โครงสร้างอะตอม+ตารางธาตุ

โครงสร้างอะตอม

อะตอม (Atoms) อะตอมเป็นอนุภาคเล็กๆ ที่เป็นองค์ประกอบของธาตุทุกชนิด อะตอมของธาตุใดๆ จะมีลักษณะเป็นทรงกลม ซึ่งภายในจะมีนิวเคลียสเป็นแกนกลางและมีกลุ่มหมอกของอนุถาคที่เล็กมากห่อหุ้มอยู่ซึ่งเรียกว่า อิเล็กตรอน

แบบจำลองอะตอมของดอลตัน

สารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่สุดเรียกว่า "อะตอม" อะตอมจะไม่สามารถแบ่งแยกได้ และไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้ อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีสมบัติเหมือนกันทุกประการ อะตอมของธาตุต่างกันจะมีสมบัติต่างกัน ธาตุตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปสามารถรวมตัวกันเกิดเป็นสารประกอบ โดยมีอัตราส่วนการรวมตัวเป็นตัวเลขอย่างง่าย

แบบจำลองอะตอมของทอมสัน

อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลม ประกอบด้วยอนุภาคอิเล็กตรอนที่มีประจุเป็นลบ อนุภาคโปรตรอนมีประจุเป็นบวก โปรตรอนและอิเล็กตรอนกระจายอยู่ทั่วไปอย่างสม่ำเสมอ อะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้า เพราะ มีจำนวนประจุบวกเท่ากับประจุลบ

แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด
อะตอมมีศูนย์กลางซึ่งเรียกว่า นิวเคลียส ซึ่งมีขนาดเล็ก มีประจุบวกเรียกว่าโปรตอนอยู่ และมีประจุลบที่เรียกว่าอิเล็กตรอนวิ่งอยู่ภายนอกแบบจำลองอะตอม นีลส์ โบร์ อะตอมเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสเป็นวงกลมโดยแต่ละวงจะมีระดับพลังงานแตกต่างกันไป

โครงสร้างอะตอมอะตอม มีลักษณะเป็นทรงกลมแบบกลุ่มหมอก ประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานที่มีมวลน้อยมาก 3 ชนิดได้แก่ นิวตรอน (Neutron) โปรตอน (Proton) และอิเล็กตรอน (Electron)มีนิวเคลียสอยู่ตรงกลางซึ่งภายในประกอบด้วยอนุภาคของนิวตรอนและโปรตอนอยู่ อาจเรียกว่านิวคลิออน (Nucleon) มีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปรอบๆนิวเคลียส ซึ่งไม่สามารถกำหนดความเร็ว ทิศทางและตำแหน่งที่แน่นอนได้ จึงทำให้โอกาส ที่จะพบอิเล็กตรอนในบริเวณหนึ่งๆไม่สม่ำเสมอ บริเวณที่สามารถพบอิเล็กตรอนได้ถูกเรียกว่า ออร์บิทัล (Orbital)บริเวณที่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุดจะมีกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนที่หนาแน่นที่สุด ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนถูกกำหนดให้แทนด้วย n = 1 และเมื่อห่างจากนิวเคลียสมากขึ้น ความหนาแน่นของกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนจะน้อยลง ค่าของระดับพลังงานของอิเล็กตรอนจะถูกกำหนดให้แทนด้วย n = 2 n = 3 n = 4 ตามลำดับ

รูปโครงสร้างอะตอม

การจัดเรียงอิเล็กตรอนการจัดแบ่งอิเล็กตรอนที่โคจรในอะตอมจะแบ่งตามกลุ่มของระดับพลังงาน (n) โดยจำนวนอิเล็กตรอนที่มากที่สุดในแต่ละระดับพลังงานมีค่าไม่เกิน 2n2

n = 1 จำนวน 2 อิเล็กตรอน

n = 2 จำนวน 8 อิเล็กตรอน

n = 3 จำนวน 18 อิเล็กตรอน

n = 4 จำนวน 32 อิเล็กตรอนจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุด (Valence Electron) จะมีได้มากที่สุดไม่เกิน8 อิเล็กตรอน

เลขอะตอม (Atomic Number : Z) คือ จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของแต่ละอะตอมของธาตุ ซึ่งปกติอะตอมที่เป็นกลางจะมีจำนวน ประจุบวกเท่ากับประจุลบเสมอ จึงทำให้จำนวนโปรตอนกับจำนวนอิเล็กตรอนของธาตุมีค่าเท่ากันเลข

อะตอม = จำนวนโปรตอน = จำนวนอิเล็กตรอน เลขมวล (Mass Number : A) คือ ผลรวมของจำนวนนิวตรอนกับจำนวนโปรตอนที่อยู่ในนิวเคลียสของอะตอม ยกเว้นอะตอมของไฮโดรเจน ซึ่งมีจำนวนโปรตอน 1 ตัว ไม่มีนิวตรอน

เลขมวล = จำนวนโปรตอน + จำนวนนิวตรอน= เลขอะตอม + จำนวนนิวตรอน

สัญลักษณ์นิวเคลียส (Nuclear Symbol)

เมื่อ A แทน เลขมวล

Z แทน เลขอะตอม

X แทน สัญลักษณ์ของธาตุ

เช่น ธาตุโซเดียม

เลขอะตอม = จำนวนโปรตอน = จำนวนอิเล็กตรอน
11 = จำนวนโปรตอน = จำนวนอิเล็กตรอนเลขมวล = จำนวนโปรตอน + จำนวนนิวตรอน
23= 11 + จำนวนนิวตรอนจำนวนนิวตรอน = 23 - 11 = 12
นั่นคือ ธาตุโซเดียมมีจำนวนโปรตอน, อิเล็กตรอนและนิวตรอนเท่ากับ 11, 11, 12 ตามลำดับ
ตารางธาตุกับการจัดเรียงอิเล็กตรอน
ไอโซโทป คือ อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันซึ่งมีจำนวนโปรตอนเท่ากันแต่มีจำนวนนิวตรอนไม่เท่ากัน ซึ่งการที่มีจำนวนนิวตรอนไม่เท่ากันนี้เอง ทำให้เลขมวลไม่เท่ากัน ตัวอย่างเช่น ไอโซโทปของธาตุคาร์บอนซึ่งอาจพบในรูปของคาร์บอน –12 และคาร์บอน –14

รูป ไอโซโทปของคาร์บอน

โมเลกุล (Molecule) คือ กลุ่มอะตอมอย่างน้อย 2 อะตอม ที่มารวมกันอยู่ด้วยแรงดึงดูดทางเคมี โดยโมเลกุลนั้นอาจประกอบด้วยอะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน หรือ อะตอมของธาตุตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปมารวมกันอยู่ด้วยอัตราส่วนที่แน่นอนตามกฎสัดส่วนคงที่ เช่น H2 , H2O
ไอออน (Ion) คือ อะตอมหรือกลุ่มอะตอมที่มีประจุ จากการที่อะตอมเป็นกลางทำให้จำนวนโปรตอน (ประจุบวก) และจำนวนอิเล็กตรอน (ประจุลบ) เท่ากัน ถ้าอะตอมที่เป็นกลางนั้นรับอิเล็กตรอนเพิ่มเข้ามาจะทำให้จำนวนอิเล็กตรอนมากกว่าจำนวนโปรตอนเกิดเป็นไอออนลบ (Negative Ion) ขึ้น ในทางตรงข้าม ถ้าอะตอมที่เป็นกลางนั้นสูญเสียอิเล็กตรอนจะทำให้จำนวนอิเล็กตรอนน้อยกว่าจำนวนโปรตอนเกิดเป็นไอออนบวก (Positive Ion)

ธาตุและสารประกอบ
ธาตุ (Element) คือ สารที่ไม่สามารถแยกออกเป็นสารอื่นได้ด้วยวิธีการทางเคมี ปัจจุบันมีธาตุทั้งหมด 118 ธาตุ เป็นธาตุที่เกิดในธรรมชาติ 83 ธาตุ และธาตุที่นักวิทยาศาสตร์ทำการสังเคราะห์ด้วยกระบวนการนิวเคลียร์ สัญลักษณ์ของธาตุจะใช้เฉพาะสำหรับธาตุหนึ่งๆ โดยตัวอักษรตัวแรกจะต้องเขียนด้วยตัวอักษรตัวใหญ่เสมอ และถ้ามีอักษรที่สองจะใช้ตัวเล็ก เช่น C Co เป็นต้น

ธาตุแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มใหญ่ๆ คือ โลหะ อโลหะ และกึ่งโลหะ
สารประกอบ (Compound) คือ สารที่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมารวมกันทางเคมีในอัตราส่วนที่แน่นอน เช่น น้ำประกอบด้วย ไฮโดรเจน H 2 ส่วน และออกซิเจน O 1 ส่วน เขียนแทนเป็น H2O
ตารางพีริออดิก หรือ ตารางธาตุ ( Periodic Table )
ตารางธาตุ คือ ตารางที่รวบรวมธาตุต่าง ๆ เข้าเป็นหมวดหมู่ ตามคุณสมบัติที่เหมือน ๆ กัน ไว้เป็นพวกเดียวกัน เพื่อสะดวกในการจดจำและศึกษา
ตารางธาตุ เป็นตารางที่เรียงตามเลขอะตอมจากซ้ายไปขวา และให้ธาตุที่มีสมบัติคล้ายกันอยู่ในแนวดิ่งเดียวกัน ตารางธาตุ แบ่งธาตุเป็นแนวนอน 7 แถว เรียกว่า คาบ (Period) และแนวตั้ง 18 แถว เรียกว่า หมู่ (Group) แถวตั้งหรือหมู่แบ่งออกเป็นหมู่A เรียกว่า
ธาตุเรพรีเซนเตติฟ (Representative elements) โดยธาตุหมู่ A จะมีหมู่ 1A ถึงหมู่ 8A เมื่อ
หมู่ 1A เป็นธาตุที่มีความเป็นโลหะมากที่สุดเรียกว่า โลหะแอลคาไล (Alkali Metal)หมู่ 2A เรียกว่า โลหะแอลคา ไลน์เอิร์ท (Alkaline Earth Metal)หมู่ 7A มีความเป็นอโลหะมากที่สุดเรียกว่า แฮโลเจน (Halogen)หมู่ 8A เรียกว่า แก๊สเฉื่อย หรือแก๊สมีตระกูล (Noble Gas)และหมู่ B เรียกว่า ธาตุทรานซิชัน (Transition elements)

ตารางธาตุ

ตารางธาตุ คือ ตารางที่ใช้แสดงธาตุเคมี คิดค้นขึ้นโดยนักเคมีชาวรัสเซีย ดมีตรี เมนเดเลเยฟ ในปี พ.ศ. 2412จากการสังเกตว่าเมื่อนำธาตุต่างๆมาเรียงตัวลำดับเลขอะตอม คุณสมบัติต่าง ๆ ของธาตุที่นำมาเรียงนั้นจะมีลักษณะคล้ายกันเป็นช่วง ๆ ซึ่งในปัจจุบันตารางธาตุได้เป็นส่วนหนึ่งในการเรียนการสอนวิชาเคมีด้วย

ประวัติตารางธาตุ

เริ่มต้นจาก จอห์น นิวแลนด์ส ได้พยายามเรียงธาตุตามมวลอะตอม แต่เขากลับทำให้ธาตุที่มีสมบัติต่างกันมาอยู่ในหมู่เดียวกัน นักเคมีส่วนมากจึงไม่ยอมรับตารางธาตุของนิวแลนด์ส ต่อมา ดมีตรี เมนเดเลเยฟ จึงได้พัฒนาโดยพยายามเรียงให้ธาตุที่มีสมบัติเหมือนกันอยู่ในหมู่เดียวกัน และเว้นช่องว่างไว้สำหรับธาตุที่ยังไม่ค้นพบ พร้อมกันนั้นเขายังได้ทำนายสมบัติของธาตุใหม่ไว้ด้วย โดยใช้คำว่า เอคา (Eka) นำหน้าชื่อธาตุที่อยู่ด้านบนของธาตุที่ยังว่างอยู่นั้น เช่น เอคา-อะลูมิเนียม (ต่อมาคือธาตุแกลเลียม) เอคา-ซิลิคอน (ต่อมาคือธาตุเจอร์เมเนียม) แต่นักเคมีบางคนในยุคนั้นยังไม่แน่ใจ เนื่องจากว่าเขาได้สลับที่ธาตุบางธาตุโดยเอาธาตุที่มีมวลอะตอมมากกว่ามาไว้หน้าธาตุที่มีมวลอะตอมน้อยกว่า ดมีตรีได้อธิบายว่า เขาต้องการให้ธาตุที่มีสมบัติเดียวกันอยู่ในหมู่เดียวกัน เมื่อดมีตรีสามารถทำนายสมบัติของธาตุได้อย่างแม่นยำ และตารางธาตุของเขาไม่มีข้อน่าสงสัย ตารางธาตุของดมีตรีก็ได้รับความนิยมจากนักเคมีในสมัยนั้นเป็นต้นมา

ตารางธาตุแบบมาตราฐาน

ศึกษาค้นคว้าเพิ่มเติม
http://http://www.thaigoodview.com/library/contest2551/science04/109/unt7/un7.html
http://www.il.mahidol.ac.th/course/ap_chemistry/atomic_structure/atomic_structure_home.htmhttp://web.ku.ac.th/schoolnet/f-snet5.htm
http://web.ku.ac.th/schoolnet/snet5/topic2/periodic1.html
http://www.prc.ac.th/chemistry/ http://www.manisila.com/index.php?page=showtopics&fn=view&id=10http://www.ptable.com/Images/ตารางธาตุ.pnghttp://th.wikipedia.org/wiki/ตารางธาตุ

ปฏิกิริยาเคมี

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยาเคมี หมายถึง การที่สารตั้งต้นเปลี่ยนไปเป็นผลิตภัณฑ์(สารใหม่) เมื่อเวลาผ่านไปปริมาณของสารตั้งต้นจะลดลงขณะที่ปริมาณสารใหม่จะเพิ่มขึ้นจนในที่สุด
ก. ปริมาณสารตั้งต้นหมดไป หรือเหลือสารใดสารหนึ่งและมีสารใหม่เกิดขึ้น เรียกว่า ปฏิกิริยาเกิดสมบูรณ์ (ไม่เกิดสมดุลเคมี) เช่น A + BC
จากปฏิกิริยาบอกได้ว่า A และ B หมดทั้งคู่หรือเหลือตัวใดตัวหนึ่ง ขณะเดียวกันจะมีสารC เกิดขึ้น
ข. ปริมาณสารตั้งต้นยังเหลืออยู่(ทุกตัว) เกิดสารใหม่ขึ้นมา เรียกว่าปฏิกิริยาเกิดไม่สมบูรณ์(เกิดสมดุลเคมี) ซึ่งจะพบว่า ความเข้มข้นของสารในระบบจะคงที่ (สารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์) อาจจะเท่ากัน มากกว่า หรือน้อยกว่าก็ได้ เช่น สมดุลของปฏิกิริยา
A + BC

จากปฏิกิริยาบอกได้ว่าทั้งสาร A และ B เหลืออยู่ทั้งคู่ ขณะเดียวกันสาร C ก็เกิดขึ้น จนกระทั่งสมบัติของระบบคงที่ชนิดของปฏิกิริยาเคมี

• ปฏิกิริยาเนื้อเดียว (Homogeneous Reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นทุกตัวในระบบอยู่ในสภาวะเดียวกัน หรือกลมกลืนเป็นเนื้อเดียวกัน เช่น3H2(g) +N2(g) 2NH3(g)
• ปฏิกิริยาเนื้อผสม (Heterogeneous Reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นอยู่ต่างสภาวะกันหรือไม่กลมกลืนเป็นเนื้อเดียวกัน เช่น Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl(aq) +H2(g)

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี (rate of chemical reaction) หมายถึง ปริมาณของสารใหม่ที่เกิดขึ้นในหนึ่งหน่วยเวลาหรือปริมาณของสารตั้งต้นที่ลดลงในหนึ่งหน่วยเวลาชนิดของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

• อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ย (average rate) หมายถึง ปริมาณของสารใหม่ที่เกิดขึ้นทั้งหมดในหนึ่งหน่วยเวลา
• อัตราการเกิดในปฏิกิริยาขณะใดขณะหนึ่ง (instantaneous rate) หมายถึง ปริมาณของสารที่เกิดขึ้นขณะใด ขณะหนึ่งในหนึ่งหน่วยเวลาของช่วงนั้น ซึ่งมักจะหาได้จากค่าความชันของกราฟ

หน่วยของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

ในแต่ละปฏิกิริยาเมื่อมีการหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีก็จะมีหน่วยต่างๆกันขึ้นอยู่กับชนิดของสารที่นำมาหาอัตราการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งหน่วยของอัตราการเกิดปฏิกิริยาก็คือหน่วยของปริมาณของสารที่เปลี่ยนแปลงในหนึ่งหน่วยเวลาที่ใช้ เช่น

• ถ้าเป็นสารละลายจะใช้หน่วยความเข้มข้น คือ โมลต่อลิตรต่อวินาที หรือโมล.ลิตร-1วินาที-1 หรือ โมล/ลิตร.วินาที
• ถ้าเป็นก๊าซ จะใช้หน่วยปริมาตรคือลบ.ซม.ต่อวินาที หรือ ลบ.ดม.วินาที หรือลิตรต่อวินาที
• ถ้าเป็นของแข็งจะใช้หน่วยน้ำหนักคือกรัมต่อวินาที ซึ่งโดยทั่วไปหน่วยที่ใช้กันมากคือเป็นโมล/ลิตร.วินาที

การหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

การหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี สามารถหาได้จากสารทุกตัวในปฏิกิริยา แต่มักจะใช้ตัวที่หาได้ง่ายและสะดวกเป็นหลัก ซึ่งจะมีวิธีวัดอัตราการเกิดเป็นปฏิกิริยาหลายอย่าง เช่น
-วัดจากปริมาณก๊าซที่เกิดขึ้น

-วัดจากความเข้มข้นที่เปลี่ยนไป

-วัดจากปริมาณสารที่เปลี่ยนไป

-วัดจากความเป็นกรด-เบสของสารละลาย

-วัดจากความดันที่เปลี่ยนไป

-วัดจากตะกอนที่เกิดขึ้น

-วัดจากการนำไฟฟ้าที่เปลี่ยนไป เช่น การศึกษาอัตราการเกิดปฏิกิริยา

จะได้ว่า อัตราการเกิดปฏิกิริยา = อัตราการลดลงของ Mg

= 1/2อัตราการลดลงของ HCl

= อัตราการเกิดขึ้นของ MgCl 2

= อัตราการเกิดขึ้นของ H2

ในที่นี้จะพบว่าการหาปริมาตรของก๊าซ H2 ที่เกิดขึ้นในหนึ่งหน่วยเวลาจะง่ายและสะดวกที่สุดนอกจากนี้ ค.ศ. Guldberg และ Waag ได้ตั้ง Law of Mass Action (กฎอัตราเร็วของปฏิกิริยา) ซึ่งกล่าวว่า อัตราการเกิดของปฏิกิริยามีความสัมพันธ์โดยตรงกับความเข้มข้นของสารที่เข้าทำปฏิกิริยาปฏิกิริยา aA +bB cC+dD

Rate = K[A]m[B]n

K = specific rate constant

m,n = อันดับของปฏิกิริยาในแง่ของสาร A และสาร B

m+n = อันดับของปฏิกิริยารวม

[A], [B] = ความเข้มข้นของสาร

ซึ่งการหาค่า m และ n สามารถทำได้ดังนี้-ถ้าความเข้มข้นเพิ่มขึ้น 2 เท่า และอัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น 2 เท่า ค่า m และ n จะเท่ากับ 1-->2m = 2 จะได้ m = 1

-ถ้าความเข้มข้นเพิ่มขึ้น 2 เท่า แต่อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น 4 เท่า ค่า m และ n จะเท่ากับ 2-->2m =4 จะได้ m = 2

-ถ้าความเข้มข้นเพิ่มขึ้น 2 เท่า แต่อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น 8 เท่า ค่า m และ n จะเท่ากับ 3-->2m = 8 จะได้ m = 3

-ถ้าความเข้มข้นเพิ่มขึ้น 2 เท่า แต่อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น 9 เท่า ค่า m และ n จะเท่ากับ 2-->3m = 9 จะได้ m = 2-ถ้าความเข้มข้นเพิ่มขึ้น 3 เท่า แต่อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง 27 เท่า ค่า m และ n จะเท่ากับ -3-->3m = 1/27 จะได้ m = -3
ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีปฏิกิริยาต่างๆจะเกิดเร็วหรือช้า ขึ้นอยู่กับสิ่งต่อไปนี้
-ธรรมชาติของสาร

-ความเข้มข้นของสาร

-พื้นที่ผิว

-อุณหภูมิ

-คะตะลิสต์

-ความดัน

ธรรมชาติของสาร
ธรรมชาติของสารจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี กล่าวคือ ปฏิกิริยาจะเกิดเร็วหรือช้าขึ้นอยู่กับธรรมชาติของสาร เช่น

-สารที่ทำปฏิกิริยาเป็นสารไอออนิกทั้งคู่ จะเกิดปฏิกิริยาเร็วกว่าสารที่เป็นสารโคเวเลนต์

-สารที่ทำปฏิกิริยเป็นก๊าซทั้งคู่ จะทำปฏิกิริยาได้เร็วกว่าปฏิกิริยาที่สารอยู่ในสถานะที่ต่างกัน

ความเข้มข้นของสาร

ความเข้มข้นของสารจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี เราวัดปริมาณของสารในสารละลายได้จากความเข้มข้นของสารที่เข้าทำปฏิกิริยากัน ดังนั้นในระหว่างเกิดปฏิกิริยาความเข้มข้นของสาร จึงเป็นสิ่งสำคัญที่มีผลให้ปฏิกิริยาเกิดเร็วหรือช้าจากปฏิกิริยาระหว่างกรดไฮโดรคลอริกกับโซเดียมไทโอซัลเฟต(Na2S2O3)ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นคือ
Na2S2O3+ 2HCl2 NaCl +H2O +H2O +SO2 +S

เราศึกษาผลของความเข้มข้นที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยการเปลี่ยนความเข้มข้นของสารเป็น 2 ตอน คือ

• ตอนที่ 1 เปลี่ยนความเข้มข้นของ HCl เมื่อความเข้มข้นของ Na2S2O3คงที่ จะพบว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยา (ตะกอนของกำมะถัน) เปลี่ยนไป
• ตอนที่ 2 เปลี่ยนความเข้มข้น Na2S2O3 เมื่อความเข้มข้นของ HCl คงที่จะพบว่า อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนแปลงจากการศึกษาทั้งสองตอนสรุปได้ว่า ปฏิกิริยานี้ความเข้มข้นของ Na2S2O3และ HCl จะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาทั้งสองสาร ซึ่งถ้าไม่ทำการทดลองหรือไม่มีข้อมูลมาให้จะไม่สามารถทราบได้ว่าสารตัวใดมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา
  

พื้นที่ผิวจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี จากการศึกษามาแล้วเกี่ยวกับปฏิกิริยาของโลหะแมกนีเซียมกับกรดไฮโดรคลอริกจะเกิดก๊าซ H2จากการทดลองพบว่าเมื่อเปลี่ยนความยาวของลวดแมกนีเซียม อัตราการเกิดปกิกิริยาจะเพิ่มขึ้น ซึ่งถือว่าพื้นที่ผิวมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี พื้นที่ผิวจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเนื้อผสม (heterogeneous) เท่านั้น เช่น ปฏิกิริยาที่กล่าวมา
Mg(s) + 2HCl(aq)MgCl(aq) +H2(g) ถ้าทำให้ลวดแมกนีเซียมเป็นชิ้นเล็กๆจะพบว่าปฏิกิริยาจะเกิดเร็วกว่าลวดแมกนีเซียมที่เป็นแผ่นหรือขดเป็นสปริงอุณหภูมิอุณหภูมิจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี โดยทั่วไปพบว่าอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 องศาเซลเซียสอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเร็วขึ้นประมาณ 2 เท่า ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของปฏิกิริยา
จากการทดลองปฏิกิริยาระหว่างกรดออกซาลิก (H2C2O4) กรดซัลฟิวริก (H2SO4) และโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (KMnO4) เกิดปฏิกิริยาดังนี้

