วันศุกร์ที่ 5 สิงหาคม พ.ศ. 2554

การเรียกชื่อสารประกอบ

ก่อนอื่น...เราต้องแยกให้ออกระหว่างสารประกอบอนินทรีย์และสารประกอบอินทรีย์ สารประกอบอินทรีย์ประกอบด้วยคาร์บอน ปกติมักรวมกับธาตุต่างๆ เช่น ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และซัลเฟอร์ ส่วนสารประกอบชนิดอื่นๆ จะถูกจัดเป็นสารประกอบอนินทรีย์ แต่ก็ยังมีสารประกอบที่มีคาร์บอนบางชนิดที่ถูกจัดเป็นสารประกอบอินทรีย์ด้วยเช่นกัน ตัวอย่างเช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) คาร์บอนไดซัลไฟด์ (CS2) สารประกอบในกลุ่มของไซยาไนด์ (CN-) คาร์บอเนต (CO3 2-) และไบคาร์บอเนต (HCO3-)
สารประกอบอินทรีย์ แบ่งออกเป็น 4 ประเภท ดังนี้
1.สารประกอบไอออนิก
2.สารประกอบโมเลกุล
3.กรดและเบส
4.ไฮเดรท

1.สารประกอบไอออนิก
ประกอบขึ้นด้วยไอออนบวกและไอออนลบ ยกเว้น แอมโมเนียมไอออน (NH4+) ไอออนบวกทุกชนิดส่วนใหญ่มาจากอะตอมของโลหะ ซึ่งจะเรียกชื่อตามธาตุของโลหะนั้นๆ เช่น
     Na+     โซเดียมไอออน
     K-        โพแทสเซียมไอออน
     Mg2+   แมกนีเซียมไอออน
สารประกอบไอออนิกส่วนใหญ่เป็นสารประกอบเชิงคู่ หรือเกิดจากธาตุสองธาตุ เรียกชื่อ ธาตุแรก เป็นโลหะไอออนบวก แล้วตามด้วยชื่อของโลหะไอออนลบ เช่น NaCl เรียกว่า โซเดียมคลอไรด์ ส่วนของไอออนลบให้ชื่อตามส่วนแรกของชื่อธาตุ (Cl) คลอรีน แล้วเติม "-ไอด์" ต่อท้ายชื่อ ดังนี้
     KBr       อ่านว่า โพแทสเซียมโบรไมด์
     ZnI2      อ่านว่า ซิงค์ไอโอไดด์
     Al2O3   อ่านว่า อลูมิเนียมออกไซด์
โลหะทรานซิชันสามารถเกิดเป็นไอออนบวกได้มากกว่าหนึ่งชนิด เช่น เหล็ก เกิดได้สองไอออนบวกคือ Fe2+ และ Fe3+ จะเรียกชื่อโดยใช้คำลงท้ายว่า "-อัส" สำหรับไอออนที่มีประจุบวกน้อยกว่า และลงท้ายด้วย "-อิก" สำหรับไอออนบวกที่มีประจุบวกมากกว่า ดังนี้
     Fe2+     เฟอร์รัส ไอออน
     Fe3+     เฟอร์ริก ไอออน
ชื่อของสารประกอบไอออนของเหล็กที่เิกิดกับคลอรีนจะเรียกได้ว่า
     FeCl2     เฟอร์รัส คลอไรด์
     FeCl3     เฟอร์ริก คลอไรด์
ซึ่งวิธีการเรียกแบบนี้มีข้อจำกัด เพราะโลหะบางชนิดสามารถมีประจุบวกได้มากกว่าสองประจุ ดังนั้นจึงมีการเรียกชื่อด้วยตัวเลขโรมัน ซึ่งเรียกระบบนี้ว่า ระบบสต๊อก เช่น
     Mn2+  : MnO        แมงกานีส (II) ออกไซด์
     Mn3+  : Mn2O3    แมงกานีส (III) ออกไซด์
     Mn4+  : MnO2      แมงกานีส (IV) ออกไซด์

--- ส่วนอีก 3 ประเภทที่เหลือ เราจะมาต่อกัน ในครั้งต่อไปนะคะ ...

