กลาง 107-10 เซนตเิ มตร ซง่ึ อาจเป็ของแขง็ ของเหลว หรือแก๊ส ลอย
กระจายอยู่ในสาร อกี ชนดิ หนึ่ง ซ่งึ อาจเปน็ ของแข็ง ของเหลว หรือแกส๊ ได้เชน่ กัน จึงทาใหม้ องดูเหมือน
เป็นเน้ือเดยี วกนั ซงึ่ คอลลอยด์จะ ผ่านกระดาษกรองได้ แตไ่ ม่สามารถผ่านกระดาษเซลโลเฟนได้ เช่น
หมอก นา้ สลดั เป็นตน้

อนุภาคของสารในคอลลอยด์มขี นาดใหญ่ เมือ่ มีแสงส่องผา่ นสาร จะทาใหม้ องเห็นเป็นลาแสง
เนื่องจากอนุภาค ของคอลลอยด์เกดิ การกระเจงิ แสงได้ เรียกปรากฏการณน์ ว้ี า่ ปรากฏการณท์ ินดอลล์
(tyndall phenomenon) เช่น การกระเจิงของฝุ่นในอากาศกับแสงดวงอาทิตย์ เป็นต้น

สารคอลลอยด์อีกชนดิ หนง่ึ เกดิ จากการผสมกนั ของของเหลวตั้งแต่ 2 ชนิดท่ไี มล่ ะลายซึ่งกนั และกนั
เรยี กวา่ อมิ ลั ชัน (emulsion) เชน่ นา้ ผสมน้ามนั ไขมนั กับน้ายอ่ ยในรา่ งกาย ไขข่ าวกับน้ามัน เปน็ ต้น ซึ่ง
ตอ้ งมี อิมัลซิไฟเออร์ (emulsifier) เปน็ ตวั ประสานใหข้ องเหลวทั้งสองรวมกนั ได้ เช่น เคซีนเปน็ อมิ ัลซิไฟ
เออร์ ทาให้ไขมนั ในน้านมรวมตัวกบั นา้ นม นา้ ดีเปน็ อิมลั ซไิ ฟเออร์ ทาให้ไขมนั แตกตัวเปน็ หยดเลก็ ๆ รวมตัว
กับน้าย่อยในลาไส้เล็ก ไข่แดงในนา้ สลัดเป็น อมิ ลั ซิไฟเออร์ ทาให้ไขข่ าวรวมตวั กบั นา้ มัน เปน็ ตน้

รปู ที่ 2.1 การแยกชน้ั ระหวา่ งนา้ และน้ามัน รปู ที่ 2.2 สบูช่ ว่ ยทาใหน้ า้ และนา้ มนั รวมตัวกันได้

24 หนว่ ยท่ี 2 สารบริสทุ ธแ์ิ ละสารผสม
หนงั สือเรียนรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์

2 สมบัตขิ องสารบริสทุ ธแ์ิ ละสารผสม

สารแตล่ ะชนดิ มีสมบัตเิ ฉพาะตัวเนื่องจากประกอบจากอะตอมของธาตตุ า่ งชนดิ กัน สาร บริสทุ ธ์ิ
มีองคป์ ระกอบคงท่จี ึงมีสมบตั ิทคี่ งท่ใี นส่ิงแวดล้อมหนึ่ง ๆ แต่สารผสมเกิดจากการรวมกนั ของสารบริสุทธิ์
ในอตั ราส่วนท่ีไมค่ งที่ ดังน้ัน สมบัติบางประการของสารผสมจงึ ไมค่ งท่ขี น้ึ อยกู่ ับ อตั ราส่วนท่ผี สมกัน ซึ่ง
สมบตั ิทางกายภาพท่ีสังเกตและตรวจสอบไดไ้ ม่ยาก เช่น จดุ หลอมเหลว (อุณหภมู ิขณะของแข็งเปล่ยี น
สถานะเป็นของเหลว) จุดเดือด (อณุ หภมู ิขณะของเหลวเปล่ยี นสถานะ เปน็ แกส๊ ) และความหนาแน่นของ
สาร (ปรมิ าณมวลสารท่ีมอี ยใู่ น 1 หนว่ ยปรมิ าตร) สารบริสุทธิ์ หนึง่ ๆ จะมจี ุดหลอมเหลว จุดเดอื ด และ
ความหนาแน่นคงท่ีทคี่ วามดันค่าหน่ึง ๆ

สมบัตขิ องสารบรสิ ทุ ธแ์ิ ละสารผสมมดี งั น้ี

1. จุดเดอื ด (boiling point) สารบริสทุ ธ์ิ มีจุดเดือดคงท่ี แต่ในทางกลับกนั สารผสมจะมจี ุดเดอื ด
ไมค่ งท่ี เนื่องจากสารผสมเกิดจากสารต้งั แต่ 2 ชนดิ มาผสมกนั โดยสารทม่ี จี ดุ เดือดตา่ จะระเหยเรว็ กวา่ สาร
ทม่ี ีจุดเดือดสูง สง่ ผลให้อัตราสว่ นระหวา่ งสารทมี่ าผสม เปล่ยี นแปลงไป สารท่มี ีจุดเดือดสงู จึงมีปรมิ าณ
มากกว่า ทาให้จดุ เดือดไมค่ งที่ และมีแนวโนม้ สูงข้ึนเรื่อย ๆ ดงั กราฟ

หนว่ ยที่ 2 สารบริสทุ ธแิ์ ละสารผสม 25
หนงั สือเรียนรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์

2. จุดหลอมเหลว (melting point) สารบริสุทธิ์จะมีจุดหลอมเหลวคงที่ และมีช่วงอุณหภูมิ
การหลอมเหลวแคบ แต่ในทางกลับกันสารผสมจะมีจดุ หลอมเหลวไมค่ งทแี่ ละมชี ว่ งอณุ หภมู ิการหลอมเหลวกวา้ ง
ดังกราฟ

3. ความหนาแนน่ (density) สารบริสทุ ธิ์จะมคี วามหนาแนน่ คงท่ี ตวั อยา่ งเช่น หากใช้กระบอกตวง
ตวงนา้ (4 °C) 100 3แลว้ นามาช่ังน้าหนกั พบว่า อา่ นคา่ ได้ 100 g ในทานองเดยี วกนั หากใช้กระบอกตวง
ตวงน้า (4 °C) 50 3 แล้วนามาช่ังนา้ หนัก พบว่า อ่านค่าได้ 50 g ดังนั้น จึงสรุปได้ว่า นา้ (4 °C)
เป็นสารบริสุทธิ์

26 หนว่ ยท่ี 2 สารบรสิ ุทธ์ิและสารผสม
หนงั สอื เรียนรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์