2KMnO4(aq) + 5H2C2O4(aq) +3H2SO4(aq)K2SO4(aq) +2MnSO4(aq) +8H2O(l) +10CO2(g)พบว่าเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อัตราการหายไปของสีม่วงแดงของ KMnO4 จะเร็วขึ้น

คะตะลิสต์
คะตะลิสต์ (catalyst) หมายถึง สารที่เติมลงไปในปฏิกิริยาทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเกิดเร็วขึ้น โดยในขณะที่เกิดปฏิกิริยาตัวคะตะลิสต์จะมีการเปลี่ยนแปลง แต่เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาแล้วจะได้กลับคืนมาในในขนาดและปริมาณเดิม เช่น ในปฏิกิริยาระหว่างโซเดียมโพแทสเซียมทาร์เตรต (NaKC4 H4O6) กับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์(H2O2) จะได้ก๊าซ O2 ถ้าใส่ CoCl2 (สีชมพู) จะพบว่าปฏิกิริยานี้จะสลายตัวให้ก๊าซ O2 เร็วขึ้นและในระหว่างเกิดปฏิกิริยา จะพบว่า CoCl2 เปลี่ยนเป็นสีเขียว และเมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดจะได้สีชมพูกลับคืนมาปริมาณเท่าเดิม

ความดัน
ความดันจะมีผลต่อปฏิกิริยาในกรณีปฏิกิริยาที่เกี่ยวกับก๊าซ กล่าวคือ เมื่อเพิ่มความดันในโมเลกุลของก๊าซจะมีการชนกันมากขึ้นปฏิกิริยาจะมีอัตราการเกิดเร็วขึ้น
การอธิบายการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นได้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามอธิบาย โดยใช้แบบจำลองของทฤษฎีการชนกันของโมเลกุล (Collision Theory) ซึ่งกล่าวว่าปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่ออนุภาคของสารที่เข้าทำปฏิกิริยามาชนกัน เมื่อชนกันแล้วถ้ามีพลังงานมากพอก็จะมีการจัดอะตอมใหม่ พันธะเดิมหมดไปเกิดพันธะใหม่ได้สารใหม่ในปฏิกิริยา ตามหลักการนี้ปฏิกิริยาจะเกิดได้ง่ายเมื่อสารอยู่ในสถานะของเหลวและก๊าซ เนื่องจากอนุภาคเคลื่อนไหวได้ง่าย ซึ่งถ้าเป็นของแข็งต้องใช้ความดันช่วยบีบอัดให้อนุภาคเข้ามาชิดกันตามทฤษฎีการชน อัตราเร็วของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับจำนวนการการชนกันของสารต่อหน่วยเวลาและจำนวนการชนที่จะเกิดปฏิกิริยา มิใช่ว่าการชนกันทุกครั้งต้องเกิดปฏิกิริยาเคมีแล้วให้สารใหม่เสมอไป อาจมีเพียง 1 ใน 1014 ครั้งเท่านั้นที่จะเกิดปฏิกิริยาได้ นอกจากนี้การเกิดปฏิกิริยาเคมีไม่เพียงแต่การชนกั้นเท่านั้นจะต้องมีแฟกเตอร์อื่นด้วย จึงมีการใช้ทฤษฎีจลน์ของโมเลกุลเข้ามาเสริมด้วย ซึ่งกล่าวว่า โมเลกุลของก๊าซมีการเคลื่อนไหวทุกขณะ แต่ละโมเลกุลเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วต่างกันบางโมเลกุลเคลื่อนที่ช้ามากทำให้มีพลังงานจลน์ต่ำ บางโมเลกุลเคลื่อนที่เร็วทำให้มีพลังงานจลน์สูง ดังนั้นในการชนกันแล้วจะมีปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้โมเลกุลที่มาชนกันต้องมีพลังงานมากพอ ซึ่งพลังงานอย่างต่ำที่โมเลกุลต้องชนกันแล้วจะมีปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้ เรียกว่า พลังงานกระตุ้น ( activation energy = Eac) โดยสรุป ในการเกิดปฏิกิริยาเคมีต้องมีปัจจัยที่เกี่ยวข้อง 4 ประการคือ

• จำนวนโมเลกุลต้องมากพอ
• ต้องมีการชนกัน
• ต้องมีพลังงานมากพออย่างน้อยเท่ากับพลังงานกระตุ้นหรือพลังงานก่อกัมมันต์
• ต้องมีทิศทางที่เหมาะสม

พลังงานกระตุ้นกับปฏิกิริยาเคมี

พลังงานกระตุ้นเป็นพลังงานอย่างต่ำที่โมเลกุลของสารจะต้องมีจึงจะเกิดปฏิกิริยาได้ ในปฏิกิริยาเคมีต่างกันจะมีค่าของพลังงานกระตุ้นต่างกัน กล่าวคือปฏิกิริยาใดที่เกิดเร็วมากแสดงว่ามีค่าพลังงานกระตุ้นต่ำ ปฏิกิริยาใดที่เกิดช้าแสดงว่ามีพลังงานกระตุ้นสูงมาก
ในระหว่างที่เกิดเป็นปฏิกิริยาเคมีเมื่ออนุภาคมีการชนกันในทิศทางที่เหมาะสมที่จะเกิดปฏิกิริยาได้ ระยะเวลาหนึ่งสารตั้งต้นจะรวมตัวกันเกิดเป็นสารชนิดหนึ่งที่ไม่เสถียรมีอายุการเกิดสั้นมาก แล้วจะเกิดกสารใหม่ที่มีความเสถียรขึ้น เรียกว่า สารเชิงซ้อนถูกกระตุ้น (activated complex) ซึ่งเป็นสารที่เกิดจากพันธะเคมีของสารตั้งต้นเริ่มจะคลายออกจากกันและพันธะเคมีของสารใหม่จะเริ่มขึ้น เรียกสถานะนี้ว่า transition state ดังนั้นอนุภาคของสารตั้งต้นจะเกิดปฏิกิริยาได้อย่างน้อยจะต้องมีพลังงานสูงกว่าสภาวะอันนี้ ในขณะที่เกิดปฏิกิริยาเคมี มีการเปลี่ยนแปลงพลังงานของโมเลกุลของสารตั้งต้นเพราะมีการสลายพันธะเก่าและสร้างพันธะใหม่ ถ้าสารใหม่ที่ได้มีพลังงานต่ำกว่าสารตั้งต้นเรียกปฏิกิริยานี้ว่า ปฏิกิริยาคายความร้อน แต่ถ้าสารใหม่ที่ได้มีพลังงานสูงกว่าสารตั้งต้น จะเรียกว่า ปฏิกิริยาดูดความร้อน ในการอธิบายเกี่ยวกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาตามทฤษฎีการชนกันของโมเลกุลโดยพิจารณาพลังงานกระตุ้น สรุปได้ว่า

• พลังงานกระตุ้น หมายถึง พลังงานอย่างต่ำที่โมเลกุลของสารตั้งต้นจะต้องมี จึงจะเกิดปฏิกิริยาได้
• พลังงานกระตุ้นส่วนใหญ่เป็นพลังงานจลน์ ไม่เกี่ยวกับพลังงานสลายพันธะ ซึ่งเป็นพลังงานศักย์
  ปฏิกิริยาหนึ่งๆ มีพลังงานกระตุ้นมากน้อยไม่เท่ากัน ค่านี้หาได้จากการทดลองและการคำนวณ
• ปฏิกิริยาที่มี Eac ต่ำ จะเกิดเร็วกว่าปฏิกิริยาที่มี Eac สูง
• ค่า Eac ไม่เกี่ยวกับการดูดหรือคายความร้อนของปฏิกิริยา ปฏิกิริยาที่คายความร้อน อาจมีพลังงานกระตุ้นต่ำหรือสูงก็ได้
• ผลต่างของค่า Ea จะเป็นตัวบอกความร้อนของปฏิกิริยา(H)

