ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ เรื่อง การจ าแนกและองค์ประกอบของสารบริสุทธิ์รายวิชา วิทยาศาสตร์ 1 รหัสวิชา ว21101 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 1 ได้จัดท าขึ้น ให้สอดคล้องกับธรรมชาติของวิชาและสอดคล้องกับการจัด กิจกรรมการเรียนรู้กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและหลักสูตรการศึกษา ขั้น พื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ปรับปรุง พ.ศ. 2560) เพื่อให้นักเรียนสามารถน าไปใช้ได้อย่าง เหมาะสม ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ชุดนี้ ผู้สอนได้จัดท าขึ้นเพื่อเป็นคู่มือในการจัดกิจกรรม การ เรียนรู้โดยใช้ร่วมกับแผนการจัดการเรียนรู้เพื่อให้นักเรียนใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์สืบ เสาะหาความรู้และสร้างความรู้ใหม่ สามารถคิดวิเคราะห์ สื่อสารให้เข้าใจตรงกัน มีจิต วิทยาศาสตร์ ตลอดจนเชื่อมโยง และน าความรู้ไปใช้ในชีวิตประจ าวันได้ การจัดท าชุดกิจกรรมการเรียนรู้เรื่อง การจ าแนกและองค์ประกอบของสารบริสุทธิ์ รายวิชาวิทยาศาสตร์ 1 รหัสวิชา ว21101 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 1 เสร็จสมบูรณ์ได้เพราะได้รับความอนุเคราะห์จากผู้เชี่ยวชาญหลายท่านที่ได้ให้ ค าปรึกษา แนะน า จึงขอขอบพระคุณ ไว้ ณ โอกาสนี้ และหวังเป็นอย่างยิ่งว่าชุดกิจกรรมการ เรียนรู้ชุดนี้ จะช่วยพัฒนานักเรียนให้เป็นบุคคลแห่งการเรียนรู้สามารถเรียนรู้ได้ตลอดชีวิตตาม เจตนารมณ์ที่ตั้งไว้ ค ำน ำ ก
ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ เรื่อง การจ าแนกและองค์ประกอบของสารบริสุทธิ์รายวิชา วิทยาศาสตร์ 1รหัสวิชา ว21101 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชั้นมัธยม ศึกษาปีที่ 1 เนื้อหาแบ่งออกเป็นเรื่องย่อย ทั้งหมด 3 ชุด ดังนี้ ชุดที่ 1 เรื่อง การจ าแนกสารบริสุทธิ์ ชุดที่ 2 เรื่อง โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 เรื่อง การจ าแนกธาตุและการใช้ประโยชน์ แต่ละชุดประกอบด้วย ค าน า ค าชี้แจง ค าแนะน าส าหรับครู ค าแนะน าส าหรับนักเรียน จุดประสงค์การเรียนรู้ แบบทดสอบก่อนเรียน ใบความรู้ กิจกรรม เฉลยกิจกรรม แบบทดสอบ หลังเรียน เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน - หลังเรียน ซึ่งจัดท าขึ้นเพื่อให้นักเรียน ใช้เรียนใน ห้องเรียน นักเรียนต้องเรียนรู้ด้วยตนเองโดยใช้กระบวนการกลุ่ม ผู้สอนคอยก ากับดูแล และ ช่วยเหลือ กระตุ้นให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ เปิดโอกาสให้นักเรียนได้แลกเปลี่ยนเรียนรู้ในขั้นตอน การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ตามแผนการจัดการเรียนรู้ที่ผู้สอนจัดท าขึ้น ค ำชี้แจง ข
สำรบัญ เรื่อง หน้ำ ค าน า .................................................................................................................... ก ค าชี้แจง ................................................................................................................ ข สารบัญ ................................................................................................................. ค ค าแนะน าส าหรับครู ............................................................................................. 1 ค าแนะน าส าหรับนักเรียน .................................................................................... 3 จุดประสงค์การเรียนรู้ .......................................................................................... 4 แบบทดสอบก่อนเรียน ......................................................................................... 5 ใบความรู้ ............................................................................................................. 7 กิจกรรมที่ 1 ....................................................................................................... 12 กิจกรรมที่ 2 ....................................................................................................... 16 กิจกรรมที่ 3 ....................................................................................................... 18 กิจกรรมที่ 4 ....................................................................................................... 21 เฉลยกิจกรรมที่ 1 ............................................................................................... 22 เฉลยกิจกรรมที่ 2 ............................................................................................... 24 เฉลยกิจกรรมที่ 3 ............................................................................................... 26 เฉลยกิจกรรมที่ 4 ............................................................................................... 29 แบบทดสอบหลังเรียน ......................................................................................... 30 เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน ................................................................................ 32 เฉลยแบบทดสอบหลังเรียน ................................................................................ 33 บรรณานุกรม ................................................................................................... ... 34 ค
การใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ เรื่อง การจ าแนกและองค์ประกอบของสารประสุทธิ์ รายวิชาวิทยาศาสตร์ 1 รหัสวิชา ว21101 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ผู้สอนมีบทบาทดังนี้ 1. ศึกษาคู่มือครูและแผนการจัดการเรียนรู้ เรื่อง การจ าแนกและองค์ประกอบ ของสารประสุทธิ์ให้เข้าใจ 2. เตรียมความพร้อมนักเรียนก่อนการเรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ 3. เตรียมชุดกิจกรรมการเรียนรู้ วัสดุ อุปกรณ์ และสิ่งของที่ระบุไว้ ในชุดกิจกรรมการเรียนรู้และแบบบันทึกกิจกรรมประจ าชุดกิจกรรมการเรียนรู้ให้พร้อม 4. แนะน าขั้นตอนการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ แนวปฏิบัติ ให้นักเรียนรับทราบ โดยละเอียด 5. ก่อนการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ ให้นักเรียนท าแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ ทางการเรียนก่อนเรียน เรื่อง การจ าแนกและองค์ประกอบของสารประสุทธิ์ จ านวน 20 ข้อ เพื่อวัดความรู้พื้นฐานก่อนเรียน 6. ครูตรวจแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนก่อนเรียน แจ้งคะแนน ให้นักเรียนทราบ 7. จัดกิจกรรมการเรียนรู้ให้เป็นไปตามที่ก าหนดในชุดกิจกรรมการเรียนรู้แต่ละชุด อย่างเคร่งครัด ครูคอยก ากับ ดูแลนักเรียนอย่างใกล้ชิดขณะจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 8. หลังจากท ากิจกรรมการเรียนรู้เสร็จแล้ว ให้นักเรียนเก็บวัสดุ อุปกรณ์ ประกอบชุดกิจกรรมการเรียนรู้ให้เรียบร้อย 9. บันทึกคะแนนจากการท ากิจกรรมในชุดกิจกรรมการเรียนรู้ ตามเกณฑ์การวัด และประเมินผลที่ระบุในแผนการจัดการเรียนรู้ 10. หลังจากนักเรียนท ากิจกรรมในชุดกิจกรรมการเรียนรู้เรื่อง การจ าแนกและ องค์ประกอบของสารประสุทธิ์ รายวิชาวิทยาศาสตร์ 1 รหัสวิชา ว21101 กลุ่มสาระการเรียนรู้ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ครบทั้ง 3 ชุด แล้วให้นักเรียนท าแบบทดสอบ วัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนหลังเรียน เรื่อง การจ าแนกและองค์ประกอบของสารประสุทธิ์ จ านวน 30 ข้อ ค ำแนะน ำส ำหรับครู -1-
11. ครูตรวจแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนหลังเรียน เรื่อง การจ าแนก และองค์ประกอบของสารประสุทธิ์ เปรียบเทียบคะแนนก่อนเรียนและหลังเรียน แจ้งคะแนน ให้นักเรียนทราบ 12. ในกรณีที่นักเรียนท าแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน เรื่อง การจ าแนก และองค์ประกอบของสารประสุทธิ์ ไม่ผ่านเกณฑ์ประเมินร้อยละ 80 ให้นักเรียนกลับไปศึกษา ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ที่นักเรียนยังพัฒนาไม่ถึงเกณฑ์ แล้วให้นักเรียนท าแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ ทางการเรียน เรื่อง การจ าแนกและองค์ประกอบของสารประสุทธิ์ อีกครั้งจนนักเรียนผ่านเกณฑ์ -2-
1. ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ เรื่อง การจ าแนกและองค์ประกอบของสารประสุทธิ์ รายวิชาวิทยาศาสตร์ 1 รหัสวิชา ว21101 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ชุดนี้ คือ ชุดที่ 3 เรื่อง กำรจ ำแนกธำตุและกำรใช้ประโยชน์ 2. ตรวจสอบชุดกิจกรรมการเรียนรู้ว่าครบถ้วนหรือไม่ ถ้าไม่ครบถ้วนต้องแจ้ง ครูผู้สอนทันที 3. ศึกษาจุดประสงค์การเรียนรู้ของชุดกิจกรรมการเรียนรู้ ก่อนที่จะเริ่มศึกษา หาความรู้ในล าดับต่อไป 4. นักเรียนท าแบบทดสอบก่อนเรียน จ านวน 10 ข้อ 5. ศึกษาชุดกิจกรรมการเรียนรู้ด้วยตนเองตามล าดับที่จัดไว้ในชุดกิจกรรมการเรียนรู้ เมื่อเข้าใจแล้วท ากิจกรรมให้ครบทุกกิจกรรม 6. ศึกษาชุดกิจกรรมการเรียนรู้ด้วยความเอาใจใส่ และมีความซื่อสัตย์ไม่เปิดดูเฉลยก่อน 7. เมื่อศึกษาเนื้อหาและท ากิจกรรมในชุดกิจกรรมการเรียนรู้เสร็จแล้ว ตรวจสอบ ความถูกต้องจากเฉลย 8. นักเรียนท าแบบทดสอบหลังเรียน จ านวน 10 ข้อ 9. ในกรณีที่นักเรียนท าแบบทดสอบหลังเรียนได้ไม่ถึง 8 ข้อ ให้นักเรียนย้อนกลับไป ศึกษาชุดกิจกรรมการเรียนรู้ชุดนี้ใหม่ แล้วท าแบบทดสอบหลังเรียนอีกครั้งจนกว่าจะได้คะแนน ตามเกณฑ์ 10. เมื่อมีปัญหาใด ๆ เช่น ไม่เข้าใจเนื้อหา สามารถขอค าแนะน าจากครูได้ ตลอดเวลา ค ำแนะน ำส ำหรับนักเรียน -3-
เมื่อนักเรียนศึกษาเรื่อง การจ าแนกธาตุและการใช้ประโยชน์ นักเรียนสามารถ 1. อธิบายสมบัติทางกายภาพบางประการของธาตุโลหะ อโลหะ และกึ่งโลหะ รวมทั้งจัดกลุ่มธาตุเป็นโลหะ อโลหะ และกึ่งโลหะได้ 2. วิเคราะห์และสรุปผลจากการใช้ธาตุโลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ และธาตุกัมมันตรังสีได้ 3. น าเสนอแนวทางการใช้ธาตุได้อย่างปลอดภัย และคุ้มค่า จุดประสงค์กำรเรียนรู้ -4-
ค ำสั่ง ให้นักเรียนเลือกค าตอบที่ถูกที่สุดเพียงค าตอบเดียว แล้วท าเครื่องหมายกากบาท (X) ลงในกระดาษค าตอบ 1. ข้อใดไม่ใช่สมบัติของธาตุโลหะ ก. เปราะ ข. ดึงเป็นเส้นได้ ค. มีความมันวาว ง. น าไฟฟ้าและน าความร้อนได้ดี 2. ข้อใดไม่ถูกต้องเกี่ยวกับการน าธาตุไปใช้ ก. ทองแดง เป็นโลหะที่ใช้ท าสายไฟฟ้า เพราะน าไฟฟ้าได้ดี ข. ซิลิคอน เป็นโลหะที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพราะมีสมบัติเป็นสารกึ่งตัวน า ค. เหล็ก เป็นโลหะที่ใช้ท าเครื่องจักร เพราะรับน้ าหนักได้และคงทนต่อการสึกหรอ ง. ไนโตรเจน เป็นอโลหะที่ใช้ในปุ๋ยเร่งผลผลิตทางการเกษตร เพราะเป็น ส่วนประกอบที่ส าคัญของพืช 3. แคลเซียมเป็นของแข็งมีจุดหลอมเหลว 842 องศาเซลเซียส มีจุดเดือด 1,484 องศาเซลเซียส น าไฟฟ้าได้ดี แคลเซียมจัดเป็นธาตุกลุ่มใด ก. โลหะ ข. อโลหะ ค. กึ่งโลหะ ง. สารประกอบ 4. ข้อใดบอกประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสีได้ถูกต้อง ก. I-131 ใช้ท าลายเซลล์มะเร็ง ข. C-14 ใช้ค านวณหาอายุวัตถุโบราณ ค. U-235 ใช้ตรวจความผิดปกติของต่อมไทรอยด์ ง. Co-60 ใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ แบบทดสอบก่อนเรียน เรื่อง กำรจ ำแนกธำตุและกำรใช้ประโยชน์ -5-