3 การเปลีย่ นแปลงอุณหภมู ขิ องสารบริสทุ ธ์แิ ละสารผสม

เม่ือให้ความร้อนกับสารบริสุทธ์ิที่เป็นของแข็ง สารบริสุทธ์ิจะเร่ิมขยายตัวและเปลี่ยนสถานะ
เป็นของเหลวที่อุณหภูมิของจุดหลอมเหลว และเมื่อให้ความร้อนต่อไป สารบริสุทธ์ิจะเปลี่ยนสถานะ
จากของเหลวเป็นแกส๊ ท่ีอุณหภูมิของจุดเดือด ตัวอยา่ งจุดหลอมเหลวและจุดเดือดของสารบรสิ ุทธิ์บางชนิด
ดงั ตารางท่ี 2.2

สารบริสุทธ์ิ จุดหลอมเหลว (°C) จุดเดือด (°C)

ทองแดง 1084.62 2562
ออกซเิ จน -218.8 -182.96
คลอรีน -101.5
-34
นา้ 0 100
เอทานอล -114 78

ตารางท่ี 2.2 จดุ หลอมเหลวและจดุ เดือดของสารบรสิ ุทธ์บิ างชนดิ ท่คี วามดัน 1 บรรยากาศ

เม่ือใช้กราฟแสดงความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งอณุ หภูมขิ องสารบรสิ ทุ ธ์กิ ับเวลา เชน่ นา้ จะไดก้ ราฟ
ดังรูปท่ี 2.3 ซ่ึงจะสังเกตได้ว่า จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของน้าที่เป็นสารบริสุทธ์ิมีค่าคงที่
ทค่ี วามดนั 1 บรรยากาศ

รปู ที่ 2.3 กราฟแสดงความสัมพันธร์ ะหว่างอณุ หภูมิของนา้ กบั เวลา

หนว่ ยที่ 2 สารบริสุทธิแ์ ละสารผสม 27
หนังสือเรียนรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์

จุดหลอมเหลวและจุดเดือดเป็นสมบัติทางกายภาพท่ีสามารถใช้พิจารณาเพ่ือ จาแนกการท่ี
ไมท่ ราบว่าเปน็ สารบริสทุ ธิ์หรอื ของผสม ตัวอย่างเชน่ ถา้ มีของแขง็ 2 ชนดิ ทีม่ ีลกั ษณะภายนอเหมือนกัน
จะทดสอบว่าของแข็ง 2 ชนดิ น้เี ปน็ สารบรสิ ทุ ธ์หิ รอื สารผสม เราสามารถทาไดโ้ ดยการ หาจดุ หลอมเหลว
ถ้าพบว่าสารใดมีช่วงการหลอมเหลวกว้างและไม่คงท่ีแสดงว่าเป็นสารผสม แต่ถ้าพบว่าสารใด
มีช่วงการหลอมเหลวแคบและคงทแ่ี สดงวา่ เป็นสารบริสุทธ์ิ

นอกจากจุดหลอมเหลวและจุดเดือดแล้ว นักเรียนคิดว่ามีสมบัติใดอีกที่สารบริสุทธิ์และ
สารผสมมีค่าไมเ่ ทา่ กนั

4 ความหนาแนน่ ของสารบริสุทธิ์และสารผสม

ความหนาแน่น (density) หมายถึง ปริมาณมวลสารท่ีมีอยู่ใน 1 หน่วยปริมาตร
สารบริสุทธ์ิ แต่ละชนิดมีความหนาแน่นแตกต่างกัน มวลของสารบริสุทธิ์มีขนาดแตกต่างกัน
ในปรมิ าตรทเ่ี ท่ากนั เช่น สาร A และสาร B เป็นสารบรสิ ุทธ์ิทม่ี ีขนาดโมเลกลุ ใกล้เคียงกัน ดงั รปู ที่ 2.3

จากรูปท่ี 2.2 จะสงั เกตได้ว่าในปริมาตร
ของสารท่ีเท่ากันของของเหลวท้ัง 2 ชนิด
มีอนภุ าคแตกต่างกนั การที่จะระบวุ า่ ของเหลว B
หนาแนน่ กวา่ ของเหลว A หรือไม่ เราต้องวดั มวล
ของของเหลว เพื่อนามาคานวณหาความหนาแนน่
ตามสมการ

รปู ที่ 2.3 ความหนาแนน่ ของสาร
=

โดย D คือ ความหนาแนน่ m คือ มวลของสาร และ V คือ ปรมิ าตร

28 หนว่ ยท่ี 2 สารบริสทุ ธิแ์ ละสารผสม
หนงั สือเรียนรายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์

กจิ กรรมท่ี 2.1... การตรวจสอบสารบรสิ ุทธแิ์ ละสารละลาย

วสั ดอุ ปุ กรณ์และอุปกรณ์. 1. บกี เกอร์ขนาด 100 ml 7. หลอดทดลองขนาดเลก็
2. เทอร์มอมเิ ตอร์ 8. ตะเกยี งแอลกอฮอล์
3. ขาต้ังและดา้ มจบั 9. หลอดคะปลิ ลารี
4. แท่งแก้วคนสาร 10. ด้าย
5. เอทานอล 11. สารละลายกลเี ซอรอลในเอทานอล
6. แนฟทาลนี บรสิ ุทธ์บิ ดละเอยี ด 12. สารละลายกรดเบนโซอกิ ในแนฟทาลนี

วิธีการดาเนินกจิ กรรม ตอนท่ี 1

การหาจดุ เดือดของเอทานอล และสารละลายกลเี ซอรอลในเอทานอล

1. ใช้ดา้ ยพนั หลอดทดลองขนาดเล็ก ติดกับเทอร์มอมิเตอร์ หลอดทดลอง
โดยให้ก้นหลอดทดลองอยูใ่ นระดบั เดียวกัน ขนาดเล็ก เทอรม์ อมเิ ตอร์

2. เทน้าลงในบีกเกอร์ให้มีความสูง 2 ใน 3 ของปีกเกอร์ แทง่ แกว้ คนสาร
แล้วนาไปวางบนตะแกรงจากน้นั นาหลอดทดลองจากข้อ 1. หลอดคะปิลลารี
ยึดกับด้ามจับ โดยให้เทอร์มอมิเตอร์ตั้งตรงและไม่สัมผัส
กับก้นบกี เกอร์

3. ใส่เอทานอล 5 หยด ลงในหลอดทดลอง จากน้ัน
หย่อนหลอดคะปลิ ลารที หี่ ลอม ปล้ายด้านหน่ึงประมาณ
0.5 cm ลงไปโดยให้ ด้านที่หลอมปิดจุ่มอยใู่ นเอทานอล
จากนั้นจุดตะเกียงแอลกอฮอล์