ปฏิกิริยาเคมีคือ ขบวนการที่สารตั้งต้นเปลี่ยนไปเป็นผลิตภัณฑ์ ในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาเคมี ปริมาณของสารตั้งต้นย่อมลดลง ยิ่งเวลาผ่านไป ปริมาณของสารตั้งต้นก็จะยิ่งเหลือน้อยลง และปริมาณของผลิตภัณฑ์ก็จะเพิ่มมากขึ้น
ปฏิกิริยาเคมี มี 2 ประเภท คือ
1. ปฏิกิริยาคายพลังงาน (Exergonic reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นแล้วจะปล่อยพลังงานออกมามากกว่า พลังงานกระตุ้นที่ใส่เข้าไป
2. ปฏิกิริยาดูดพลังงาน (Endergonic reaction) หมายถึง ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นแล้วจะปล่อยพลังงานออกมาน้อยกว่า พลังงานกระตุ้นที่ใส่เข้าไป

ทฤษฎีที่อธิบายเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี
Collision theory ( ทฤษฎี การชนกัน) ทฤษฎีนี้กล่าวว่า ปฏิกิริยาเกิดจากโมเลกุลของก๊าซวิ่งชนกัน และมีการถ่ายเทพลังงานให้กันละกัน โมเลกุลที่ไปชนโมเลกุลอื่นจะมีพลังงานต่ำลง ส่วนโมเลกุลที่ถูกชนจะมีพลังงานสูงขึ้นโมเลกุลที่เกิดปฏิกิริยา ได้ขึ้นอยู่กับ
1. โมเลกุลวิ่งชนกันแล้วมีพลังงานสูงอย่างน้อยเท่ากับค่า Ea (พลังงานกระตุ้น หรือพลังงานก่อกัมมันต์)
2. ทิศทางการชนกัน ต้องชนกันในทิศทางที่เหมาะสม จึงจะเกิดปฏิกิริยา

ปัจจัยที่มีผลต่อปฏิกิริยาเคมี
1. ธรรมชาติของสารตั้งต้น : สารตั้งต้นบางชนิดทำปฏิกิริยาได้เร็วแต่บางชนิดทำปฏิกิริยาได้ช้า เช่น แผ่นโลหะทองแดง หรือแผ่นโลหะเงินจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนได้ช้ามาก แม้ว่าจะใช้เปลวไฟช่วยก็ไม่สามารถทำให้ปฏิกิริยาเกิดเร็วได้ ส่วนแผ่นโลหะแมกนีเซียมสามารถติดไฟได้เร็วมาก หรือฟอสฟอรัสขาวสามารถติดไฟได้เลยในอากาศ เป็นต้น
2. ความเข้มข้นของสารตั้งต้น :สารที่มีความเข้มข้นมากจะเกิดปฏิกิริยาได้เร็วกว่าสารที่มีความเข้มข้นน้อย การเพิ่มปริมาตรโดยมีความเข้มข้นเท่าเดิมการเกิดปฏิกิริยาก็ยังคเท่าเดิม
3. พื้นที่ผิวของสารตั้งตัน : การเพิ่มพื้นที่ผิวจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้เร็ว แต่จะมีผลต่อปฏิกิริยาเนื้อผสมเท่านั้นการเพิ่ม พ.ท. ผิวก็คือการเพิ่มความถี่ในการชนกันนั้นเอง
4. อุณหภูมิ : การเพิ่ม อุณหภูมิ เป็นการเพิ่มพลังงานจลน์ให้แก่อนุภาค ทำให้อนุภาคเคลื่อนที่เร็วขึ้น จึงเพิ่มโอกาสการชนกัน
5. ตัวเร่ง และตัวหน่วง ปฏิกิริยา มันจะไปลด / เพิ่ม Eaของปฏิกิริยา :ตัวเร่งปฏิกิริยา(catalyst)เป็นสารที่ช่วยเร่งให้ปฏิกิริยาเกิดได้เร็วขึ้น ตัวหน่วงปฏิกิริยา(Inhibitor)เป็นสารที่เมื่อเติมลงไปในปฏิกิริยาแล้วมีผลทำให้ เกิดปฏิกิริยาได้ช้าลง หรือหยุดยั้งปฏิกิริยาได้อย่างสิ้นเชิง
ค้นคว้าเพิ่มเติม
http://pirun.ku.ac.th/~g4886063/content2.htm
http://variety.teenee.com/science/1874.html

พันธะเคมี

พันธะ

ความหมายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมภายในโมเลกุลหรือระหว่างโมเลกุลด้วยกันเอง พันธะเคมีสามารถแบ่งได้หลายประเภท เช่น พันธะโควาเลนต์ พันธะโคออดิเนทโควาเลนต์ พันธะโลหะ พันธะไอออนิก พันธะไฮโดรเจน ฯลฯ

พันธะไอออนิก (Ionic Bonding)

เกิดขึ้นได้เนื่องจากการให้และรับอิเล็กตรอนระหว่างอะตอมของธาตุ ๒ ชนิดที่แตกต่างกัน อะตอมของธาตุที่เป็นฝ่ายให้อิเล็กตรอนออกไป ทำให้ตัวของมันเองมีจำนวนอิเล็กตรอนน้อยลง จึงแสดงอำนาจไฟฟ้าบวกออกมา ส่วนอะตอมของธาตุที่เป็นฝ่ายได้รับอิเล็กตรอนก็จะกลายเป็นประจุลบ ทำให้เกิดแรงดึงดูดระหว่างขั้วที่แตกต่างกันจึงเรียกว่า Ionic หรือ Electrovalent Bondingพันธะไอออนิก คือ พันธะที่เกิดขึ้นอันเนื่องมาจากแรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนบวก(cation) และไอออนลบ(anion) อันเนื่องมาจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอน จากโลหะให้แก่อโลหะ โดยทั่วไปแล้วพันธะไอออนิกเป็นพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างโลหะและอโลหะ ทั้งนี้เนื่องจากว่าโลหะมีค่าพลังงานไอออไนเซชัน(ionization energy)ต่ำ แต่อโลหะมีค่าสัมพรรคภาพอิเล็กตรอน(electron affinity)สูง ดังนั้นโลหะจึงมีแนวโน้มที่จะให้อิเล็กตรอน และอโลหะมีแนวโน้มที่จะรับอิเล็กตรอนเมื่อโลหะเสียอิเล็กตรอนก็จะกลายเป็นไอออนบวก

อโลหะเมื่อรับอิเล็กตรอนก็จะกลายเป็นไอออนลบ

ประจุบวกและลบที่เกิดขึ้นก่อให้เกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้าซึ่งกันและกันเกิดเป็นพันธะไอออนิก และเพื่อความเข้าใจมากขึ้นขออธิบายการเกิดพันธะไอออนิกระหว่าง อะตอมของโซเดียม และ คลอไรด์พันธะอิออนิก เป็นพันธะที่แข็งแรง ซึ่งจะมีความแข็งแรง (Strong) แต่เปราะ (Brittle) จุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ตัวอย่างเช่น การเกิดพันธะระหว่างโซเดียม (Na)กับคลอรีน (Cl) หรือออกไซด์ของโลหะทั้งหลาย11Na มีการจัดเป็น 1s2 2s2 2p6 3s117Cl มีการจัดเป็น 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5โซเดียมจะให้อิเล็กตรอนแก่คลอรีนจำนวน 1 ตัวซึ่งทำให้โซเดียมเสถียรและมีปะจุบวกหนึ่งส่วนคลอรีนรับปะจุจากโซเดียมมา 1 ตัวทำให้คลอรีนเสถียรและมีปะจุลบหนึ่ง ดังนั้นจึงทำให้เกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้าระหว่างคลอรีนกับโซเดียม