5. “เป็นแก๊สที่มีความส าคัญในการหายใจของสิ่งมีชีวิตและช่วยในการเผาไหม้” ข้อความ ข้างต้นกล่าวถึงแก๊สที่เกิดจากธาตุในข้อใด ก. H ข. N ค. O ง. He 6. ธาตุในข้อใดต่อไปนี้สามารถตีเป็นแผ่นหรือยืดเป็นเส้นได้ ก. ออกซิเจน ข. ไฮโดรเจน ค. ฟอสฟอรัส ง. ลิเทียม 7. ข้อใดต่อไปนี้ไม่ถูกต้องเกี่ยวกับธาตุอโลหะ ก. เคาะแล้วไม่ดังกังวาน ข. มีความหนาแน่นต่ า ค. ขัดผิวเป็นมันวาว ง. มีทั้ง 3 สถานะอุณหภูมิปกติ 8. ข้อใดไม่ใช่ลักษณะส าคัญของธาตุกัมมันตรังสี ก. เป็นธาตุที่สามารถแผ่รังสีได้ ข. เป็นธาตุที่มีพลังงานสูง ค. เป็นธาตุที่ไม่เสถียร ง. เป็นธาตุที่มีขนาดใหญ่ 9. ปรากฎการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีออกมา เรียกว่าอะไร ก. ธาตุกัมมันตรังสี ข. สารกัมมันตรังสี ค. กัมมันตภาพรังสี ง. สารกัมมันตภาพรังสี 10. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง ก. I-131 ใช้ตรวจตับและไขกระดูก ข. Na-24 ใช้ตรวจอัตราการไหลเวียนของเลือด ค. C-14 ใช้วินิจฉัยโรคเกี่ยวกับต่อมไทรอยด์ ง. Co-60 ใช้หาอายุวัตถุโบราณ -6-
ภำพที่ 1 สายไฟทองแดงและสายไฟอะลูมิเนียม ที่มำ : หนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 สสวท. สายไฟบางชนิดท าจากธาตุทองแดง บางชนิดท าจากอะลูมิเนียม เนื่องจากธาตุทั้งสอง มีสมบัติการน าไฟฟ้า ความแข็งแรงและเหนียวใกล้เคียงกัน แต่แตกต่างกันที่ความหนาแน่นและราคา เมื่อขนาดหรือปริมาตรเท่ากัน สายไฟอะลูมิเนียมจะมีน้ าหนักเบาเป็นครึ่งหนึ่งของสายไฟทองแดง และ มีราคาถูกกว่า จึงนิยมใช้สายไฟอะลูมิเนียมภายนอกอาคารที่ต้องใช้สายไฟยาวๆ ส่วนสายไฟทองแดง นิยมใช้ในอาคาร ธาตุแต่ละชนิดมีสมบัติบางประการที่เหมือนกัน และบางประการแตกต่างกัน จึงสามารถ ใช้สมบัติเหล่านั้นเป็นเกณฑ์ในการจ าแนกธาตุได้ โดยธาตุที่มีสมบัติคล้ายกันจะจัดอยู่ในกลุ่มเดียวกัน โดยทั่วไปธาตุที่มีพื้นผิวมันวาว น าไฟฟ้าและน าความร้อนได้ดี จุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง เหนียว สามารถตีแผ่เป็นแผ่นหรือยืดเป็นเส้นได้ จัดเป็นธาตุโลหะ (metal) ส่วนธาตุที่มีพื้นที่ผิวไม่มันวาว น าไฟฟ้าและน าความร้อนได้ไม่ดี จุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ า เปราะ ทุบแล้วแตก จัดเป็น ธาตุอโลหะ (non-metal) การจ าแนกธาตุเป็นโลหะ อละอโลหะ พิจารณาจากสมบัติทางกายภาพและสมบัติ ทางเคมีอื่นๆ ร่วมกัน อาจมีธาตุบางชนิดที่มีสมบัติส่วนมากเหมือนธาตุในกลุ่มหนึ่ง แต่มีสมบัติ เพียงส่วนน้อยที่ต่างออกไป เช่น ปรอท มีความมันวาว น าไฟฟ้า และการน าความร้อนได้ดี เหมือนธาตุโลหะ แม้จะมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ า และมีสถานะเป็นของเหลว ณ อุณหภูมิห้อง ในขณะที่โลหะชนิดอื่นเป็นของแข็ง แต่นักวิทยาศาสตร์ยังจัดกลุ่มปรอทเป็นธาตุโลหะ ส่วนถ่านไม้ ซึ่งเป็นคาร์บอนรูปหนึ่ง ไม่มันวาว เปราะ ไม่น าไฟฟ้า และไม่น าความร้อนเหมือนธาตุอโลหะ แม้จะมี จุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง แต่นักวิทยาศาสตร์ยังจัดคาร์บอนเป็นธาตุอโลหะ เช่นเดียวกันกับ แกรไฟต์ ซึ่งเป็นคาร์บอนอีกรูปหนึ่ง สามารถน าความร้อนและน าไฟฟ้าได้ นอกจากนี้โลหะส่วนมาก มีความหนาแน่นสูง และอโลหะมีความหนาแน่นต่ า แต่โลหะบางชนิดมีความหนาแน่นต่ า เช่น อะลูมิเนียม โซเดียม -7- ใบควำมรู้
ภำพที่ 2 ภาพธาตุโลหะ อโลหะ และกึ่งโลหะบางชนิด ที่มำ : หนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 สสวท. ธาตุบางชนิดมีสมบัติบางอย่างเหมือนโลหะ และสมบัติบางอย่างเหมือนอโลหะ เช่น พลวง มีความมันวาว น าไฟฟ้าเหมือนโลหะ แต่เปราะ และน าความร้อนได้ไม่ดี เหมือนอโลหะ จึงจัดธาตุที่มีสมบัติก้ ากึ่งระหว่างโลหะและอโลหะ เป็นกึ่งโลหะ (metalloid) นอกจากพลวงแล้ว ยังมีธาตุกึ่งโลหะอื่นๆ อีก เช่น โบรอน ซิลิคอน เจอร์เมเนียม สารหนู และเทลลูเรียม ซึ่งธาตุเหล่านี้ น าไฟฟ้าได้ดีกว่าอโลหะ แต่ไม่เท่าโลหะ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นธาตุกึ่งโลหะจะน าไฟฟ้าได้ดีขึ้น ในขณะที่ โลหะน าไฟฟ้าได้ลดลง ธาตุกึ่งโลหะจึงน าไปใช้ประโยชน์ในการเป็นสารกึ่งตัวน า ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ นอกจากการจ าแนกธาตุโดยใช้สมบัติทางกายภาพเป็นเกณฑ์แล้ว ยังสามารถจ าแนกธาตุ โดยใช้สมบัติการแผ่รังสีเป็นเกณฑ์ได้อีกด้วย ธาตุโลหะ อโลหะ หรือกึ่งโลหะบางชนิดสามารถ แผ่รังสีได้ ธาตุเหล่านี้เรยกว่า ธำตุกัมมันตรังสี (radioactive element) เช่น ยูเรเนียม เรดอน พอโลเนียม และการที่ธาตุแผ่รังสีออกมาอย่างต่อเนื่อง เรียกว่า กัมมันตภำพรังสี (radioactivity) -8-
ในชีวิตประจ าวันมีการน าธาตุโลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ และธาตุกัมมันตรังสีใช้ประโยชน์ ในด้านต่างๆ ดังนี้ ธำตุ กำรใช้ประโยชน์ โลหะ - ใช้ในเครื่องจักร อาคาร ภาชนะหุงต้ม เครื่องใช้ไฟฟ้า - อาจใช้เป็นโลหะผสม เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม หรือสเตนเลส สตีลล์ ส าริด ทองเหลือง อโลหะ - คาร์บอน ออกซิเจน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส เป็นส่วนประกอบส าคัญของสิ่งมีชีวิต และเป็น ส่วนประกอบของปุ๋ย กึ่งโลหะ - ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และคอมพิวเตอร์ โดยเฉพาะซิลิคอน - เป็นสารกึ่งตัวน า (semiconductor) ซึ่งน าไฟฟ้าได้ ไม่ดีที่อุณหภูมิห้อง แต่น าไฟฟ้าได้ดีเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น - ใช้ในแบตเตอรี่รถยนต์ สารดับเพลิง แผงเซลล์ แสงอาทิตย์ แผ่นซีดี ดีวีดี และบลูเรย์ ธาตุกัมมันตรังสี - ใช้ทางการแพทย์ เช่น ใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง การถ่ายภาพอวัยวะภายในเพื่อวินิจฉัยโรค - ใช้ทางการเกษตร เช่น การฉายรังสีอาหารเพื่อท าลาย แมลงหรือจุลินทรีย์ - ใช้ในอุตสาหกรรม เช่น การตรวจสอบรอยร้าวในโลหะ การฉายรังสีอัญมณี เพื่อให้มีสีสวย เพิ่มมูลค่า -9- รังสี หมายถึง พลังงานที่แผ่ออกมาจากต้นก าเนิด รังสีมีทั้งที่มองเห็นได้ เช่น แสงสีต่างๆ และที่มองไม่เห็น เช่น รังสีอัลตราไวโอเลต อินฟราเรด คลื่นวิทยุ และไมโครเวฟ แหล่งรังสีที่ส าคัญคือ ดวงอาทิตย์ ซึ่งแผ่รังสีมายังโลก เป็นแสงสีต่างๆ รังสีอัลตราไวโอเลต และรังสีอินฟาเรด ส่วนกัมมันตภาพรังสี เป็นการแผ่รังสืที่มีต้นก าเนิดจากอะตอม ของธาตุกัมมันตรังสี