4. ใชแ้ ทง่ แก้วคนสารคนตลอดเวลา ขณะต้มนา้ ในบกิ๊ เกอร์ เมื่อสงั เกตเหน็ ฟองแกส๊ ปดุ ออกมาเปน็ สาย
จากหลอดคะปิลลารี หยดุ ใหค้ วามร้อนสงั เกตและบนั ทึกอุณหภมู ขิ ณะมแี ก๊สฟองสดุ ท้ายปดุ ออกมา

5. ทาการทดลองเช่นเดียวกับข้อ 1.-3. โดยใช้สารละลายกลีเซอรอลในเอทานอลเข้มข้น 2 mol/kg
แทนเอทานอลบริสทุ ธิ์

หน่วยท่ี 2 สารบริสทุ ธิ์และสารผสม 29
หนงั สอื เรยี นรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์

วิธกี ารดาเนนิ กจิ กรรม ตอนที่ 2

การหาจดุ หลอมเหลวของแนฟทาลีน และสารละลายกรดเบนโซอกิ ในแนฟทาลนี

1. บรรจุแนฟทาลีนบริสุทธ์ิลงไปในหลอดคะปิลลารีท่ีหลอม เทอร์มอมิเตอร์
จนปลายดา้ นหนง่ึ ปิดใหส้ งู ประมาณ 0.2 cm แทง่ แกว้ คนสาร

2. ใช้ด้ายพันหลอดคะปิลลารียึดกับเทอร์มอมิเตอร์แล้วจุ่ม
ลงในบีกเกอร์ ซง่ึ บรรจนุ ้าประมาณ 2 ใน 3 ส่วน

3. ต้มน้าในบีกเกอร์แล้วใช้แท่งแก้วคนสารคนตลอดเวลา หลอดคะปลิ ลารี
สงั เกตการเปล่ยี นแปลงในหลอดคะปิลลารีบนั ทกึ อุณหภมู ิ
เม่อื สารในหลอดคะปิลลารีเร่มิ หลอมเหลวและหลอมเหลวหมด

4. ทาการทดลองเช่นเดียวกับข้อ 1 - 3 โดยใช้สารละลายกรดเบนโซอิก
ในแนฟทาลีนเข้มข้น 0.5 mo/kg แทนแนฟทาลีนบริสุทธ์ิ

อภปิ รายผลกจิ กรรม

จากกิจกรรมการหาจุดเดือดของเอท่านอล และสารละลายกลีเซอรอลในเอทานอล พบว่า
เอทานอลซึ่งเป็นสารบริสุทธิจ์ ะมีจดุ เดือดเทา่ กบั 78 °C เมอื่ เทียบกับสารละลายกลีเซอรอลในเอทานอล
ซง่ึ เปน็ สารผสมจะมจี ุดเดือดประมาณ 80 °C เนื่องจากสารบริสทุ ธิ์แต่ละชนิดย่อมมสี มบตั เิ ฉพาะของสาร
เมื่อนาสารอื่นมาผสมหรือตัวละลายซ่ึงมีจุดเดือดต่าหรือสูงกว่าสารบริสุทธ์ิท่ีเป็นตัวทาละลายมาผสม
จะส่งผลให้สารละลายมีจุดเดือดสูงขึ้น แต่ท้ังนี้ข้ึนอยู่กับสมบัติของสารท่ีนามาผสม และปริมาณ
ของสารที่นามาผสมหรือตัวละลาย

จากกจิ กรรมการหาจดุ หลอมเหลวของแนฟทาลีน และสารละลายกรดเบนโซอกิ ในแนฟทาลนี
พบว่า แนฟทาลีนซ่ึงเป็นสารบริสุทธ์ิจะมีช่วงการหลอมเหลวเท่ากับ 1 °C และมีจุดหลอมเหลว
เท่ากับ 78.7 °C เมื่อเทียบกับสารละลายกรดเบนโซอิกในแนฟทาลีนซ่ึงเป็นสารผสมจะมีช่วง
การหลอมเหลวเท่ากับ 3.5 °C ซ่ึงกว้างกว่าสารบริสุทธิ์ และมีจุดหลอมเหลวประมาณ 74.6 °C
ซ่ึงต่ากว่าสารบริสุทธ์ิ

ดังน้ัน สารบริสุทธ์ิจะมีจุดเดือดคงท่ี และต่ากว่าสารผสมในทางกลับกันจุดหลอมเหลว
ของสารบริสุทธิ์จะสูงกว่าสารผสม แต่มีช่วงการหลอมเหลวแคบกว่าสารผสม

หนว่ ยการเรยี นร้ทู ี่

3 การเปลี่ยนแปลงของสาร

ตวั ชวี้ ัด
ว 2.1 ม.1/9 อธิบายและเปรียบเทียบการจัดเรียงอนุภาคแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค และการเคล่ือนท่ี

ของอนภุ าคของสสารชนิดเดียวกันในสถานะของแข็ง ของเหลว และแก๊ส โดยใชแ้ บบจาลอง
ว 2.1 ม.1/10 อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานความร้อนกับการเปลี่ยนสถานะของสสาร

โดยใช้หลกั ฐานเชิงประจกั ษแ์ ละแบบจาลอง

หน่วยท่ี 3 การเปลี่ยนแปลงของสาร 31
หนังสอื เรยี นรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์

1 การจาแนกสาร

การจาแนกสารเพื่อระบุว่าสารนั้น ๆ เป็นสารชนิดใด จาเป็นต้องใช้สมบัติต่าง ๆ ของสาร
มาวิเคราะห์โดยเกณฑ์ ทใ่ี ชใ้ นการจาแนกสาร มีดงั น้ี

1. การใช้สถานะเป็นเกณฑ์ เป็นการจาแนกสารโดยใช้สมบัติทางกายภาพของสาร
ซ่ึงสารชนิดเดียวกันที่มีสถานะต่างกันจะมีรูปร่างและปริมาตรต่างกัน เนื่องจากการจัดเรียงอนุภาค
ภายในสารไม่เหมือนกัน ทาให้แรงยึดเหน่ยี วระหวา่ งโมเลกุลของสารไมเ่ ท่ากนั สง่ ผลให้อนุภาคของสาร
เคลื่อนที่แตกต่างกัน เมื่อใช้สถานะเป็นเกณฑ์จะแบ่งสาร ออกเป็น 3 สถานะ ดังน้ี

ของแข็ง
อนุภาคของของแข็งเรียงชิดติดกัน แรงยึดเหน่ียวระหว่างโมเลกุล

จึงมีค่ามากที่สุด การเคล่ือนที่ของอนุภาคของของแข็งจะ สั่นอยู่กับท่ี
ทาใหข้ องแขง็ มรี ูปร่างและปรมิ าตรคงที่ เช่น นา้ แข็ง ดา่ งทบั ทมิ ทองแดง เป็นต้น