ภาพแสดงแรงดึงดูดระหว่างโซเดียมอะตอมและคลอรีนอะตอมในแต่ละอะตอม

ภาพแสดงแรงดึงดูดระหว่างโซเดียมอะตอมและคลอรีนอะตอมในผลึก

พันธะโควาเลนซ์ (Covalent Bonding)
เป็นพันธะที่ใช้อิเล็กตรอนวงนอกสุดร่วมกันของสองอะตอมที่เข้ามาใกล้กัน เพื่อให้จำนวนอิเล็กตรอนในวงนอกสุดครบจำนวนและเกิดเสถียร ซึ่งเป็นพันธะที่แข็งแรง จุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง แต่โดยธรรมชาติจะมีความเปราะ มีสารหลายชนิดที่มีพันธะแบบนี้และมีคุณสมบัติแตกต่างจากที่กล่าวมา ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของก๊าซ H2 N2 O2 Cl2พันธะโควาเลนซ์ เป็นพันธะที่เกิดจากอะตอมทั้งสองใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน ซึ่งเกิดได้จาก

• ธาตุอโลหะ กับ ธาตุอโลหะ เช่น HCl NH3
• ธาตุกึ่งโลหะ กับ ธาตุอโลหะ เช่น SiO3 BCl3
• ธาตุโลหะ กับ ธาตุอโลหะ เช่น BeCl2 AgCl3

การสังเกตลักษณะการเกิดพันธะโควาเลนซ์ มีดังนี้

• มักเกิดจากอะตอมในหมู่เดียวกัน เช่น H – H Cl - C
• เกิดจากอะตอมในหมู่ใกล้เคียงกัน เช่น CO2
• เกิดจากอะตอมในหมู่ต่าง ๆ กับอะตอม H เช่น CH4

การเกิดโมเลกุลโควาเลนต์นั้น จะเสถียรขึ้นได้ เป็นเพราะ Valence e- ของแต่ละอะตอมหลังเกิดพันธะ แล้วจะมี Valence e- ครบ 8 ตัว เหมือนแก๊สเฉื่อย ยกเว้น H ที่หลังเกิดพันธะ Valence e- ครบ 2 ตัวเหมือน Heตัวอย่างการเกิดพันธะของ ก๊าซคลอรีน ( Cl2 )17Cl มีการจัดเป็น 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5จะพบว่าคลอรีนจะขาดอิเลกตรอนวงนอกอีก 1 ตัวจึงจะครบ 8 ดังนั้นเมื่อคลอรีนเข้าทำปฏิกิริยากันเองจึงใช้อิเลกตรอนร่วมกันฝ่ายละ 1 ตัว รวมเป็น 1 คู่ ทำให้อิเล็กตรอนวงนอกสุดครบ 8 และมีความเสถียร ดังภาพ

ภาพแสดงการเกิดพันธะโควาเลนต์ของก๊าซคลอรีน

แรงดึงดูดของพันธะโควาเลนต์นอกจากจะขึ้นกับระยะทางแล้วยังขึ้นอยู่กับมุมระหว่างพันธะด้วย

ภาพแสดงแรงดึงดูดของมุมระหว่างพันธะของพันธะโควาเลนต์แบบต่าง ๆ

พันธะโลหะ (Metallic Bonding)

เป็นการยึดเหนี่ยวกันของอะตอมโลหะมีลักษณะคล้ายๆ กับพันธะโควาเลนซ์ ต่างกันอยู่ที่ว่าอะตอมทั้งหมดของโลหะที่กระจายอยู่ต่างก็มีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันทำให้อิเล็กตรอนร่วมกันทำให้อิเล็กตรอนมีอิสระในการเคลื่อนที่ เนื่งจากอะตอนของโลหะมักจะมีวาเลนท์อิเล็กตรอน (Valence electron) จำนวนน้อยจึงมักจะหลุดออกจากอะตอมได้ง่าย อิเล็กตรอนบางส่วนจะยึดเหนี่ยวแน่นอยู่กับนิวเคลียส กลุ่มอิเล็กตรอนที่หลุดออกมาจะจับกลุ่มกันล้อมรอบอิออนบวก (อะตอมที่สูญเสียอิเลคตรอนวงนอกสุด) เรียกว่าอิเล็กตรอนอิสระ (Free electron) หรือกลุ่มของอิเล็กตรอน (Eledctron Clound) ซึ่งเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา ส่วนอะตอมที่ขาดอิเล็กตรอนวงนอกสุดนี้จะกลายเป็นอิออนบวก ดังนั้นในเนื้อวัสดุประเภทนี้จะประกอบด้วยกลุ่มประจุบวก (Positive ion) สลับกับกลุ่มประจุลบ (Negative ion) ดึงดูดซึ่งกันและกัน ซึ่งการยึดเหนี่ยวแบบนี้เรียกว่า พันธะโลหะการเกิดพันธะเคมี1 โลหะมีค่าพลังงานไอออไนเซชั่นต่ำมาก แสดงว่าอิเล็กตรอนของโลหะจะหลุดออกไปได้ง่าย เมื่อวาเลนซ์อิเล็กตรอนหลุดออกไป ก็จะเหลืออนุภาคบวกดังนี้

อะตอมโลหะทุกอะตอมเป็นตัวให้อิเล็กตรอนทั้งสิ้นดังนั้นจะไม่มีอะตอมใดเลยที่ได้รับอิเล็กตรอน
2 โลหะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนน้อย ดังนั้นอิเล็กตรอนที่หลุดออกไป จะมีเีพียง 1,2,3 ตัวเท่านั้น3 โลหะมีค่าโคออร์ดิเนชั่นนัมเบอร์สูง ซึ่งเท่ากับ 8 หรือ12 หมายความว่า อะตอมหนึ่งจะมีอะตอมอื่นรอบล้อม 8 ถึง 12 อะตอมดังนั้นการนำอิเลคตรอนมาใช้ร่วมกันเป็นอิเล็กตรอนคู่ในลักษณะของพันธะโคเวเลนต์จึงเป็นไปไม่ได้ดังนั้นการเกิดพันธะโลหะควรเป็นไปในลักษณะที่ว่าเวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมโลหะที่หลุดออกไปจะไม่เป็นของอะตอมใดอะตอมหนึ่งโดยเฉพาะแต่จะเป็นของอะตอมทั้งหมด โดยที่อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปยังอะตอมนี้บ้าง อะตอมโน้นบ้าง ในผลึกของโลหะจึงเป็นการเอาอนุภาคบวกมาเรียงกัน ไว้อย่างมีระเบียบ และมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปมาได้ทั่วอนุภาคบวกทั้งหมด หรืออาจกล่าวได้ว่า อนุภาคบวกเหล่านั้นจมอยู่ในทะเลอิเล็กตรอน แรงดึงดูดระหว่างอนุภาคบวกกับอิเล็กตรอนเรียกว่า "พันธะโลหะ" ซึ่งมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างพันธะแข็งแรงมาก

ภาพแสดงการเกิดพันธะโลหะ

การที่โลหะมีพันธะโลหะจึงทำให้โลหะมีสมบัติทั่วไป ดังนี้

• โลหะเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี เพราะอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้ง่าย
• โลหะมีจุดหลอมเหลวสูง เพราะเวเลนต์อิเล็กตรอนของอะตอมทั้งหมดในก้อน
• โลหะยึดอะตอมไว้อย่างเหนียวแน่น
• โลหะสามารถตีแผ่เป็นแผ่นบางๆได้ เพราะมีกลุ่มเวเลนต์อิเล็กตรอนทำหน้าที่ยึดอนุภาคให้เรียงกันไม่ขาดออกจากกัน
• โลหะมีผิวเป็นมันวาว เพราะกลุ่มอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่โดยอิสระมีปฏิกิริยาต่อแสง จึงสะท้อนแสงทำให้มองเห็นเป็นมันวาว
• สถานะปกติเป็นของแข็ง ยกเว้น Hg เป็นของเหลว
• โลหะนำความร้อนได้ดี เพราะอิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ได้ทุกทิศทาง
  

