เคมีครูจ๋อม

วันอาทิตย์ที่ 13 ตุลาคม พ.ศ. 2562

ยินดีต้อนรับทุกท่านเข้าสู่ blog การเรียนรู้เคมีครูจ๋อม
สวัสดีครับ....ทุกๆคนที่สนใจในรายวิชาเคมี Bloog นี้ทำขึ้นมาเพื่อเผยแพร่ความรู้ แลกเปลี่ยนรู้ และแชร์ประสบการณ์ในการสอนเนื้อหา และทำโจทย์เคมีอย่างง่าย จากประสบการณ์สอนมานานนับสิบๆปี เพื่อเป็นประโยชน์กับนักเรียนที่สนใจและกำลังสืบหาเรื่องนั้นๆอยู่ครับ และช่วงนี้เกิดสภาวะะโรคระบาด Covid 19 จึงไม่รู้ว่าเราจะเปิดเรียนได้วัน เวลาใด จึงเปิดช่องทางนี้ให้นักเรียนได้ศึกษาล่วงหน้า หรือเรียนในกรณีจำเป็นในภาคเรียนที่ 1/2563 มีรายละเอียดดังนี้
ม. 6 นักเรียนศึกษาเรื่องไฟฟ้าเคมี ศึกษาเนื้อหาพร้อมสรุป จัดทำแผนที่ความคิด
ม. 5 นักเรียนศึกษาเรื่องปฏิกิริยาเคมี ศึกษาเนื้อหาพร้อมสรุป จัดทำแผนที่ความคิด
ม. 4 นักเรียนศึกษาเรื่องตารางธาตุ ศึกษาเนื้อหาพร้อมสรุป จัดทำแผนที่ความคิด

เคมีอินทรีย์ ( Organic Chemistry)

โดยทั่ว ๆ ไปอาจจะแบ่งสารประกอบต่างๆ ได้เป็น 2 ประเภท คือสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ สารอินทรีย์ หมายถึง สารที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก และมีธาตุอื่นๆเป็นองค์ประกอบร่วม เช่น ธาตุ H , O, N, P, S, Cl, และ Br เป็นต้น ดังนั้นสารอินทรีย์ทุกชนิดจะต้องมีธาตุ C อยู่ด้วยเสมอ จึงกล่าวได้ว่าสารอินทรีย์ คือสารประกอบของคาร์บอน

เคมีอินทรีย์ คือสาขาวิชาหนึ่งที่เกี่ยวกับชนิด สมบัติ การสังเคราะห์และปฏิกิริยาของสารประกอบอินทรีย์
สารอินทรีย์ หมายถึงสารประกอบที่มีธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก เดิมเชื่อว่าเกิดจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น จนกระทั่งฟรีดริช เวอเลอร์ สามารถสังเคราะห์สารอินทรีย์ได้จากสารอนินทรีย์ โดยสังเคราะห์สารอินทรีย์ (ยูเรีย)ได้จากสารอนินทรีย์ ดังสมการ

NH₄CNO → NH₂ - CO - NH₂

แอมโมเนียมไซยาเนต ยูเรีย

สารอินทรีย์มีจำนวนมาก เนื่องจาก

C สามารถเกิดได้ทั้งพันธะเดี่ยว พันธะคู่ พันธะสาม
C สามารถสร้างพันธะกับธาตุอื่นๆได้จำนวนมาก
การเกิดปรากฏการณ์ไอโซเมอร์ (สูตรโมเลกุลเหมือนกันแต่สูตรโครงสร้างต่างกัน )

วันเสาร์ที่ 12 ตุลาคม พ.ศ. 2562

มารู้จักกับ C

ธาตุคาร์บอน

เพื่อให้เข้าใจเกี่ยวกับสารประกอบของคาร์บอน จึงควรทำความเข้าใจเกี่ยวกับธาตุคาร์บอนก่อนดังนี้

คาร์บอนเป็นธาตุที่มีอยู่ในโลกค่อนข้างมากทั้งในรูปของธาตุอิสระและสารประกอบ ในตรารงธาตุจัดไว้เป็นธาตุหมู่ที่ IV คาบที่ 2 มีเลขอะตอม 6 โดยมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 1s² 2s² 2p² หรือ 2 , 4 มีไอโซโทปที่สำคัญ 3 ชนิดคือ ¹²C , ¹³C, และ ¹⁴C โดยมีมวลอะตอมเฉลี่ยเป็น 12.011

สมบัติทั่ว ๆ ไปของคาร์บอนได้แก่

· มีจุดหลอมเหลว 3730 ⁰C และจุดเดือด 4830 ⁰C (ในเพชร)

· เป็นของแข็ง มีความหนาแน่น 3.51 g/cm³ ในเพชร และ 2.26 g/cm³ ในแกร์ไฟต์

· มีรัศมีอะตอม 0.077 nm

· มีพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่หนึ่ง (IE₁) 1086 kJ/Mol