ของเหลว
อนุภาคของของเหลวอยู่ใกล้กัน ทาให้แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค

ของของเหลวมีคา่ นอ้ ยกวา่ ของแข็ง แตม่ ากกวา่ แกส๊ อนุภาคสามารถเคลื่อนที่ได้
แต่ไม่เป็นอิสระเหมือนอนุภาคของแก๊ส ทาให้มีรูปร่างไม่คงท่ีแต่ปริมาตรคงที่

แกส๊
อนภุ าคของแกส๊ อยหู่ ่างกันมากท่สี ุด จงึ มแี รงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกลุ

น้อยท่ีสุด อนุภาคสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระทุกทิศทาง ทาให้แก๊ส
มีรูปร่างและปริมาตรไมค่ งที่ โดยปรมิ าตรจะเทา่ กับปริมาตรของภาชนะทบ่ี รรจุ
เชน่ แกส๊ หุงตม้ เป็นต้น

32 หน่วยที่ 3 การเปลยี่ นแปลงของสาร
หนังสือเรียนรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์

2. การใชเ้ นือ้ สารเป็นเกณฑ์ จาแนกสารออกได้เป็น 2 กล่มุ ดงั นี้
1) สารเนื้อเดียว (homogeneous substance) หมายถึง สารท่มี เี น้อื สารเหมอื นกนั ทุกส่วน
ทาให้สารมีสมบัติเหมือนกันตลอดทุกส่วน เช่น น้าเกลือ ทองคา เป็นต้น
2) สารเน้ือผสม (heterogeneous substance) หมายถึง สารท่ีมีเน้ือสารแตกต่างกัน
ทาให้สารมีสมบัติ ไม่เหมือนกันตลอดทุกส่วน เช่น นา้ คลอง พริกเกลือจิ้มผลไม้ เป็นต้น

รปู ที่ 3.1 น้าเต้าหู้เป็นสารเนอ้ื เดยี ว รูปที่ 3.2 สลดั เป็นสารเน้อื ผสม

3. การใช้ขนาดของอนุภาคเป็นเกณฑ์ จาแนกออกไดเ้ ปน็ 3 ประเภท ดงั น้ี
1) สารแขวนลอย (suspension) หมายถงึ สารผสมทป่ี ระกอบด้วยอนภุ าค
ทมี่ ีเสน้ ผ่านศูนย์กลางมากกวา่ 10−4 เซนติเมตร เช่น นา้ โคลน น้าแป้ง เปน็ ตน้
2) คอลลอยด์ (colloid) หมายถงึ สารผสมท่ปี ระกอบด้วยอนุภาคทมี่ ีเสน้ ผ่านศูนยก์ ลาง
ระหวา่ ง 10−7 ถงึ 10−4 เซนตเิ มตร เชน่ นา้ นม หมอก เปน็ ต้น
3) สารละลาย (solution) หมายถึง สารผสมที่ประกอบดว้ ยอนุภาคท่ีมเี ส้นผ่านศูนย์กลาง
นอ้ ยกวา่ 10−7 เซนติเมตร เชน่ นา้ เกลอื น้าหวาน นา้ ทะเล เป็นต้น

รปู ท่ี 3.3 น้าโคลนเปน็ สารแขวนลอย รปู ท่ี 3.4 นมเปน็ สารคอลลอยด์ รูปท่ี 3.5 นา้ ทะเลเปน็ สารละลาย

หนว่ ยที่ 3 การเปลี่ยนแปลงของสาร 33
หนงั สือเรยี นรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์

กจิ กรรมที่ 3.1... ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส

วัสดอุ ปุ กรณ์และอุปกรณ์. 1. ขวดนา้ พลาสติก
2. เมด็ โฟม
3. จุกยางที่มที อ่ นาแก๊ส

วิธกี ารดาเนนิ กจิ กรรม

1. บรรจุเมด็ โฟมลงในขวดน้าพลาสตกิ ใหเ้ ตม็ ขวด ปิดปากขวดด้วยจุกยางท่มี ที ่อนาแกส๊ ดงั รูป
2. คว่าปากขวดลง จากนัน้ เปา่ ลมเขา้ ไปในท่อนาแก๊ส สงั เกตการเคลือ่ นตวั ของเมด็ โฟม บันทึกผล
3. เทเม็ดโฟมในขวดนา้ พลาสติกจากข้อ 1. ออกไปครึง่ หน่ึง แลว้ ทาการทดลองซา้ เหมอื นกับข้อ 2.
4. เทเม็ดโฟมในขวดน้าพลาสตกิ จากขอ้ 3. ออกไปอกี คร่งึ หนงึ่ แล้วทาการทดลองซ้าเหมือนกับขอ้ 2.

รปู ที่ 3.6 การทดลองเรื่อง อนุภาคของของแข็ง ของเหลว และแกส๊

อภปิ รายผลกจิ กรรม

จากกิจกรรม พบว่า เม็ดโฟมท่ีบรรจุไว้เต็มขวดนา้ พลาสติก เปรียบเสมือนอนุภาคของของแข็ง
เน่ืองจากเม็ดโฟมเรียงชิดกัน ช่องว่างระหว่างเม็ดโฟมน้อย จึงทาให้มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคสูง
เม่ือเป่าลมเข้าไปในขวดพลาสติก เม็ดโฟมจึงสั่นอยู่กับท่ี

เม็ดโฟมท่ีบรรจุไว้คร่ึงขวดนา้ พลาสติก เปรียบเสมือนอนุภาคของของเหลว เน่ืองจากช่องว่าง
ระหว่างเม็ดโฟมมากขึ้น แต่ไม่เท่ากับแก๊ส ซ่ึงอนุภาคเรียงตัวใกล้กัน ทาให้มีแรงยึดเหน่ียวระหว่าง
อนุภาคต่ากว่าของแข็ง เมื่อเป่าลมเข้าไปในขวดพลาสติก เม็ดโฟมจะเคลื่อนท่ีเปล่ียน ตาแหน่งไป
บางส่วน แต่บางส่วนยังคงอยู่ที่ปากขวด

เม็ดโฟมท่ีบรรจุไว้ต่ากว่าครึ่งหนึ่งของขวดน้าพลาสติก เปรียบเสมือนอนุภาคของแก๊ส
เน่ืองจากมีช่องว่างระหว่างเม็ดโฟมมาก ทาให้แรงยึดเหน่ียวระหว่างอนุภาคต่า เม่ือเป่าลมเข้าไป
ในขวดพลาสติก เม็ดโฟมจะเคลื่อนท่ีเปลี่ยนตาแหน่งอย่างอิสระ

34 หนว่ ยท่ี 3 การเปลี่ยนแปลงของสาร
หนังสอื เรยี นรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์