นอกจากประโยชน์ในด้านต่างๆ แล้ว ธาตุบางชนิดยังอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต และสิ่งแวดล้อมได้ เช่น โลหะบางชนิดที่ใช้ในอุตสาหกรรม เช่น ตะกั่ว แคดเมียม ปรอท ถ้าปนเปื้อน ในสิ่งแวดล้อมแล้วเข้าสู่ร่างกายในปริมาณมาก อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อ ตับ หัวใจ ไต และ ธาตุกึ่งโลหะบางชนิดอาจก่ออันตรายต่อร่างกาย เช่น สารหนู มีพิษรุนแรงถึงชีวิต การสูดหายใจ เอาฝุ่นซิลิกาซึ่งประกอบด้วยธาตุซิลิคอน เป็นสาเหตุของอาการปอดอักเสบที่พบในคนงานเหมืองหิน ที่ไม่สวมหน้ากากป้องกันขณะปฏิบัติงาน นักวิทยาศาสตร์จัดกลุ่มธาตุตามสมบัติทางกายภาพเป็น โลหะ อโลหะ และกึ่งโลหะ ธำตุโลหะ มีผิวมันวาว น าความร้อนและน าไฟฟ้าได้ดี เหนียว มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง อาจมีความหนาแน่นสูงหรือต่ า ธำตุอโลหะ มีผิวไม่มันวาว ไม่น าความร้อน ไม่น าไฟฟ้า เปราะ มีจุดเดือดจุดหลอมเหลวต่ า และมีความหนาแน่นต่ า ธำตุกึ่งโลหะ มีสมบัติบางประการเหมือนโลหะ และสมบัติบางประการเหมือนอโลหะ สมบัติ โลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ การน าไฟฟ้า และน าความร้อน น าไฟฟ้าได้ และน าความร้อนได้ดี น าไฟฟ้า และน าความร้อนไม่ดี สมบัติบางอย่าง เหมือนโลหะ บางอย่าง เหมือนอโลหะ จุดเดือด จุดหลอมเหลว สูง (ยกเว้น ปรอท) ต่ า (ยกเว้น คาร์บอน) ความเปราะ เหนียว ไม่ปราะ เปราะ ความมันวาว มันวาว ไม่มันวาว ความหนาแน่น สูงและต่ า ต่ า ธาตุโลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ และธาตุกัมมันตรังสี สามารถน าไปใช้ประโยชน์ได้แตกต่างกัน และการใช้ธาตุบางชนิดอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตหรือสิ่งแวดล้อม -10- ธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดให้รังสีที่มีพลังงานแตกต่างกัน บางชนิดมีพลังงานสูง สามารถผ่านโลหะได้ บางชนิดไม่สามารถผ่านโลหะแต่สามารถผ่านร่างกายของสิ่งมีชีวิตได้ บางชนิดไม่สามารถผ่านร่างกายของสิ่งมีชีวิตหรือแผ่นกระดาษบางๆ ได้ ผู้เชี่ยวชาญ ทางรังสีจะควบคุมปริมาณของรังสีด้วยความระมัดระวัง และมีการติดสัญลักษณ์เตือนภัย เกี่ยวกับกัมมันตรังสีในกรณีที่พบวัตถุหรือสถานที่ที่มีสัญลักษณ์ดังกล่าว ควรอยู่ให้ห่างจาก บริเวณที่มีการแผ่รังสี หรือก าบังด้วยวัสดุที่กันรังสี เช่น แผ่นตะกั่ว คอนกรีต
ธำตุโลหะหำยำก ธาตุโลหะหายาก เช่น อิตเทรียม สแกนเดียม แลนทานัม นีโอติเมียม เป็นโลหะ ที่มีปริมาณน้อยเกินกว่าจะมีการลงทุนท าเหมืองเพื่อสกัดแร่เหล่านี้โดยเฉพาะ ส่วนมากพบธาตุโลหะ หายากอยู่ร่วมกับโลหะอื่นหรือธาตุกัมมันตรังสี การสกัดแร่โลหะหายากมาใช้มักมีผลกระทบ ต่อสิ่งแวดล้อม ในปัจจุบันเริ่มมีการใช้ธาตุโลหะหายากมากขึ้นในอุปกรณ์สื่อสาร เช่น จอสี วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ล าโพง ระบบสั่นของสมาร์ตโฟน แม่เหล็กส าหรับกังหันลมที่ผลิตกระแสไฟฟ้า สายไฟเบอร์ออพติกส าหรับอินเทอร์เน็ต โทรทัศน์ คอมพิวเตอร์ เลเซอร์ขีปนาวุธ เลนส์กล้อง หลอดไฟฟลูออเรสเซนส์ หลอด LED รถยนต์ไฮบริด เนื่องจากใช้ธาตุโลหะหายากในปริมาณมากขึ้น อาจเกิดการขาดแคลนธาตุเหล่านี้ ในอนาคต นักเทคโนโลยีจึงได้พัฒนาอุปกรณ์สื่อสารให้ใช้ธาตุโลหะหายากในปริมาณน้อยลง ปรับปรุง กระบวนการน ากลับมาใช้ใหม่ (recycle) ประกอบกับมีการเปิดเหมืองแร่เพิ่มขึ้น เพื่อหลีกเลี่ยง วิกฤติการขาดแคลนธาตุโลหะหายาก ภำพที่ 3 สมาร์ตโฟนใช้ธาตุโลหะหายากอย่างน้อย 8 ธาตุ เป็นส่วนประกอบส าคัญ ของจอสี ล าโพงและระบบสั่น ที่มำ : https://bestreview.asia/the-best-android-tablet/ -11-
ทดสอบและเปรียบเทียบสมบัติทางกายภาพของธาตุ เพื่อใช้ในการจ าแนกธาตุ วัสดุและอุปกรณ์ 1. ตัวอย่างธาตุต่างๆ ได้แก่ อะลูมิเนียม 5. ค้อนยางขนาดเล็ก เหล็ก ทองแดง สังกะสีก ามะถัน ถ่านไม้ 6. ถุงพลาสติกขนาดเล็ก 2. หลอดไฟ 2.5 V 7. แว่นตานิรภัย 3. สายไฟ พร้อมคลิปปากจระเข้ 8. กระดาษทราย 4. แบตเตอรี่ 1.5 V วิธีกำรด ำเนินกิจกรรม 1. สังเกตลักษณะภายนอกของธาตุ รวมทั้งความมันวาว โดยใช้กระดาษทรายขัดพื้นผิว ตัวอย่างธาตุบริเวณเล็กๆ และบันทึกผลในตารางที่ออกแบบไว้ 2. ทดสอบการน าไฟฟ้าของธาตุต่างๆ โดยต่อกับวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย ดังภาพ บันทึกผล ภำพกำรต่อวงจรเพื่อทดสอบกำรน ำไฟฟ้ำ 3. ทดสอบความเหนียวของธาตุ โดยบรรจุตัวอย่างธาตุในถุงพลาสติกขนาดเล็ก แล้วทุบด้วยค้อนยาง สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง บันทึกผล 4. คัดลอกข้อมูลจุดเดือด จุดหลอมเหลว และการน าความร้อน จากหนังสือเรียน ลงในตารางบันทึกผล 5. เปรียบเทียบสมบัติทางกายภาพของธาตุต่างๆ ในตาราง บันทึกผล กิจกรรมที่ 1 เรำจ ำแนกธำตุได้อย่ำงไร วัตถุประสงค์ของกิจกรรม -12-