พันธะไฮโดรเจน

พันธะไฮโดรเจน คือ แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่เกิดจากไฮโดรเจนอะตอมสร้างพันธะโคเวเลนต์ กับอะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงๆและมีขนาดเล็ก ได้แก่ F , O และ N แล้วเกิดพันธะโคเวเลนต์มีขั้วชนิดมีสภาพขั้วแรงมาก ทั้งนี้เนื่องจากพันธะที่เกิดขึ้นนี้อิเล็กตรอนคู่รวมพันธะจะถูกดึงเข้ามาใกล้อะตอมของธาตุที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง มากกว่าทางด้านอะตอมของไฮโดรเจนมาก และอะตอมของธาตุที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง ยังมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว จึงเกิดดึงดูดกันระหว่างอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวกับอะตอมของไฮโดรเจนชึ่งมีอำนาจไฟฟ้าบวกสูงของอีกโมเลกุลหนึ่ง ทำให้เกิดเป็นพันธะไฮโดรเจนตัวอย่างเช่น การเกิดพันธะไฮโดรเจนระหว่างอะตอม ไฮโดรเจน และ ออกซิเจน แสดงได้ดังรูป

โครงสร้างของน้ำที่เป็นของเหลว เกิดจากโมเลกุลของน้ำหลายๆโมเลกุลยึดกันด้วยพันธะไฮโดรเจน แต่ว่ายังไม่ค่อยเป็นระเบียบนักเนื่องจากโครงสร้างของน้ำมีส่วนหนึ่งดึงดูดกันอยู่ด้วยแรงขั้วคู่-ขั้วคู่ และ การสร้างและสลายพันธะไฮโดรเจนตลอดเวลา โครงสร้างของน้ำ (ของเหลว) แสดงได้ดังรูป

แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลทั้ง 3 ชนิดนี้ พันธะไฮโดรเจนจัดเป็นแรงยึดเหนี่ยวที่แข็งแรงที่สุด ขณะที่แรงลอนดอนจัดเป็นแรงยึดเหนี่ยวที่แข็งแรงน้อยที่สุด และทั้ง 3 แรงนี้แข็งแรงน้อยกว่าพันธะโคเวเลนต์ พันธะไออนิก และพันธะโลหะมาก
พันธะ(แรง)แวนเดอวาลส์
ในปี ค.ศ.1873 Johannes van der wals ได้อธิบายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของสารโคเวเลนต์ ซึ่งปัจจุบันแรงแวนเดอวาลส์ จะประกอบด้วยแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแบบต่าง ๆ ดังนี้
1. แรงลอนดอน (Induced dipole - induced dipole forces หรือ Lond force)

2. แรงดึงดูดระหว่างขั้ว (Dipole -pole forces)
3. แรงดึงดูดระหว่างขั้วถาวรกับขั้วที่ถูกเหนี่ยวนำ(dipole - induced dipole forces)

ลักษณะสำคัญของแรงลอนดอน1. แรงลอนดอนเป็นแรงที่เกิดขึ้นช่วงสั้น ๆ และจะเกิดเฉพาะส่วนของโมเลกุลที่เข้าใกล้ชิดกันเท่านั้น โดยเกิดขึ้นระหว่างพื้นผิวของโมเลกุลต่อโมเลกุล2. แรงลอนดอนมีความแข็งแรงประมาณ ถึง ของความแรงของพันธะโคเวเลนต์3. สารโคเวเลนต์ใดที่มีแต่แรงลอนดอนจะพบว่า แรงลอนดอนจะมีผลต่อสมบัติกายภาพบางประการของสาร เช่น จุดเดือด จุดหลอมเหลว กล่าวคือ สารโคเวเลนต์ที่มีแรงลอนดอนมากจุดเดือด และจุดหลอมเหลวสูงกว่าสารโคเวเลนต์ที่มีแรงลอนดอนน้อย
ศึกษาค้นคว้าเพิ่มเติม
http://www.sema.go.th/files/Content/science/k4/0017/periodic/sitanan_s/science/sec01p02.html

http://www.sema.go.th/files/Content/science/k4/0017/periodic/sitanan_s/science/sec01p03.html

http://www.sema.go.th/files/Content/science/k4/0017/periodic/sitanan_s/science/sec01p04.html

http://www.sema.go.th/files/Content/science/k4/0017/periodic/sitanan_s/science/sec01p05.html

http://www.sema.go.th/files/Content/science/k4/0017/periodic/sitanan_s/science/sec01p06.html

สารชีวโมเลกุล

สารชีวโมเลกุล

สารชีวโมเลกุล (Biomolecule)
สารชีวโมเลกุล หมายถึง สารอินทรีย์ที่พบและสร้างขึ้นในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต แบ่งเป็นหลายประเภทได้แก่ คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน วิตามิน เกลือแร่ รวมไปถึงสารพันธุกรรม (DNA, RNA)

ไขมันและน้ำมัน

ลิปิด (Lipid) คือ สารประกอบอินทรีย์ที่ได้จากเนื้อเยื่อพืชและสัตว์ เป็นสารที่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ เป็น โมเลกุลโคเวเลนต์ ไม่มีขั้ว เช่น เบนซีน เป็นสารที่ไม่ละลายน้ำ ตัวอย่าง ไขมัน น้ำมัน wax สเตอรอยด์

กรดไขมัน (Fatty acid) คือ กรดอินทรีย์ชนิดหนึ่งที่มีหมู่คาร์บอกซิลเป็นหมู่ฟังก์ชัน

สูตรทั่วไป

จำนวน C อะตอมเป็นเลขคู่ C ใน R ต่อกันเป็นสายยาวไม่ค่อยพบแตกกิ่งก้านสาขา และขดเป็นวงปิด

สมบัติ
กรดไขมันส่วนมากมีจำนวน C อะตอม C12 - C18 ชนิดที่มีจำนวน C อะตอมน้อยกว่า 12 ได้แก่ กรกบิวทาโนอิกC3C7COOH ที่พบในเนย กรดไขมันไม่ละลายน้ำ กรดไขมันจะมีจุดเดือดและจุด หลอมเหลวสูงขึ้นตามจำนวนคาร์บอนอะตอมที่เพิ่มขึ้น และกรดไขมันอิ่มตัวมีจุดเดือดสูงกว่า กรดไขมันไม่อิ่มตัวที่มีมวลโมเลกุลใกล้เคียงกัน

ไขมัน และน้ำมัน (Fat and oil) คือ สารอินทรีย์ประเภทลิปิดชนิดหนึ่ง มีสูตรทั่วไปดังนี้

ไขมันและน้ำมันมีหมู่ฟังก์ชันเหมือนเอสเทอร์จัดเป็นสารประเภทเอสเทอร์ชนิดหนึ่งได้
การเตรียม

ไขมัน เป็นของแข็ง มักพบในสัตว์ประกอบด้วยกรดไขมันอิ่มตัว มากกว่ากรดไขมันไม่อิ่มตัว เช่น ไขวัว ไขควายน้ำมัน เป็นของเหลว มักพบในพืชประกอบด้วยกรดไขมันไม่อิ่มตัวมากกว่ากรดไขมันอิ่มตัว เช่น น้ำมันมะกอกสมบัต ไขมันมีจุดเดือดสูงกว่าน้ำมัน ไม่ละลายน้ำละลายได้ดีในตัวทำละลายไม่มีน้ำ เช่น เบนซีน ไขมันและน้ำมันเสีย จะเกิดกลิ่นเหม็นหืน
การเกิดกลิ่นเหม็นหืน

การป้องกัน เติมสารกันเหม็นหืน (Antioxidiant) เช่น วิตามิน E วิตามิน C สาร BHTSaponification เป็นปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสไขมันและน้ำมันด้วยเบส เป็นปฏิกิริยาที่เกิดจากไขมันและ น้ำมันกับด่าง เกิดเกลือของกรดไขมัน (สบู่) กับกลีเซอรอล ดังนี้ การตรวจหาปริมาณกรดไขมันไม่อิ่มตัวในไขมันและน้ำมัน ไขมันและน้ำมันที่ประกอบด้วยกรดไขมันไม่อิ่มตัว (C = C) ทำปฏิกิริยากับสารละลาย Br2 หรือ I2ได้เกิดปฏิกิริยาการเติมตรงบริเวณC กับ C ที่จับกันด้วยพันธะคู่ของกรดไขมันไม่อิ่มตัวในไขมันและน้ำมันนั้น

การตรวจหาปริมาณกรดไขมันไม่อิ่มตัวในไขมันและน้ำมันไขมันและน้ำมันชนิดใดสามารถฟอกจางสีของสารละลาย I2 มาก แสดงว่าไขมันและน้ำมันนั้นประกอบด้วยกรดไขมันไม่อิ่มตัวปริมาณมาก