2 แบบจาลองของสาร

การอธิบายลักษณะของสารให้เข้าใจได้ง่ายนิยมใช้แบบจาลองในการอธิบาย แบบจาลอง
เป็นการนาส่ิงที่จินตนาการไว้มาเขียนให้เป็นจริงและสัมผัสได้ แบบจาลองท่ีเป็นตัวแทนของทฤษฎี
อนุภาคของสาร เรียกว่า particulate model of matter โดยนิยมใช้สิ่งท่ีเป็นทรงกลมคล้ายลูกบอล
เป็นตัวแทนของอนุภาคขนาดเล็กทั้งหลายท่ีเป็นอิสระจากกันมาประกอบกันขึ้นเป็นสาร

นักวิทยาศาสตร์ใช้ทฤษฎีอนุภาคของสารในการอธิบายความแตกต่างระหว่างสารสถานะต่าง ๆ
และสรุปได้ว่า สารเป็นได้ท้ังของแข็ง ของเหลว และแก๊ส ทั้งน้ีข้ึนอยู่กับการจัดเรียง อนุภาค
แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค และการเคล่ือนท่ีของอนุภาคที่ประกอบกันขึ้นเป็นสาร

แบบจาลองของของแขง็
สารที่มีสถานะเป็นของแข็ง อนุภาคจะจัดเรียงใกล้ชิดเป็นแบบแผนท่ีมีระเบียบ และยึดเหน่ียวกัน
ด้วยแรงยดึ เหนยี่ วทแ่ี ขง็ แรงมาก อนุภาคจะส่ันดว้ ยพลงั งานตา่ ในตาแหนง่ ทแ่ี นน่ อน และ ไมส่ ามารถเคลอ่ื นท่ี
ผา่ นอนุภาคอนื่ ได้ จงึ ทาให้ของแข็งมีรูปร่างและปริมาตรคงที่ ดังรปู ที่ 3.7

รูปที่ 3.7 แบบจาลองอนุภาคของของแขง็

จากรูปท่ี 3.7 เป็นแบบจาลองที่เป็นตัวแทนของของแข็ง ลูกบอลทรงกลมแทนอนุภาคของสาร และ
แกนที่เชื่อมระหว่างลูกบอลแทนแรงยึดเหนี่ยวที่แข็งแรงที่ยึดเหนี่ยวอนุภาคไว้ด้วยกัน จากแบบจาลอง
จงึ สรปุ ได้วา่ ของแข็งมรี ปู ร่างและปริมาตรคงที่

หนว่ ยท่ี 3 การเปลยี่ นแปลงของสาร 35
หนงั สือเรียนรายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์

แบบจาลองของของเหลว
สารท่ีมีสถานะเป็นของเหลว อนุภาคจะมีพลังงานมากกว่าของแข็งทาให้การจัดเรียงอนุภาค

ไม่เป็นระเบียบเหมือนของแข็ง โดยอนุภาคจะสั่นและเคลื่อนที่อยู่ในตาแหน่งท่ีไม่แน่นอน
แต่ด้วยแรงยึดเหน่ียวระหว่างอนุภาคยังคงมีมาก อนุภาคจึงเคลื่อนที่รอบ ๆ อนุภาคใกล้เคียงเท่านั้น
ดงั รูปท่ี 3.8 ด้วยเหตุผลน้ีจงึ สามารถอธบิ ายไดว้ ่า รูปร่างของของเหลวจะเปล่ียนรูปร่างได้ตามภาชนะทบ่ี รรจุ
โดยยงั คงมปี รมิ าตรคงที่

รูปที่ 3.8 แบบจาลองอนุภาคของของเหลว

การที่ของเหลวมีรูปร่างเปลี่ยนไปตามภาชนะแต่ ยังคงมีปริมาตรคงที่สังเกตได้จากการที่เรา
เทนา้ จากขวดทมี่ ปี รมิ าตรมาก ลงในแก้วนา้ ท่บี รรจนุ ้าได้ปรมิ าตรน้อยกว่า ถา้ เรารินน้าจากขวดลงในแก้วนา้
ทั้งหมด นา้ จะล้นออกมาและไหลไปตามพ้ืน ลักษณะการไหลได้ของของเหลว เรียกได้ว่า ของเหลว
เป็นของไหล (fluid)

แบบจาลองของแก๊ส
สารทมี่ ีสถานะเป็นแก๊ส อนภุ าคจะมพี ลงั งานมากกวา่ ของแขง็ และของเหลวทาให้การจัดเรียงอนุภาค

ไม่เป็นระเบียบ โดยอนุภาคจะส่ันมากและเคลื่อนที่ด้วยความเร็วค่อนข้างสูง นอกจากน้ีแก๊สยังมี
แรงยึดเหน่ียวระหว่างอนุภาคตา่ อนุภาคจึงเคลื่อนที่ปะทะกันกับอนุภาคอื่นและแพร่กระจายไปได้ไกล
ดังรูปที่ 7.6 แก๊สจึงสามารถเติมใส่ภาชนะได้เต็มอย่างรวดเร็ว ด้วยเหตุผลนี้ จึงสามารถอธิบายได้ว่า
รูปร่างและปริมาตรของแก๊สจะเปล่ียนไปตามภาชนะทบ่ี รรจุ

รูปที่ 3.9 แบบจาลองอนุภาคของแกส๊

36 หนว่ ยที่ 3 การเปลย่ี นแปลงของสาร
หนังสอื เรยี นรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์

กิจกรรมท่ี 3.2... สมบตั ิทางกายภาพของสารในสถานะของแขง็ ของเหลว และแกส๊

วัสดุอุปกรณ์และอปุ กรณ์. 1. หินขนาดกลาง 7. บีกเกอร์บีกเกอร์ขนาด 250 ml
2. นา้ 8. บีกเกอร์บีกเกอร์ขนาด 500 ml
3. เชอื ก 9. ขวดรูปชมพขู่ นาด 250 ml
4. จุกยางขนาดเล็ก 10. หลอดฉดี ยาขนาด 10 ml
5. ถาดมขี อบ 11. กระบอกตวงขนาด 10 ml
6. บีกเกอร์ขนาด 100 ml

วธิ ีการดาเนินกิจกรรม

1. วางบีกเกอร์ขนาด 250 ลกู บาศก์เซนติเมตรลงในถาดทีม่ ขี อบ แลว้ เตมิ นา้ ลงในบีกเกอรใ์ ห้เต็ม
2. ผูกเชือกกบั หินขนาดใหญ่ท่เี ตรียมไวแ้ ละคอ่ ย ๆ หยอ่ นลงในบีกเกอร์ ดงั รูปที่ 3.10 สังเกต ลกั ษณะของหนิ