· มีอิเล็กโตรเนกาติวิตี 2.5

คาร์บอนที่อยู่ในภาวะอิสระตามธรมชาติมี 2 รูป คือ แกร์ไฟต์และเพชร

รูปที่ 10.1 โครงสร้างของแกรไฟต์และเพชร

คาร์บอนที่อยู่ในรูปของสารประกอบมีทั้งสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ เช่น น้ำมัน พลาสติก กระดาษ และหินปูน เป็นต้น

วันศุกร์ที่ 11 ตุลาคม พ.ศ. 2562

การเขียนสูตรโครงสร้าง

การเขียนสูตรโครงสร้างในสารประกอบของคาร์บอน

สูตรโครงสร้าง คือ สูตรที่นอกจากจะแสดงจำนวนอะตอมของธาตุที่เป็นองค์ประกอบของสารแล้ว ยังแสดงลักษณะการจัดเรียงอะตอมของธาตุต่าง ๆ ในโมเลกุล ซึ่งทำให้ทราบว่ามีธาตุใดบ้าง อย่างละกี่อะตอม แต่ละอะตอมยึดเหนี่ยวกับอะตอมอื่น ๆ อย่างไร โดยทั่วไปสามารถเขียนสูตรโครงสร้างของสารประกอบคาร์บอนได้ 4 วิธีตามความเหมาะสมดังนี้

ก. สูตรโครงสร้างแบบเส้น (Extended structural formula)

วิธีนี้เป็นการเขียนสูตรที่แสดงรายละเอียดของชนิดของพันธะและตำแหน่งที่อยู่ในโมเลกุลทั้งหมด เหมาะสำหรับโมเลกุลที่มีขนาดเล็ก หรือโมเลกุลที่ไม่ซับซ้อนมากนัก เช่น
บิวทีน (C₄H₈) เขียนสูตรโครงสร้างแบบเส้นได้เป็น

เอทานอล (C₂H₅OH) เขียนสูตรโครงสร้างแบบเส้นได้เป็น

ข. สูตรโครงสร้างแบบย่อ (Condensed structural formula)

วิธีนี้เป็นการเขียนสัญลักษณ์ของ C ต่อเนื่องกันโดยไม่ต้องแสดงพันธะแบบเส้น (ยกเว้นพันธะคู่และพันธะสาม) อะตอมของธาตุอื่น ๆ ที่เกิดพันธะกับ C อะตอมใด ให้เขียนไว้ติดกับ C อะตอมนั้นโดยไม่ต้องแสดงพันธะ และถ้าโครงสร้างมีลักษณะซ้ำ ๆ กัน ให้ใช้วงเล็บแทนการเขียนทั้งหมดได้

เช่น โพรเพน (C₃H₈) เขียนเป็น CH₃CH₂CH₃

บิวเทน (C₄H₁₀) เขียนเป็น CH₃CH₂CH₂CH₃ หรือ CH₃(CH₂)₂CH₃

ออกเทน (C₈H₁₈) เขียนเป็น CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃

หรือ CH₃(CH₂)₆CH₃

บิวทีน (C₄H₈) เขียนเป็น CH₂=CHCH₂CH₃

เอทานอล (C₂H₆O) เขียนเป็น CH₃CH₂OH

ค. สูตรโครงสร้างแบบย่อบางส่วน (Partially extended structural formula)

เป็นการเขียนสูตรโครงสร้างแบบย่ออีกประเภทหนึ่ง โดยผสมระหว่างแบบ ก. และ ข. เพื่อต้องการเน้นบางอย่างให้เด่นชัดขึ้น การเขียนสูตรประเภทนี้มักจะแสดงพันธะระหว่าง C กับ C สำหรับพันธะระหว่าง C กับอะตอมอื่น ๆ จะแสดงหรือไม่ก็ได้ เช่น

บิวเทน (C₄H₁₀) เขียนเป็น CH₃ - CH₂ - CH₂ - CH₃

เอทานอล (C₂H₆O) เขียนเป็น CH₃ - CH₂ - OH หรือ C₂H₅ - OH

ง. Bond line convention

เหมาะสำหรับโมเลกุลใหญ่ ๆ ที่มีจำนวนอะตอมของคาร์บอนมาก ๆ ในสูตรโครงสร้างแบบนี้ไม่ต้องแสดงอะตอมของ C หรืออะตอมของ H ที่เกาะกับ C ให้ใช้เส้นตรงแทนโครงสร้างโดยตรง จุดตัดของเส้นตรงจะแสดงตำแหน่งของ C จุดปลายของโครงสร้างถ้าไม่มีอะตอมอื่นเขียนไว้แสดงว่าเป็นอะตอม C เช่น

จะเห็นได้ว่าสูตรโครงสร้างแบบต่าง ๆ ที่แสดงให้ดูนั้น อยู่ในลักษณะ 2 มิติ ซึ่งความจริงการจัดเรียงอะตอมของธาตุจะเป็นลักษณะ 3 มิติ เนื่องจากทิศทางการเกิดพันธะของคาร์บอนบังคับไว้ ทำให้ไม่ได้ต่อกันอยู่ในแนวเส้นตรง

พิจารณา ตัวอย่างการเขียนสูตรโครงสร้างแบบ 3 มิติต่อไป

ก. มีเทน (CH₄)