ตารางจุดเดือด จุดหลอมเหลว ความหนาแน่น และการน าความร้อนของธาตุต่างๆ ที่ ธำตุ จุดเดือด (0C) จุดหลอมเหลว (0C) กำรน ำควำมร้อน 1 อะลูมิเนียม 2,467 660 น าความร้อนได้ดี 2 เหล็ก 2,750 1,535 น าความร้อนได้ดี 3 ทองแดง 2,567 1,083 น าความร้อนได้ดี 4 สังกะสี 907 420 น าความร้อนได้ดี 5 ก ามะถัน 445 113 ไม่น าความร้อน 6 ถ่านไม้ - 3,500 ไม่น าความร้อน 6. จ าแนกธาตุโดยใช้สมบัติทางกายภาพต่อไปนี้เป็นแกณฑ์ร่วม ได้แก่ ความมันวาว การน าไฟฟ้า ความเหนียว จุดเดือด จุดหลอมเหลว และการน าความร้อน บันทึกผล -13-
ตำรำงบันทึกผลกำรท ำกิจกรรม ชื่อธำตุ ผลกำรสังเกต ลักษณะภำยนอก กำรน ำ ไฟฟ้ำ ควำม เหนียว จุดเดือด จุด หลอม เหลว กำรน ำ ควำม ร้อน สถำนะ สี ควำม มันวำว อะลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง สังกะสี ก ามะถัน ถ่านไม้ ค ำถำมท้ำยกิจกรรม 1. วิเคราะห์สูตรของ สารแล้วระบุประเภทของสารประกอบว่าเป็นกรด เบส หรือเกลือ กรณีที่เป็นสารประเภทกรดให้ระบุ 1. ธาตุใดบ้างที่มีสมบัติความมันวาว การน าไฟฟ้า และความเหนียว เหมือนกัน 2. เมื่อจ าแนกธาตุโดยใช้สมบัติต่อไปนี้เป็นเกณฑ์ร่วมกัน ได้แก่ ความมันวาว การน าไฟฟ้า ความเหนียว จุดเดือด จุดหลอมเหลว และการน าความร้อน จะได้ผลการจ าแนกเป็นอย่างไร แบบบันทึกกิจกรรมที่ 1 เรำจ ำแนกธำตุได้อย่ำงไร -14- …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………
สรุปผลกำรท ำกิจกรรม -15- ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
รวบรวม วิเคราะห์ข้อมูล และน าเสนอผลจากการใช้ธาตุบางชนิด วิธีกำรด ำเนินกิจกรรม 1. อ่านข้อมูลการท าเหมืองแร่โพแทซเพื่อน าธาตุโพแทสเซียมไปใช้ในการผลิตปุ๋ยเคมี ในแผนภาพ 2. รวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูล เพื่อสรุปและน าเสนอแนวทางการใช้ธาตุอย่างปลอดภัย คุ้มค่า กำรท ำเหมืองแร่โพแทซเพื่อน ำธำตุโพแทสเซียมไปใช้ในกำรผลิตปุ๋ยเคมี 1. ถ้าบริษัทได้รับอนุญาตให้ท าเหมือง บริษัทจะต้องจ่ายเงินให้รัฐบาลเพื่อไปใช้พัฒนาท้องถิ่น ข้อดี ....................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .................................. ข้อเสีย ............................................................................................................................. ...... ........................................................................................................................... .................................... 2. กำรขุดเหมืองและจ้ำงงำน บริษัทเหมืองแร่จ้างคนงานและใช้เครื่องจักรจ านวนมาก เพื่อขุดเหมืองและล าเลียงแร่ ออกมาจากป่าไม้ ข้อดี ....................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .................................. ข้อเสีย ................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .................................. 3. กำรใช้ดิน บริษัทเหมืองแร่จ้างคนงานและใช้เครื่องจักรจ านวนมาก เพื่อขุดเหมืองและล าเลียงแร่ ออกมาจากป่าไม้ ข้อดี ............................................................................................................................. .......... ....................................................................................................................................... ........................ ข้อเสีย ................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .................................. กิจกรรมที่ 2 กำรน ำธำตุไปใช้มีผลอย่ำงไรบ้ำง วัตถุประสงค์ของกิจกรรม -16-
4. กำรใช้น้ ำ และพลังงำนไฟฟ้ำ เหมืองแร่ใช้น้ าและพลังงานไฟฟ้าในการล้างแร่ และใช้ในที่อยู่อาศัยของคนงาน ควรมีการ จัดการน้ าใช้ก่อนปล่อยคืนสู่แหล่งน้ า และการวางแผนการจ่ายไฟฟ้าให้เพียงพอ ข้อดี ........................................................................................................................... ............ ............................................................................................................................. .................................. ข้อเสีย ................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .................................. 5. โรงงำน เมื่อแร่มาถึงโรงงาน จะถูกน าไปผลิตเป็นปุ๋ยเคมี ท าให้เกษตรกรได้ใช้ปุ๋ยดี ราคาถูก และปุ๋ย บางส่วนอาจส่งออกไปขายต่างประเทศ ข้อดี ............................................................................................................................. .......... ............................................................................................................................. .................................. ข้อเสีย ................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .................................. ค ำถำมท้ำยกิจกรรม 1. จากข้อมูลข้างต้น จะเสนอแนะแนวทางการใช้ธาตุอย่างปลอดภัย คุ้มค่า ได้อย่างไร สรุปผลกำรท ำกิจกรรม -17- …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
ให้นักเรียนตอบค าถามต่อไปนี้ 1. จากภาพแท่งเหล็ก แท่งทองแดง และแท่งทองค าที่มีขนาดและปริมาตร 10 ลูกบาศก์เซนติเมตร เท่ากัน จงเขียนเครื่องหมาย หน้าข้อที่ถูกต้อง เมื่อต่อแท่งทองแดงในวงจรไฟฟ้า ท าให้หลอดไฟในวงจรสว่าง แสดงว่า ทองแดงน าไฟฟ้าได้ เหล็กมีความหนาแน่นสูงกว่าทองแดงและทองค า เมื่อให้ความร้อนจนมีอุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อยๆ แท่งทองค าจะหลอมเหลวก่อนแท่งทองแดง และแท่งเหล็ก 2. ให้นักเรียนเติมข้อมูลเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์ธาตุ ลงในตารางให้สมบูรณ์ ธำตุโลหะ ธำตุอโลหะ ธำตุกึ่งโลหะ ธำตุกัมมันตรังสี .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... 3. ธาตุโลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ และธาตุกัมมันตรังสีอาจก่ออันตรายได้อย่างไรบ้าง กิจกรรมที่ 3 ตรวจสอบควำมเข้ำใจ เรื่อง กำรจ ำแนกธำตุและกำรใช้ประโยชน์ -18- ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