และนานา้ ทีล่ น้ ไปวัดปริมาตร

รปู ที่ 3.10 การสงั เกตรปู ร่างและการวัดปริมาตรของของแข็ง

3. ปฏิบัติตามขัน้ ตอนที่ 1 และ 2 แต่เปล่ียนมาใช้บกี เกอร์ขนาด 500 ลูกบาศก์เซนตเิ มตรแทน
แลว้ เปรยี บเทียบรูปร่างของหินและปริมาตรนา้ ทล่ี ้น

4. เทน้าลงในบีกเกอร์ขนาด 100 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตรจนถงึ ขดี แสดงคา่ 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร
ดงั รปู ที่ 3.11 สังเกตรูปร่างและปรมิ าตรของนา้

รูปที่ 3.11 การสงั เกตรูปร่างและการวัดปริมาตรของของเหลว

หน่วยที่ 3 การเปลย่ี นแปลงของสาร 37
หนังสือเรียนรายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์

วิธกี ารดาเนนิ กจิ กรรม

5. เทน้าจากบีกเกอร์ในขั้นตอนที่ 4 ลงในขวดรูปชมพู่ขนาด 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร สังเกตรูปร่าง
และปรมิ าตรของน้า

6. บรรจุอากาศลงในหลอดฉีดยาปริมาตร 10 ลูกบาศก์เซนติเมตร กดให้ก้านหลอดอยู่ที่ขีดแสดงค่า
7 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร แลว้ ใชจ้ ุกยางปิดปลายหลอดใหแ้ น่น ดังรูปที่ 7.10 สงั เกต รปู ร่างและปริมาตร

7. ค่อย ๆ ใช้นิ้วกดก้านหลอดฉีดยาจนถึงขีดแสดงค่า 4 ลูกบาศก์เซนติเมตร สังเกตรูปร่างและปริมาตร
ของอากาศ แล้วบันทกึ ลงในตารางบันทึกผล

รปู ท่ี 3.12 การสงั เกตรปู ร่างและการวดั ปริมาตรของแกส๊

จะสังเกตได้ว่าสารท่ีมีสถานะแตกต่างกันจะมีการเปล่ียนรูปร่างและปริมาตรแตกต่างกัน
ซึ่งจะสามารถสรุปลักษณะเด่นของสารท้ัง 3 สถานะ ได้ดังตารางที่ 3.1

ลักษณะของอนภุ าค ของแขง็ ของเหลว แกส๊

การจดั เรียง อนุภาคจดั เรยี งเป็น อนุภาคมอี ิสระ อนุภาคมอี สิ ระ
ของอนภุ าค
แบบแผนทแ่ี นน่ อน ในการเคลอื่ นทไ่ี ดบ้ า้ ง ในการเคลอ่ื นทม่ี าก

แรงยดึ เหนยี่ ว แรงยดึ เหนี่ยวระหว่าง แรงยึดเหน่ียวระหวา่ ง แรงยึดเหนย่ี ว
ระหวา่ งอนภุ าค อนุภาคแข็งแรงมาก อนภุ าคแขง็ แรง ระหวา่ งอนภุ าคน้อย

การเคลื่อนท่ี อนุภาคมีพลังงานตา่ อนุภาคมีพลงั งาน อนุภาคมีพลังงานสูง
ของอนุภาค จึงสน่ั อยใู่ นตาแหน่ง เพ่มิ ข้ึนจึงสั่นมากข้นึ จึงเคลื่อนท่ีไปในทุกทศิ
และเคลอ่ื นท่รี อบ
ท่แี นน่ อน ทกุ ทางอยา่ งอิสระ
อนภุ าคอ่นื ได้

แบบแผนการจดั เรียง
ของอนุภาค

ตารางท่ี 3.1 การเปรียบเทยี บลักษณะเด่นของสารทม่ี ีสถานะของแข็ง ของเหลว และแก๊ส

38 หนว่ ยท่ี 3 การเปลีย่ นแปลงของสาร
หนังสอื เรียนรายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์

3 การเปล่ยี นสถานะของสาร

สารในสถานะต่าง ๆ มีแรงยดึ เหนย่ี วระหว่างอนุภาคทีแ่ ตกต่างกัน ถ้าตอ้ งการให้สารเปลยี่ นสถานะ
ปัจจยั ใดบา้ งทจ่ี ะมผี ลต่อการเปลี่ยนสถานะของสาร

ให้สงั เกตการจุดเทียนไข เมอื่ เปลวเทยี นเกดิ ขนึ้ ระยะหน่ึง เทยี นไขท่ีเป็นของแขง็ จะหลอมเหลว
และไหลลงพื้น แสดงว่าเปลวเทยี นมีผลตอ่ การเปลีย่ นสถานะของเทยี นไข หรอื อาจกล่าวไดว้ ่าอณุ หภูมิมีผล
ตอ่ การเปลี่ยนสถานะของสารนน่ั เอง

อณุ หภมู ิเป็นระดบั ของพลังงานความร้อน การที่สิ่งแวดล้อมมีอณุ หภมู เิ ปลย่ี นไปจึงส่งผลใหส้ าร
ได้รบั พลงั งานความรอ้ นท่เี ปลย่ี นไปและมผี ลต่อการเปล่ยี นสถานะของสาร

3.1 การเปล่ียนสถานะของของแขง็

สารทเี่ ป็นของแขง็ จะเปลย่ี นสถานะเมื่อได้รับความร้อนจนถงึ อุณหภูมริ ะดบั หนึ่ง เม่อื ของแขง็
ได้รับความรอ้ น อนุภาคจะมีพลงั งานเพิม่ ขึ้นและมกี ารสัน่ สะเทือนอยา่ งรุนแรง เกิดแรงผลักระหวา่ ง
อนภุ าคใหเ้ คลอ่ื นท่ีไปคนละทิศละทาง และทาให้แรงยดึ เหนี่ยวระหวา่ งอนภุ าคลดลง จงึ เป็นสาเหตุ ให้
ของแขง็ เกดิ การขยายตวั

รูปท่ี 3.13 การขยายตัวของของแขง็ เมอ่ื ไดร้ บั ความรอ้ น

เมื่อของแข็งได้รับพลังงานความร้อนมากขึ้นถึงจุดจุดหนึ่งจนสามารถ ทาลายแรงยึดเหนี่ยว
ระหว่างอนุภาคและทาให้อนุภาคเคลื่อนท่ีรอบ ๆ อนุภาคอื่นได้ ขณะท่ีเกิดปรากฏการณ์ดังกล่าวนี้
ของแข็งจะ หลอมเหลวกลายเปน็ ของเหลว อณุ หภมู ทิ ่ีทาให้ของแข็งหลอมเหลว เรยี กวา่ จดุ หลอมเหลว
(meling point)