ที่มา: Chemistry 9/e By Raymond Chang # 1

วันพุธที่ 16 มีนาคม พ.ศ. 2554

ทำความรู้จักกับ "กัมมันตภาพรังสี" กันดีกว่าค่ะ

          เวลานี้ ข่าวคราวที่คนทั้งโลกหันมาให้ความสนใจ คงหนีไม่พ้นเรื่องของ "อันตรายจากกัมมันตภาพรังสี" อันมีสาเหตุมาจากการระเบิดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่เมืองฟุกุชิมะ ประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเกิดจากแผ่นดินไหวขนาด 9.0 ริกเตอร์ และส่งผลให้เกิดคลื่นยักษ์สึนามิซึ่งทำให้เกิดความเสียหายอย่างหนักในจังหวัดทางตอนเหนือของญี่ปุ่นนั้น ทำให้ผู้มีส่วนเกี่ยวข้องทั้งหลายได้ออกมาพูดถึงอันตรายและวิธีการรับมือกับเจ้าสารกัมมันตภาพรังสีที่อาจมีการรั่วไหลออกมากันอย่างกว้างขวาง ดังนั้น ในฐานะที่เราก็เป็นนักเคมีตัวจิ๋วคนนึง ... เมื่อได้ยินเรื่องราวเหล่านี้เข้า ก็อดไม่ได้ที่จะต้องมาทบทวนความรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้กันซะหน่อย เริ่มเลยละกันนะคร้า...

          กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity) เป็นปรากฎการณ์อย่างหนึ่งของสารที่มีสมบัติในการแผ่รังสีออกมาได้เอง กัมมันตภาพรังสีที่แผ่ออกมามีอยู่ 3 ชนิดด้วยกัน คือ รังสีแอลฟา รังสีเบตา และรังสีแกมมา
          ธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive Elements) หมายถึง ธาตุพลังงานสูงกลุ่มหนึ่งที่สามารถแผ่รังสี แล้วกลายเป็นอะตอมของธาตุใหม่ได้

ประวัติการค้นพบ
          ในปี พ.ศ.2439 อองตวน อองรี เบ็กเคอเรล (Antonine Henri Becquerel) นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้พบว่าแผ่นฟิล์มถ่ายรูปที่ห่อหุ้มด้วยกระดาษดำ และเก็บรวมไว้กับสารประกอบยูเรเนียมจะมีลักษณะเหมือนถูกแสงสว่าง เขาจึงได้ทดลองเก็บแผ่นฟิล์มไว้กับสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่นๆ ดูบ้าง ซึ่งก็พบว่าผลที่เกิดขึ้นเป็นเช่นเดียวกัน  ดังนั้นเบ็กเคอเรสจึงได้สรุปว่า เหตุการณ์เช่นนี้เกิดขึ้นเนื่องจากธาตุยูเรเนียมมีสมบัติในการแผ่รังสีออกมาได้
          หลังจากนั้น ปีแอร์ คูรี และ มารี คูรี (Pierre Curie and Marie Curie) นักวิทยาศาสตร์คู่สามีภรรยาชาวฝรั่งเศส ได้ค้นพบเพิ่มเติมว่า ธาตุยูเรเนียมไม่ได้เป็นธาตุเพียงชนิดเดียวที่สามารถแผ่รังสีออกมาได้ แต่ยังมีธาตุชนิดอื่นๆ ที่สามารถแผ่รังสีออกมาได้เช่นเดียวกัน เช่น ธาตุพอลโลเนียม (Po), เรเดียม (Ra), และทอเรียม (Th) เป็นต้น ต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้เรียกรังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุต่างๆ ว่า กัมมันตภาพรังสี และเรียกธาตุต่างๆ ที่มีสมบัติในการแผ่รังสีว่า ธาตุกัมมันตรังสี
          การแผ่รังสีของธาตุกัมมันตรังสีเหล่านี้เกิดขึ้นในไอโซโทปของธาตุที่มีจำนวน นิวตรอนมากกว่าจำนวนโปรตอนมาก  ทำให้นิวเคลียสของธาตุไม่เสถียรจึงต้องมีการเปลี่ยนแปลงไปเป็นธาตุที่มีความ เสถียรมากขึ้น  โดยการสลายตัวเองเพื่อปล่อยอนุภาคภายในนิวเคลียสออกมาในรูปของการแผ่รังสี  การแผ่รังสีของธาตุเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติ  โดยพบว่าธาตุต่าง ๆ ที่อยู่ในธรรมชาติที่มีเลขอะตอมสูงกว่า 83 ส่วนใหญ่จะสามารถแผ่รังสีได้ทั้งสิ้น  ตัวอย่างเช่น  ธาตุเรเดียม,  ยูเรเนียม,  ทอเรียม  เป็นต้น
          การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีจะเกิดขึ้นได้โดยอะตอมของธาตุมีการปลดปล่อยองค์ประกอบและพลังงานที่อยู่ภายในอะตอมออกมา  ทำให้โครงสร้างของอะตอมเปลี่ยนแปลงไป โดยองค์ประกอบและพลังงานของธาตุที่ถูกปลดปล่อยออกมานั้นจะแผ่ออกมาจากธาตุในรูปของรังสีต่างๆ ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็น 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา, รังสีบีตา และรังสีแกมมา ซึ่งรังสีต่างๆ จะมีลักษณะและสมบัติที่แตกต่างกัน ดังนี้
          1.รังสีแอลฟา (Alpha) เป็นอนุภาคที่มีสมบัติเหมือนนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม  คือเป็นอนุภาคซึ่งมีโปรตอนและนิวตรอนอย่างละ 2 อนุภาค แต่ไม่มีอิเล็กตรอน จึงมีประจุบวก 2 สามารถเบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าเข้าหาขั้วลบ เป็นรังสีที่มีอำนาจการทะลุทะลวงต่ำ
          2. รังสีเบตา (Beta) เป็นอนุภาคที่มีประจุลบ มีคุณสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน จึงสามารถเบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าเข้าหาขั้วบวก รังสีบีตามีอำนาจการทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีแอลฟาประมาณ 100 เท่า มีความเร็วในการเคลื่อนที่สูงกว่ารังสีแอลฟา และสามารถเคลื่อนที่ไปได้ไกลกว่ารังสีแอลฟา
          3. รังสีแกมมา (Gamma)  มีคุณสมบัติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave)  ที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก  ไม่มีประจุและไม่มีมวล จึงไม่มีการเบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้า มีอำนาจการทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีบีตามาก เกิดจากการที่ธาตุแผ่รังสีแอลฟาและแกมมาออกมา แต่นิวเคลียสของธาตุยังไม่เสถียร ยังมีระดับพลังงานที่สูงอยู่ จึงต้องปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อลดระดับพลังงาน โดยรังสีแกมมาจะมีความเร็วในการเคลื่อนที่สูงมากจนมีค่าใกล้เคียงกับความเร็วแสง