4. จับคู่ธาตุและการใช้ประโยชน์ให้ถูกต้อง โดยใช้แต่ละตัวเลือกเพียงครั้งเดียว …….. 1. รักษาโรคมะเร็งบางชนิด ก. ทองแดง (โลหะ) …….. 2. ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ข. โพแทสเซียม (โลหะ) …….. 3. สายไฟภายในอาคาร ค. ซิลิคอน (ธาตุกึ่งโลหะ) …….. 4. ปุ๋ยเคมี ง. เรเดียม (ธาตุกัมมันตรังสี) 5. น าข้อความต่อไปนี้ใส่ในช่องว่างของผังมโนทัศน์ให้ถูกต้องและครบถ้วน ธาตุ สารประกอบ อโลหะ โลหะ กึ่งโลหะ สารบริสุทธิ์ 6. ธาตุในแต่ละกลุ่มมีสมบัติทางกายภาพเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร เขียนอธิบายโดยใช้ แผนผังเวนน์ดังภาพ 7. ให้นักเรียนเขียนเครื่องหมาย หน้าข้อความที่ถูก และเครื่องหมาย หน้าข้อความที่ผิด และแก้ไขข้อความที่ผิดให้ถูกต้อง 7.1 ธาตุต่างกันรวมตัวกันเป็นสารประกอบท าให้ได้สารใหม่ที่มีสมบัติแตกต่าง จากธาตุเดิม ……………………………………………………………………………………………………………………………. -19- สมบัติของโลหะ สมบัติของอโลหะ
7.2 ธาตุที่สามารถแผ่รังสีได้ เรียกว่า ธาตุกัมมันตรังสี ……………………………………………………………………………………………………………………………. 7.3 คาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน เป็นสารบริสุทธิ์ที่ไม่สามารถแยกโดยวิธีทางเคมีได้อีก ……………………………………………………………………………………………………………………………. 7.4 มลพิษทางอากาศ ได้แก่ แก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นสารประกอบทั้งสิ้น ……………………………………………………………………………………………………………………………. 7.5 นิกเกิลมีความมันวาว แข็ง สามารถน าไฟฟ้า และน าความร้อนได้ดี จัดเป็นธาตุโลหะ ……………………………………………………………………………………………………………………………. 7.6 ปรอทเป็นโลหะ เพราะปรอทไม่มีความมันวาว ไม่น าความร้อน และไม่น าไฟฟ้า ……………………………………………………………………………………………………………………………. 7.7 โบรมีนมีสมบัติน าความร้อนและน าไฟฟ้าไม่ดี มีสถานะของเหลว จัดเป็นธาตุโลหะ ……………………………………………………………………………………………………………………………. 8. การผลิตกระป๋องน้ าอัดลมโดยการรีไซเคิลอะลูมิเนียม ใช้พลังงานน้อยกว่าการผลิตกระป๋องจากแร่ ที่สกัดใหม่ถึง 20 เท่า แนวทางการใช้ธาตุอะลูมิเนียมโดยการรีไซเคิล เป็นผลดีต่อมนุษย์อย่างไร 9. จากสูตรเคมีต่อไปนี้จัดกลุ่มว่าสารใดเป็นธาตุ สารใดเป็นสารประกอบ เพราะเหตุใด O3 H2O H2 N2 H2O2 CO2 NO2 NaCl HCl I4 -20- ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………
ชื่อ____________________________________________ชั้น__________เลขที่__________ กิจกรรมที่ 4 แผนผังควำมคิด เรื่อง กำรจ ำแนกธำตุและกำรใช้ประโยชน์ หลังจากเรียน เรื่อง การจ าแนกธาตุและการใช้ประโยชน์ แล้ว เรามาช่วยกันเขียน แผนผังความคิดนะคะ -21-
ตำรำงบันทึกผลกำรท ำกิจกรรม ชื่อธำตุ ผลกำรสังเกต ลักษณะภำยนอก กำรน ำ ไฟฟ้ำ ควำม เหนียว จุด เดือด จุด หลอม เหลว กำรน ำ สถำนะ สี ควำมร้อน ควำม มันวำว อะลูมิเนียม ของแข็ง เทาอ่อน มันวาว น า ไฟฟ้า บิดงอได้ ทุบไม่แตก 2,467 660 น าความ ร้อนได้ดี เหล็ก ของแข็ง เทาอ่อน มันวาว น า ไฟฟ้า บิดงอได้ ทุบไม่แตก 2,750 1,535 น าความ ร้อนได้ดี ทองแดง ของแข็ง ทองแดง มันวาว น า ไฟฟ้า บิดงอได้ ทุบไม่แตก 2,567 1,083 น าความ ร้อนได้ดี สังกะสี ของแข็ง เทาอ่อน มันวาว น า ไฟฟ้า บิดงอได้ ทุบไม่แตก 907 420 น าความ ร้อนได้ดี ก ามะถัน ของแข็ง เหลือง อ่อน ไม่ มันวาว ไม่น า ไฟฟ้า เปราะ แตกง่าย 445 113 ไม่น าความ ร้อนได้ดี ถ่านไม้ ของแข็ง ด า ไม่ มันวาว ไม่น า ไฟฟ้า เปราะ แตกง่าย - สูงมาก (>3,600) ไม่น าความ ร้อนได้ดี ค ำถำมท้ำยกิจกรรม 1. วิเคราะห์สูตรของ สารแล้วระบประเภทของสารประกอบว่าเป็นกรดเบสหรือเกลือกรณีที่เป็นสารประเภทกรดให้ระบ1. ธาตุใดบ้างที่มีสมบัติความมันวาว การน าไฟฟ้า และความเหนียว เหมือนกัน แบบบันทึกกิจกรรมที่ 1 เรำจ ำแนกธำตุได้อย่ำงไร -22- ธาตุอะลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง สังกะสี และพลวง มีความมันวาว การน าไฟฟ้าได้ดี และเหนียวเหมือนกัน ส่วนธาตุก ามะถันและถ่านไม้ ไม่มันวาว น าไฟฟ้าได้ไม่ดี และไม่เหนียวเหมือนกัน
2. เมื่อจ าแนกธาตุโดยใช้สมบัติต่อไปนี้เป็นเกณฑ์ร่วมกัน ได้แก่ ความมันวาว การน าไฟฟ้า ความเหนียว จุดเดือด จุดหลอมเหลว และการน าความร้อน จะได้ผลการจ าแนกเป็นอย่างไร สรุปผลกำรท ำกิจกรรม -23- ธาตุแต่ละชนิดอาจมีสมบัติที่เหมือนหรือแตกต่างกัน สามารถใช้สมบัติเหล่านี้ เป็นเกณฑ์ในการจ าแนกธาตุได้ ธาตุที่มีพื้นผิวมันวาว น าไฟฟ้าและน าความร้อนได้ดี จุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง ไม่เปราะ เหนียว จัดเป็นกลุ่มหนึ่ง ส่วนธาตุที่มีพื้นผิว ด้าน ไม่มันวาว น าไฟฟ้าและน าความร้อนได้ไม่ดี จุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ า เปราะ ไม่เหนียว จัดเป็นอีกกลุ่มหนึ่ง เมื่อใช้สมบัติต่างๆ เป็นเกณฑ์ร่วมกัน สามารถจ าแนกธาตุเป็น 2 กลุ่ม โดย - กลุ่มที่ 1 มีความมันวาว น าไฟฟ้าได้ดี เหนียว จุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง น าความร้อนได้ดี ได้แก่ อะลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง สังกะสี - กลุ่มที่ 2 ไม่มันวาว น าไฟฟ้าได้ไม่ดีไม่เหนียว จุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ า น าความร้อนได้ไม่ดี ได้แก่ ก ามะถัน และถ่านไม้