หน่วยท่ี 3 การเปลี่ยนแปลงของสาร 39
หนงั สอื เรยี นรายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์

รูปท่ี 3.14 ของแข็งเปลีย่ นสถานะเป็นของเหลวทีจ่ ุดหลอมเหลว

ของแข็งบางอย่างเปลี่ยนสถานะเป็น แก๊ส
โดยไมเ่ กิดการหลอมเหลว เรยี กวา่ การระเหดิ (sublimation)
ตวั อยา่ ง เช่น คารบ์ อนไดออกไซด์จะเป็นแก๊สเม่ือมีอุณหภมู ิ
ตา่ กว่าอุณหภูมิห้อง และจะกลายเป็นของแข็งท่ีอุณหภูมิ
ต่ามาก ๆ เมื่อนาคาร์บอนไดออกไซด์แข็ง หรือท่ีเราเรียกว่า
นา้ แข็งแห้ง (dry ice) มาไว้ทีอ่ ุณหภูมิห้อง นา้ แขง็ แหง้ จะเปล่ียน
สถานะกลายเปน็ แกส๊ ทันที เรยี กการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวว่า
เกดิ การระเหดิ
รูปท่ี 3.15 นา้ แขง็ แห้งเกดิ การระเหดิ ทอ่ี ณุ หภูมหิ ้อง

3.2 การเปล่ยี นสถานะของของเหลว
สารทีเ่ ปน็ ของเหลวจะเปล่ยี นสถานะเมื่อได้รบั และสญู เสียความร้อน เม่อื ของเหลวได้รับความร้อน

อนภุ าคจะมีพลังงานเพ่มิ ข้นึ และเคลื่อนท่ีเร็วขึ้น เกดิ แรงผลกั ระหว่างอนุภาคจนทาให้แรงยึดเหนย่ี วระหวา่ ง
อนภุ าคลดลง

เมอ่ื ของเหลวได้รบั พลงั งานความร้อนมากขนึ้ ถงึ จดุ จุดหนึ่งจนสามารถทาลายแรงยึดเหนย่ี วระหวา่ ง
อนุภาคและทาให้อนภุ าคเคลื่อนที่อย่างอิสระทุกทศิ ทาง ขณะทเ่ี กิดปรากฏการณ์ดังกล่าวนี้ ของเหลวจะเปลี่ยน
สถานะเป็นแก๊ส อณุ หภูมิท่ีทาให้ของเหลวกลายเป็นแกส๊ เรยี กวา่ จดุ เดือด (boiling point)

รปู ที่ 3.16 ของเหลวเปลย่ี นสถานะเปน็ แกส๊ ทีจ่ ุดเดอื ด

40 หนว่ ยที่ 3 การเปล่ยี นแปลงของสาร
หนงั สือเรียนรายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์

เม่ือของเหลวสูญเสียความร้อน อนุภาคก็จะสูญเสียพลังงานทาให้อนุภาคเคล่ือนที่ช้าลงและ
มแี รงยดึ เหนย่ี วระหว่างอนุภาคเพิม่ ขึ้น และเมอ่ื ของเหลวสญู เสยี ความร้อนถึงจุดจดุ หน่งึ จนอนุภาคมแี รงยดึ เหนย่ี ว
แข็งแรงมากและเรียงตัวเป็นระเบียบในตาแหน่งที่แน่นอนขณะท่ีเกิดปรากฏการณ์นี้ ของเหลวจะรวมตัว
ก่อรูปเป็นของแข็ง โดย อุณหภูมิที่ทาให้ของเหลวเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็ง เรียกว่า จุดเยือกแข็ง
(freezing point)

รปู ที่ 3.17 ของเหลวเปลีย่ นสถานะเป็นของแข็งทีจ่ ุดเยือกแข็ง

3.3 การเปลี่ยนสถานะของแกส๊
สารท่ีเป็นแก๊สจะเปลีย่ นสถานะเมอ่ื สูญเสียความรอ้ น เม่อื แกส๊ สญู เสียความรอ้ น อนภุ าคกจ็ ะสญู เสยี พลังงาน

ทาใหอ้ นุภาคเคล่อื นทชี่ ้าลงและมีแรงยึดเหนี่ยวระหวา่ งอนภุ าคเพม่ิ ขน้ึ และเมือ่ แกส๊ สูญเสียความรอ้ นถึงจุดจดุ หนึ่ง
จนอนุภาคมีแรงยึดเหนียวมาก ทาให้อนุภาคไม่ฟัง กระจายและเคล่ือนท่ีอยู่รอบอนุภาคใกล้เคียง ขณะที่
เกิดปรากฏการณ์น้ี แก๊สจะรวมตัวกันเป็นของเหลว โดยอุณหภูมิที่ทาให้แก๊สเปลี่ยนสถานะ เป็นของเหลว
เรียกว่า จดุ ควบแน่น (Condensation point)

รูปท่ี 3.18 แก๊สเปล่ยี นสถานะเปน็ ของเหลวที่จุดควบแนน่

หน่วยท่ี 3 การเปล่ียนแปลงของสาร 41
หนังสือเรียนรายวิชาพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์

การเปลีย่ นแปลงสถานะของน้าในธรรมชาติ

รูปที่ 3.19 การเปล่ยี นแปลงสถานะของนา้ ในธรรมชาติ

4 พลังงานกับการเปล่ียนสถานะของสาร

การเปลย่ี นสถานะของสารมีอุณหภมู ิเข้ามาเกย่ี วข้องโดยตรง กล่าวคอื เม่ือใหค้ วามรอ้ นแก่ของแข็ง
ของแข็งจะเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว และเม่ือให้ความร้อนแก่ของเหลว ของเหลวก็จะเปล่ียนสถานะ
เป็นแก๊ส ในทางกลบั กนั เมื่อแกส๊ สูญเสยี ความรอ้ น แก๊สจะเปลย่ี นสถานะเป็นของเหลว และเมื่อของเหลว
สูญเสยี ความร้อน ของเหลวกจ็ ะเปล่ยี นสถานะเปน็ ของแข็ง

รปู ท่ี 3.20 การเปลีย่ นแปลงสถานะของน้าเมอ่ื ได้รบั และสูญเสยี ความร้อน

42 หน่วยท่ี 3 การเปลีย่ นแปลงของสาร
หนังสือเรยี นรายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์

กระบวนการเปล่ียนแปลงจากน้าแข็งจนกระทั่ง เป็นไอนา้ เราถือว่าเป็นการเปล่ียนแปลง
ประเภทดูดความร้อน (endothermic change) หรือดูดพลังงาน แต่ในทางตรงกันข้ามกระบวนการ
เปล่ียนแปลงเมื่อ ไอน้าเปล่ียนสถานะกลับมาเป็นน้าและนา้ แข็ง เราถือว่าเป็นการเปลี่ยนแปลง
ประเภทคายความร้อน (exothermic change) หรือคายพลังงาน