ครึ่งชีวิตของธาตุ (Half life)
          เรารู้แล้วว่ารังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุกัมมันตรังสีเกิดจากนิวเคลียสในอะตอม ของธาตุซึ่งไม่เสถียร จึงต้องมีการสลายตัวและแผ่รังสีออกมา  เพื่อเปลี่ยนไปเป็นอะตอมที่มีเสถียรภาพมากขึ้น เมื่อธาตุกัมมันตรังสีแผ่รังสีออกมาแล้วจะเกิดการสลายตัวลดปริมาณลงไปด้วย โดยนักวิทยาศาสตร์เรียกระยะเวลาที่ธาตุกัมมันตรังสีสลายตัวไปจนเหลือครึ่ง หนึ่งของปริมาณเดิมว่า ครึ่งชีวิต (Half life)  ตัวอย่างเช่น ธาตุซัลเฟอร์ -35 มีครึ่งชีวิต 87 วัน ในการสลายตัวเหลือ 4 กรัม และใช้เวลาอีก 87 วัน ในการสลายตัวจนเหลือ 2 กรัม เป็นต้น

ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี
          ความสามารถในการปลดปล่อยพลังงาน และรังสีที่มีพลังงานและมีอำนาจทะลุทะลวงของธาตุกัมมันตรังสีได้ถูกนำไป ประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ในด้านต่างๆ มากมายทั้งในด้านการแพทย์ การเกษตร อุตสาหกรรม รวมจนถึงด้านธรณีวิทยาการหาอายุของวัตถุต่างๆ โดยธาตุกัมมันตรังสีที่มีการใช้ประโยชน์กันอย่างกว้างขวาง  ได้แก่
                    ยูเรเนียม-235 (U-235) ใช้สำหรับเป็นเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องบินและยานอวกาศ และใช้ในการผลิตรังสีเอ็กซ์ (X-ray) ซึ่งมีพลังงานสูง
                    โคบอลต์-60 (Co-60) เป็นธาตุกัมมันตรังสีที่สามารถแผ่กัมมันตรังสีชนิดแกมมาซึ่งมีผลในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์ได้ จึงมีการนำมาใช้ในการยับยั้งการเจริญเติบโตเชื้อจุลินทรีย์ในอาหารผักและผลไม้ และนำมาใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง
                    คาร์บอน-14 (C-14) เป็นธาตุกัมมันตรังสีที่สามารถพบได้ในวัตถุต่างๆ เกือบทุกชนิดบนโลก จึงสามารถนำระยะเวลาครึ่งชีวิตของธาตุนี้มาใช้ในการคำนวณหาอายุของวัตถุโบราณ อายุของหินและเปลือกโลกและอายุของซากฟอสซิลต่างๆ ได้  (C-14 มีครึ่งชีวิตประมาณ 5,730 ปี)
                    ฟอสฟอรัส-32 (P-32) เป็นสารประกอบกัมมันตรังสีที่สามารถละลายน้ำได้ มีระยะเวลาครึ่งชีวิตประมาณ 14.3 วัน ทางการแพทย์นำมาใช้ในการรักษาโรคมะเร็งของเม็ดโลหิตขาว (ลิวคีเมีย) โดยให้รับประทานหรือฉีดเข้าในกระแสโลหิต นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการตรวจหาเซลล์มะเร็ง และตรวจหาปริมาณโลหิตของผู้ที่จะเข้ารับการผ่าตัด