รวบรวม วิเคราะห์ข้อมูล และน าเสนอผลจากการใช้ธาตุบางชนิด วิธีกำรด ำเนินกิจกรรม 1. อ่านข้อมูลการท าเหมืองแร่โพแทซเพื่อน าธาตุโพแทสเซียมไปใช้ในการผลิตปุ๋ยเคมี ในแผนภาพ 2. รวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูล เพื่อสรุปและน าเสนอแนวทางการใช้ธาตุอย่างปลอดภัย คุ้มค่า กำรท ำเหมืองแร่โพแทซเพื่อน ำธำตุโพแทสเซียมไปใช้ในกำรผลิตปุ๋ยเคมี 1. ถ้าบริษัทได้รับอนุญาตให้ท าเหมือง บริษัทจะต้องจ่ายเงินให้รัฐบาลเพื่อไปใช้พัฒนาท้องถิ่น ข้อดี รัฐบาลมีเงินงบประมาณส าหรับพัฒนาประเทศมากขึ้น ข้อเสีย เงินงบประมาณที่ได้อาจน าไปใช้พัฒนาในส่วนอื่นของประเทศ แต่ใช้พัฒนาท้องถิ่น ที่ท าเหมืองเพียงส่วนน้อย 2. กำรขุดเหมืองและจ้ำงงำน บริษัทเหมืองแร่จ้างคนงานและใช้เครื่องจักรจ านวนมาก เพื่อขุดเหมืองและล าเลียงแร่ ออกมาจากป่าไม้ ข้อดี คนในชุมชนมีงานท าจากการท าเหมือง ข้อเสีย ในชุมชนอาจมีการประกอบอาชีพอื่นๆ น้อยลง อาจเสียพื้นที่ป่าไม้ 3. กำรใช้ดิน บริษัทเหมืองแร่จ้างคนงานและใช้เครื่องจักรจ านวนมาก เพื่อขุดเหมืองและล าเลียงแร่ ออกมาจากป่าไม้ ข้อดี มีการวางแผนจัดการที่ดินที่ดีขึ้น แทนที่จะปล่อยที่ให้รกร้างว่างเปล่า ข้อเสีย มีฝุ่นละอองในอากาศ อาจมีพื้นที่ส าหรับท าการเกษตรน้อยลง เนื่องจากใช้พื้นที่ ในการท าเหมือง กิจกรรมที่ 2 กำรน ำธำตุไปใช้มีผลอย่ำงไรบ้ำง วัตถุประสงค์ของกิจกรรม -24-
4. กำรใช้น้ ำ และพลังงำนไฟฟ้ำ เหมืองแร่ใช้น้ าและพลังงานไฟฟ้าในการล้างแร่ และใช้ในที่อยู่อาศัยของคนงาน ควรมีการ จัดการน้ าใช้ก่อนปล่อยคืนสู่แหล่งน้ า และการวางแผนการจ่ายไฟฟ้าให้เพียงพอ ข้อดี มีการวางแผนการจัดการน้ าและผลิตกระแสไฟฟ้าที่ดี ข้อเสีย ถ้าขาดการจัดการน้ าที่ดีอาจมีปริมาณน้ าสะอาด ส าหรับการอุปโภค บริโภค ไม่เพียงพอ หรืออาจมีปัญหาน้ าเสีย หรือผลิตกระแสไฟฟ้าได้ไม่เพียงพอ 5. โรงงำน เมื่อแร่มาถึงโรงงาน จะถูกน าไปผลิตเป็นปุ๋ยเคมี ท าให้เกษตรกรได้ใช้ปุ๋ยดี ราคาถูก และปุ๋ย บางส่วนอาจส่งออกไปขายต่างประเทศ ข้อดี เกษตรกรได้ใช้ปุ๋ยดี ราคาถูก มีรายได้จากการส่งออกปุ๋ยไปขายต่างประเทศ ข้อเสีย ถ้ามีการใช้ปุ๋ยเคมีมากขึ้น อาจมีการใช้ปุ๋ยอินทรีย์หรือปุ๋ยชีวภาพน้อยลง ค ำถำมท้ำยกิจกรรม 1. จากข้อมูลข้างต้น จะเสนอแนะแนวทางการใช้ธาตุอย่างปลอดภัย คุ้มค่า ได้อย่างไร สรุปผลกำรท ำกิจกรรม -25- นักเรียนตอบได้ตามความคิดเห็นโดยอาศัยหลักฐานจากข้อมูลที่รวบรวมได้ เช่น ควรอนุญาตให้มีการท าเหมืองแร่ดังกล่าว โดยมีเงื่อนไขให้ปฏิบัติ ตามระเบียบ กฎหมายและมาตรการด้านสิ่งแวดล้อม จัดการด้านการใช้น้ า ถนน และทรัพยากรอื่นๆ ร่วมกับชุมชนอย่างมีประสิทธิภาพ และน าเงินรายได้ จากผลประโยชน์จากเหมืองแร่มาพัฒนาชุมชนในรูปของกองทุน ด้านสิ่งแวดล้อม กองทุนสุขภาพของประชาชน และพัฒนาถนนหรือทางรถไฟ การท าเหมืองแร่โพแทซเพื่อน าธาตุโพแทสเซียมไปใช้ในการผลิตปุ๋ยเคมี มีผลดี และผลเสียในแต่ละขั้นตอน เช่น การขุดเหมืองแร่จ้างคนงาน มีข้อดีคือเพิ่มรายได้ ให้กับคนงานในท้องถิ่น แต่อาจมีข้อเสียจากการที่คนงานอพยพย้ายไปอยู่บริเวณนั้น มากเกินไป หรือการใช้เครื่องจักรจ านวนมากอาจเกิดเสียงดัง
ให้นักเรียนตอบค าถามต่อไปนี้ 1. จากภาพแท่งเหล็ก แท่งทองแดง และแท่งทองค าที่มีขนาดและปริมาตร 10 ลูกบาศก์เซนติเมตร เท่ากัน จงเขียนเครื่องหมาย หน้าข้อที่ถูกต้อง เมื่อต่อแท่งทองแดงในวงจรไฟฟ้า ท าให้หลอดไฟในวงจรสว่าง แสดงว่า ทองแดงน าไฟฟ้าได้ เหล็กมีความหนาแน่นสูงกว่าทองแดงและทองค า เมื่อให้ความร้อนจนมีอุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อยๆ แท่งทองค าจะหลอมเหลวก่อนแท่งทองแดง และแท่งเหล็ก 2. ให้นักเรียนเติมข้อมูลเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์ธาตุ ลงในตารางให้สมบูรณ์ ธำตุโลหะ ธำตุอโลหะ ธำตุกึ่งโลหะ ธำตุกัมมันตรังสี ใช้ในเครื่องจักร เครื่องใช้ไฟฟ้า ภาชนะหุงต้ม ธาตุอโลหะ เป็นองค์ประกอบ ของปุ๋ย ใช้ในอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์ เป็นสารกึ่งตัวน า แบตเตอรี่รถยนต์ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ แผ่นซีดี ใช้ในการแพทย์ การเกษตร อุตสาหกรรม เช่น การรักษาโรคมะเร็ง การฉายรังสีอาหาร การตรวจสอบรอยร้าว ในโลหะ 3. ธาตุโลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ และธาตุกัมมันตรังสีอาจก่ออันตรายได้อย่างไรบ้าง กิจกรรมที่ 3 ตรวจสอบควำมเข้ำใจ เรื่อง กำรจ ำแนกธำตุและกำรใช้ประโยชน์ -26- โลหะบางชนิดที่ใช้ในอุตสาหกรรม อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อตับ หัวใจ ไต ธาตุกึ่งโลหะบางชนิดเป็นพิษต่อร่างกาย เช่น สารหนู ซิลิคอน
4. จับคู่ธาตุและการใช้ประโยชน์ให้ถูกต้อง โดยใช้แต่ละตัวเลือกเพียงครั้งเดียว ง 1. รักษาโรคมะเร็งบางชนิด ก. ทองแดง (โลหะ) ค 2. ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ข. โพแทสเซียม (โลหะ) ก 3. สายไฟภายในอาคาร ค. ซิลิคอน (ธาตุกึ่งโลหะ) ข 4. ปุ๋ยเคมี ง. เรเดียม (ธาตุกัมมันตรังสี) 5. น าข้อความต่อไปนี้ใส่ในช่องว่างของผังมโนทัศน์ให้ถูกต้องและครบถ้วน ธาตุ สารประกอบ อโลหะ โลหะ กึ่งโลหะ สารบริสุทธิ์ 6. ธาตุในแต่ละกลุ่มมีสมบัติทางกายภาพเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร เขียนอธิบายโดยใช้ แผนผังเวนน์ดังภาพ 7. ให้นักเรียนเขียนเครื่องหมาย หน้าข้อความที่ถูก และเครื่องหมาย หน้าข้อความที่ผิด และแก้ไขข้อความที่ผิดให้ถูกต้อง 7.1 ธาตุต่างกันรวมตัวกันเป็นสารประกอบท าให้ได้สารใหม่ที่มีสมบัติแตกต่าง จากธาตุเดิม ……………………………………………………………………………………………………………………………. -27-