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาแล้วพบว่า พลังงานดังกล่าวไม่ได้สูญหายไปไหน แต่อาจเปล่ียนรูปได้
จึงสรุปไดว้ า่ ขณะท่นี า้ เดอื ด พลงั งานทใ่ี ห้แกน่ ้าไดถ้ ูกนาไปใช้ในการเปลยี่ นสถานะของน้าที่อุณหภมู ิ 100°c
ใหเ้ ปลยี่ นสถานะกลายเปน็ ไอ ดงั นัน้ ไอนา้ ทอี่ ุณหภูมิ 100°c จงึ มีพลังงาน สงู กว่าน้าทอี่ ุณหภูมิ 100 c

นักวิทยาศาสตร์เรียกพลังงานความร้อนท่ีใช้ไปเพื่อการเปล่ียนสถานะของสารว่า ความร้อนแฝง
(latent heat) สารแตล่ ะชนิดมีความความร้อนแฝงของการหลอมเหลว และการกลายเปน็ ไอที่เป็นค่าเฉพาะตวั
ดังตวั อย่างในตารางที่ 3.2

สาร ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว ความรอ้ นแฝงของการกลายเป็นไอนา้
(กิโลจูล/กิโลกรมั ) (กิโลจูล/กิโลกรัม)
แอมโมเนยี 329.41 1376.41
น้า 334.8 2256
108.9 857
เอทานอล 149 154.79
แนฟทาลนี 478.63 3538.46
โซเดียมคลอไรด์

ตารางท่ี 3.2 ความรอ้ นแฝงของสารบางชนดิ

ความรอ้ นแฝงของการหลอมเหลว
เป็นปริมาณความร้อนท่ีใช้ในการเปลี่ยนสถานะของสาร ท่ีมีมวล 1 หน่วย จากของแข็ง

เป็นของเหลวหมดพอดี โดยมอี ุณหภูมิคงที่
เมื่อพิจารณาจากตารางที่ 7.2 ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้าแข็งมีค่าเท่ากับ

334.8 กิโลจูล/กิโลกรัม จึงอาจกล่าวได้ว่า การทาให้นา้ แข็ง 1 กิโลกรัมที่อุณหภูมิ 0 °C เปล่ียนสถานะ
เป็นน้า 1 กโิ ลกรมั ทีอ่ ณุ หภมู ิ 0°C ตอ้ งใชพ้ ลงั งานเทา่ กบั 334.8 กิโลจลู

หน่วยที่ 3 การเปลี่ยนแปลงของสาร 43
หนังสือเรยี นรายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์

ความรอ้ นแฝงของการกลายเป็นไอ
เป็นปริมาณความร้อนที่ใช้ในการเปลี่ยนสถานะของสาร ท่ีมีมวล 1 หน่วย จากของเหลว

กลายเป็นไอหมดพอดี โดยมอี ุณหภูมิคงที่
เมื่อพิจารณาจากตารางท่ี 7.2 ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของน้ามีค่าเท่ากับ

2,256 กโิ ลจลู /กิโลกรัม จึงอาจกลา่ วได้วา่ การทาใหน้ ้า 1 กิโลกรัมท่อี ุณหภมู ิ 100°C เปลีย่ นสถานะ
เปน็ ไอนา้ 1 กิโลกรัม ท่ีอุณหภมู ิ 100 °C ต้องใช้พลงั งานเท่ากับ 2,256 กิโลจลู

การเปลย่ี นแปลงสถานะของสาร สามารถสรุปเปน็ แผนภาพได้ ดังตอ่ ไปน้ี

รูปท่ี 3.21 แผนภาพแสดงการเปลย่ี นสถานะของสาร

44 หนว่ ยที่ 3 การเปลย่ี นแปลงของสาร
หนงั สอื เรียนรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์

กจิ กรรมที่ 3.3... อณุ หภมู ิกับการเปลี่ยนสถานะ

วสั ดุอุปกรณแ์ ละอุปกรณ์. 1. บีกเกอร์ 3. เทอรม์ อมิเตอร์
2. น้าแข็งบด 4. ชุดตะเกยี งแอลกอฮอล์

วิธกี ารดาเนนิ กิจกรรม

1. ใส่นา้ ลงในบึกเกอร์ให้สูงประมาณ 1 เซนติเมตร แล้วใส่นา้ แข็งบดลงไป จนกระท่ังระดับน้าสูงขึ้น
จากกน้ บีกเกอร์ 3 เซนดเิ มตร

2. จมุ่ เทอรม์ อมเิ ตอร์ลงในบีกเกอร์ แลว้ อ่านอณุ หภมู ขิ องนา้ ผสมน้าแข็ง บันทกึ อุณหภมู ิที่เวลา 0 นาที
3. ให้ความร้อนแก่บีกเกอร์ดว้ ยตะเกยี งแอลกอฮอลพ์ ร้อมจับเวลาทกุ ๆ 30 วนิ าที่ แลว้ อ่านอุณหภมู ิของนา้

บนั ทึกอุณหภมู ิ และสังเกตการเปลยี่ นแปลงของนา้ ผสมนา้ แขง็
4. เม่อื นา้ เดือดใหต้ ้มน้าตอ่ ไปอีก 3 นาที จากนนั้ ดับตะเกียงแอลกอฮอลแ์ ล้วตั้งอปุ กรณท์ ิ้งไว้ให้เย็น
5. เขยี นกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอณุ หภมู ิกบั เวลาลงในกระดาษกราฟ

รูปที่ 3.22 ขนั้ ตอนการทาการทดลอง

อภิปรายผลกิจกรรม

จากกิจกรรม พบว่า เม่ือนาน้าแข็งผสมกับน้าจะมีการเปลี่ยนแปลงท้ังอุณหภูมิและสถานะ
โดยขณะท่ีนา้ แข็งหลอมเหลวเป็นนา้ นา้ แข็งจะเปล่ียนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว แต่อุณหภูมิ
จะไม่เปลี่ยนแปลง (0 องศาเซลเซียส) จากน้ันนา้ ที่หลอมเหลวจะมีหภูมิสูงขึ้นจนกระทั่งมีอุณหภูมิ
เท่ากับอุณหภูมิห้อง เมื่อให้ความร้อนด้วยตะเกียงแอลกอฮอล์ พบว่า อุณหภูมิของนา้ สูงข้ึนจนกระท่ัง
ถึงจุดเดือด (อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส) ที่บริเวณผิวหน้าของนา้ จะเปล่ียนสถานะจากของเหลว
กลายเป็นแก๊สหรือไอนา้


Click to View FlipBook Version