อันตรายจากธาตุกัมมันตรังสี
          อันตรายจากธาตุกัมมันตรังสีเกิดขึ้นได้ หากร่างกายของสิ่งมีชีวิตได้รับกัมมันตรังสีในปริมาณที่มากเกินไป จะทำให้โมเลกุลของน้ำ สารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ต่างๆ ในร่างกายเสียสมดุล ทำให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์ในร่างกาย ซึ่งจะทำให้สิ่งมีชีวิตเกิดความเจ็บป่วย หรือหากได้รับในปริมาณมากก็อาจทำให้เสียชีวิตได้ ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับรังสีจึงจะต้องมีอุปกรณ์ที่ช่วย ป้องกันอันตรายจากรังสี และมีการกำหนดระยะเวลาในการทำงานเพื่อไม่ให้สัมผัสกับรังสีเป็นเวลานานเกินไป

          ปริมาณรังสีที่ส่งผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์
                    2.2  มิลลิซีเวิร์ด          เป็นระดับรังสีปกติในธรรมชาติ ที่มนุษย์แต่ละคนได้รับใน 1 ปี
                    5.0  มิลลิซีเวิร์ด          เป็นเกณฑ์รังสีสูงสุดที่อนุญาตให้บุคคลทั่วไปรับได้ใน 1 ปี
                    50   มิลลิซีเวิร์ด          เป็นเกณฑ์สูงสุดที่อนุญาติให้ผู้ปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับรังสี

                                                   รับได้ใน 1 ปี
                    250 มิลลิซีเวิร์ด           เป็นระดับที่ไม่ทำให้ร่างกายปรากฏอาการผิดปกติ ทั้งในระยะสั้น

                                                   และในระยะยาว
                    500 มิลลิซีเวิร์ด           ทำให้ปริมาณเม็ดเลือดขาวลดลงเล็กน้อย
                    1,000 มิลลิซีเวิร์ด        ทำให้เกิดอาการคลื่นเหียน อ่อนเพลีย และมีปริมาณเม็ดเลือด

                                                   ขาวลดลง
                    3,000 มิลลิซีเวิร์ด        ทำให้เกิดอาการอ่อนเพลีย อาเจียน ท้องเสีย  เม็ดเลือดขาว

                                                   ลดลง  ผมร่วง เบื่ออาหาร ตัวซีด คอแห้ง มีไข้ และอาจเสียชีวิต
                                                   ได้ภายใน 3-6 สัปดาห์
                    6,000 มิลลิซีเวิร์ด        ทำให้เกิดอาการอ่อนเพลีย อาเจียน ท้องเสีย ท้องร่วงภายใน

                                                   1-2 ชั่วโมง เม็ดเลือดลดลงอย่างรวดเร็ว ผมร่วง มีไข้ อักเสบ
                                                   บริเวณปากและลำคออย่างรุ่นแรง และมีโอกาสเสียชีวิตได้
                                                   ถึง 50% ภายใน 2-6 สัปดาห์
                    10,000 มิลลิซีเวิร์ด      ทำให้เกิดอาการอ่อนเพลีย อาเจียน ท้องเสีย ท้องร่วงภายใน

                                                   1-2 ชั่วโมง เม็ดเลือด ลดลงอย่างรวดเร็ว ผมร่วง มีไข้ อักเสบ
                                                   บริเวณปากและลำคออย่างรุ่นแรง ผิวหนังพอง บวม ผมร่วง และ
                                                   เสียชีวิตภายใน 2-3 สัปดาห์

         ... เป็นงัยกันบ้างคะ ? ได้ทราบที่มาที่ไปของเจ้ากัมมันตภาพรังสีกันไปแล้ว คราวหน้าห้ามพลาดนะคะ เพราะเราจะมาดูกันต่อซิ ที่เค้าว่ากันว่าเจ้า "ไอโอดีน" มีคุณสมบัติในการป้องกันอันตรายจากกัมมันตภาพรังสีนั้น ข้อเท็จจริงเป็นอย่างไร ? เดี๋ยวนักเคมีตัวจิ๋วจะพาไปหาคำตอบกันค่ะ Bye..Bye..


ที่มา: http://www.trueplookpanya.com/true/knowledge_detail.php?mul_content_id=3029 ขอขอบคุณนะคร้า...