7.2 ธาตุที่สามารถแผ่รังสีได้ เรียกว่า ธาตุกัมมันตรังสี ……………………………………………………………………………………………………………………………. 7.3 คาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน เป็นสารบริสุทธิ์ที่ไม่สามารถแยกโดยวิธีทางเคมีได้อีก ……………………………………………………………………………………………………………………………. 7.4 มลพิษทางอากาศ ได้แก่ แก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นสารประกอบทั้งสิ้น ……………………………………………………………………………………………………………………………. 7.5 นิกเกิลมีความมันวาว แข็ง สามารถน าไฟฟ้า และน าความร้อนได้ดี จัดเป็นธาตุโลหะ ……………………………………………………………………………………………………………………………. 7.6 ปรอทเป็นโลหะ เพราะปรอทไม่มีความมันวาว ไม่น าความร้อน และไม่น าไฟฟ้า ปรอทจัดเป็นโลหะ เพราะ มีความมันวาว และน าไฟฟ้าได้ดี 7.7 โบรมีนมีสมบัติน าความร้อนและน าไฟฟ้าไม่ดี มีสถานะของเหลว จัดเป็นธาตุโลหะ โบรมีนเป็นอโลหะ 8. การผลิตกระป๋องน้ าอัดลมโดยการรีไซเคิลอะลูมิเนียม ใช้พลังงานน้อยกว่าการผลิตกระป๋องจากแร่ ที่สกัดใหม่ถึง 20 เท่า แนวทางการใช้ธาตุอะลูมิเนียมโดยการรีไซเคิล เป็นผลดีต่อมนุษย์อย่างไร 9. จากสูตรเคมีต่อไปนี้ จัดกลุ่มว่าสารใดเป็นธาตุ สารใดเป็นสารประกอบ เพราะเหตุใด O3 H2O H2 N2 H2O2 CO2 NO2 NaCl HCl I4 -28- แนวทางการผลิตกระป๋องน้ าอัดลมโดยการรีไซเคิลอะลูมิเนียม เป็นการประหยัด พลังงาน ประหยัดต้นทุน และทรัพยากรธรรมชาติ และลดการเกิดขยะจากการผลิต กระป๋องจากอะลูมิเนียมสกัดใหม่ O3 H2 N2 I4 เป็นธาตุ เนื่องจากมีอะตอมเพียงชนิดเดียว ส่วน H2O H2O2 CO2 NO2 NaCl HCl เป็นสารประกอบ เนื่องจาก มีธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป รวมตัวกันด้วยอัตราส่วนคงที่
ชื่อ____________________________________________ชั้น__________เลขที่__________ พิจำรณำจำกผลงำนของนักเรียน สำมำรถเขียนได้หลำกหลำยตำมควำมคิดของแต่ละคน กิจกรรมที่ 4 แผนผังควำมคิด เรื่อง กำรจ ำแนกธำตุและกำรใช้ประโยชน์ หลังจากเรียน เรื่อง การจ าแนกธาตุและการใช้ประโยชน์ แล้ว เรามาช่วยกันเขียน แผนผังความคิดนะคะ -29-
ค ำสั่ง ให้นักเรียนเลือกค าตอบที่ถูกที่สุดเพียงค าตอบเดียว แล้วท าเครื่องหมายกากบาท (X) ลงในกระดาษค าตอบ 1. “เป็นแก๊สที่มีความส าคัญในการหายใจของสิ่งมีชีวิตและช่วยในการเผาไหม้” ข้อความ ข้างต้นกล่าวถึงแก๊สที่เกิดจากธาตุในข้อใด ก. H ข. N ค. O ง. He 2. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง ก. I-131 ใช้ตรวจตับและไขกระดูก ข. Na-24 ใช้ตรวจอัตราการไหลเวียนของเลือด ค. C-14 ใช้วินิจฉัยโรคเกี่ยวกับต่อมไทรอยด์ ง. Co-60 ใช้หาอายุวัตถุโบราณ 3. ข้อใดไม่ถูกต้องเกี่ยวกับการน าธาตุไปใช้ ก. ทองแดง เป็นโลหะที่ใช้ท าสายไฟฟ้า เพราะน าไฟฟ้าได้ดี ข. ซิลิคอน เป็นโลหะที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพราะมีสมบัติเป็นสารกึ่งตัวน า ค. เหล็ก เป็นโลหะที่ใช้ท าเครื่องจักร เพราะรับน้ าหนักได้และคงทนต่อการสึกหรอ ง. ไนโตรเจน เป็นอโลหะที่ใช้ในปุ๋ยเร่งผลผลิตทางการเกษตร เพราะเป็น ส่วนประกอบที่ส าคัญของพืช 4. แคลเซียมเป็นของแข็งมีจุดหลอมเหลว 842 องศาเซลเซียส มีจุดเดือด 1,484 องศาเซลเซียส น าไฟฟ้าได้ดี แคลเซียมจัดเป็นธาตุกลุ่มใด ก. โลหะ ข. อโลหะ ค. กึ่งโลหะ ง. สารประกอบ 5. ปรากฎการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีออกมา เรียกว่าอะไร ก. ธาตุกัมมันตรังสี ข. สารกัมมันตรังสี ค. กัมมันตภาพรังสี ง. สารกัมมันตภาพรังสี แบบทดสอบหลังเรียน เรื่อง กำรจ ำแนกธำตุและกำรใช้ประโยชน์ -30-
6. ข้อใดไม่ใช่สมบัติของธาตุโลหะ ก. เปราะ ข. ดึงเป็นเส้นได้ ค. มีความมันวาว ง. น าไฟฟ้าและน าความร้อนได้ดี 7. ข้อใดไม่ใช่ลักษณะส าคัญของธาตุกัมมันตรังสี ก. เป็นธาตุที่สามารถแผ่รังสีได้ ข. เป็นธาตุที่มีพลังงานสูง ค. เป็นธาตุที่ไม่เสถียร ง. เป็นธาตุที่มีขนาดใหญ่ 8. ข้อใดบอกประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสีได้ถูกต้อง ก. I-131 ใช้ท าลายเซลล์มะเร็ง ข. C-14 ใช้ค านวณหาอายุวัตถุโบราณ ค. U-235 ใช้ตรวจความผิดปกติของต่อมไทรอยด์ ง. Co-60 ใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ 9. ข้อใดต่อไปนี้ไม่ถูกต้องเกี่ยวกับธาตุอโลหะ ก. เคาะแล้วไม่ดังกังวาน ข. มีความหนาแน่นต่ า ค. ขัดผิวเป็นมันวาว ง. มีทั้ง 3 สถานะอุณหภูมิปกติ 10. ธาตุในข้อใดต่อไปนี้สามารถตีเป็นแผ่นหรือยืดเป็นเส้นได้ ก. ออกซิเจน ข. ไฮโดรเจน ค. ฟอสฟอรัส ง. ลิเทียม -31-
ค ำชี้แจง 1. เกณฑ์กำรประเมิน แบบทดสอบมีจ านวน 10 ข้อ ข้อละ 1 คะแนน คะแนนเต็ม 10 คะแนน ดังนี้ 2. ระดับคุณภำพ ดี หมายถึง ได้คะแนน 8 - 10 คะแนน พอใช้ หมายถึง ได้คะแนน 5 - 7 คะแนน ปรับปรุง หมายถึง ได้คะแนน 0 - 4 คะแนน ข้อ ค ำตอบ 1 ก 2 ข 3 ก 4 ข 5 ค 6 ง 7 ค 8 ง 9 ค 10 ข เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน เรื่อง กำรจ ำแนกธำตุและกำรใช้ประโยชน์ -32-
ค ำชี้แจง 1. เกณฑ์กำรประเมิน แบบทดสอบมีจ านวน 10 ข้อ ข้อละ 1 คะแนน คะแนนเต็ม 10 คะแนน ดังนี้ 2. ระดับคุณภำพ ดี หมายถึง ได้คะแนน 8 - 10 คะแนน พอใช้ หมายถึง ได้คะแนน 5 - 7 คะแนน ปรับปรุง หมายถึง ได้คะแนน 0 - 4 คะแนน ข้อ ค ำตอบ 1 ค 2 ข 3 ข 4 ก 5 ค 6 ก 7 ง 8 ข 9 ค 10 ง เฉลยแบบทดสอบหลังเรียน เรื่อง กำรจ ำแนกธำตุและกำรใช้ประโยชน์ -33-
บรรณำนุกรม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, กระทรวงศึกษาธิการ. คู่มือครู รายวิชาพื้นฐาน วิทยาศาสตร์ เล่ม 1 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1. กรุงเทพฯ : จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2562. . หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐาน วิทยาศาสตร์ เล่ม 1 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1. กรุงเทพฯ : จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2562. โลหะหายาก. [ออนไลน์] เข้าถึงได้จาก https://bestreview.asia/the-best-android-tablet/. 26 พฤษภาคม 2564. -34-