แหล่งอ้างอิง : http://www.thaigoodview.com/library/contest2551/science04/48/2/team/page/h3.html

พอลิเมอร์

พอลิเมอร์

ชื่อ พอลิเมอร์ และ โพลิเมอร์
ในภาษาไทยมีการใช้คำว่า พอลิเมอร์ และ โพลิเมอร์ โดยปัจจุบันราชบัณฑิตยสถานกำหนดว่าให้ใช้คำว่า "พอลิเมอร์"



การเรียกชื่อพอลิเมอร์แบบมาตรฐาน
มีการเรียกชื่อพอลิเมอร์หลายวิธี พอลิเมอร์ที่ใช้ทั่วไปส่วนใหญ่ใช้ชื่อสามัญที่เคยใช้ในอดีตมากกว่าชื่อที่ตั้งตามแบบมาตรฐาน ทั้งสมาคมเคมีอเมริกันและไอยูแพกได้กำหนดการตั้งชื่อแบบมาตรฐานซึ่งมีความคล้ายคลึงกันแต่ไม่เหมือนกันทั้งหมด ชื่อที่เป็นมาตรฐานทั้งสองระบบเป็นชื่อที่แสดงถึงชนิดของหน่วยย่อยที่ประกอบเป็นพอลิเมอร์มากกว่าจะบอกถึงธรรมชาติของหน่วยที่ซ้ำๆกันในสาย ตัวอย่างเช่น พอลิเมอร์ที่สังเคราะห์จากเอทิลีนเรียกว่าพอลิเอทิลีน ยังคงลงท้ายด้วย –อีน แม้ว่าพันธะคู่จะหายไประหว่างกระบวนการเกิดพอลิเมอร์




สูตรโครงสร้างของพอลิเมอร์



พอลิเมอร์ที่พอไม่ว่าจากในธรรมชาติ และที่สังเคราะห์ขึ้น มีโครงสร้างได้หลายรูปแบบ ทั้งนี้ขึ้นกับการเข้าเกาะของมอนอเมอร์ จึงทำให้พอลิเมอร์มีโครงสร้างอยู่ 3 รูปแบบด้วยกัน คือ
1.พอลิเมอร์สายตรง (Linear polymer) พอลิเมอร์ชนิดนี้จะเป็นโซ่ตรงยาว ถ้าให้ A และ B แทนมอนอเมอร์ โครงสร้างอย่างง่ายของโฮโมพอลิเมอร์จะเป็นดังนี้

A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A linear homopolymer
ส่วนโคพอลิเมอร์มีรูปแบบดังนี้

1.A-B-A-B-A-B-A-B-A-B Alternating copolymer (เป็นพอลิเมอร์ ที่มีมอนอเมอร์ A และ B เรียงสลับกันเป็นช่วง หน่วยต่อหน่วย)

2.A-A-B-B-B-B-A-A-A-A Block copolymer (เป็นกลุ่มของมอนอเมอร์ A และ B ที่เรียงสลับกันเป็นกลุ่ม)

3.A-A-A-B-A-B-A-A-B-B Random copolymer (เป็นมอนอเมอร์ A และ B เรียงสลับกันอย่างอิสระ)

2.พอลิเมอร์กิ่งสาขา (graft polymer) พอลิเมอร์ชนิดนี้จะมีส่วนประกอบสองส่วน คือ ส่วนที่เป็นโซ่หลัก และส่วนที่เป็นโซ่กิ่ง โดยโซ่หลักจะต้องประกอบด้วยมอนอเมอร์ชนิดเดียวเท่านั้น ส่วนมอนอเมอร์อีกชนิด จะเป็นโซ่กิ่ง






3.พอลิเมอร์ร่างแห (Cross-link polymer) เป็นพอลิเมอร์ที่เป็นร่างแหมีสายหลายสายเชื่อมต่อกัน ซึ่งเป็นได้ทั้งโฮโมพอลิเมอร์และโคพอลิเมอร์




รูปแบบการใช้งานของพอลิเมอร์
พอลิเมอร์ที่เรามีการใช้งานในชีวิตประจำวันนั้น สามารถแบ่งออกตามลักษณะทางกายภาพได้ออกมากว้าง ๆ ได้ 4 แบบ ก็คือ
1.เส้นใย เป็นพอลิเมอร์กลุ่มที่แข็งแรงที่สุด เนื่องจากพื้นที่หน้าตัดของเส้นใยนั้นมีขนาดที่เล็กมาก ตัวพอลิเมอร์เองจึงจำเป็นต้องรับแรงในแนวแกนเส้นใยให้ได้สูงสุด เส้นใยจึงมีลักษณะทางกายภาพที่ดูเบาบาง แต่มีความแข็งแรงสูง

2.พลาสติก มีความแข็งแรงรองจากเส้นใย แม้ว่าการใช้งานพลาสติกนั้น จะมีมิติความกว้าง ยาว สูง มากกว่าเส้นใยหลายเท่า ทำให้ดูเหมือนว่าแข็งแรงกว่าเส้นใย แต่ถ้าลองนำพลาสติกไปฉีดให้มีความบางเท่าเส้นใย จะพบว่ามันแข็งแรงน้อยกว่ามาก

3.ยาง มีจุดเด่นคือความยืดหยุ่นสูง เราจึงไม่เปรียบเทียบเรื่องความแข็งแรง แต่มักจะคำนึงถึงค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัวก่อนขาด (elongation at break) และแรงดึงที่จุดขาด (load at break) แทน นอกจากนี้พอลิเมอร์ในกลุ่มนี้จำเป็นต้องมีการคืนตัวกลับได้ดีด้วย (recovery property) จึงต้องมีการเพิ่มแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโซ่โมเลกุลด้วยการเชื่อมขวาง (crosslink) ซึ่งจุดที่เชื่อมขวางนี้ควรจะอยู่ห่างกันในระยะที่เหมาะสม เนื่องจากหากถี่เกินไป ยางที่ได้จะมีลักษณะแข็งไม่ยืดหยุ่น ในขณะที่ถ้าห่างเกินไป ก็จะได้ยางที่มีลักษณะนิ่มเกินไป

4.สารละลายและลาเทกซ์ ใช้งานในรูปของพอลิเมอร์ที่กระจายตัวในของเหลวอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นตัวทำละลายของพอลิเมอร์เอง หรือกระจายตัวเป็นอิมัลชันในน้ำ ลักษณะการใช้งานคือเป็น กาว สีทาบ้าน เชลแล็ค หรือ สารเคลือบผิวอื่น ๆ พอลิเมอร์ในกลุ่มนี้ควรจะกระจายตัวได้ดี และมีความสามารถในการเชื่อมขวางได้ในสภาวะที่มีแสง หรือแก๊ซออกซิเจนได้ หรือไม่ก็สามารถที่จะนำตัวเองไปเกี่ยวพัน (entanglement) กับวัสดุอื่น ๆ ได้





ชนิดของพอลิเมอร์ (แบ่งตามโครงสร้างโมเลกุล)

เมื่อพิจารณาการเชื่อมโยงระหว่างสายโซ่โมเลกุล (crosslinking) เราสามารถแบ่งชนิดของพอลิเมอร์ได้เป็น 3 ชนิด ดังนี้

1.Thermoplastic polymers เป็นพอลิเมอร์สายตรงหรือกิ่ง ไม่มีการเชื่อมโยงระหว่างสายโซ่โมเลกุล ส่งผลให้สายโซ่โมเลกุลขยับตัวง่ายเมื่อได้รับแรงหรือความร้อน สามารถหลอมและไหลได้เมื่อได้รับความร้อน เป็นส่วนประกอบหลักในพลาสติกอ่อน เช่น Polyethylene ในถุงพลาสติก


2.Elastomers เป็นพอลิเมอร์ที่มีการเชื่อมโยงระหว่างสายโซ่โมเลกุลเล็กน้อย ซึ่งทำหน้าที่ดึงสายโซ่โมเลกุลกลับมาให้อยู่ในสภาพเดิม เมื่อปล่อยแรงกระทำ




3.Thermosetting polymers เป็นพอลิเมอร์ที่มีการเชื่อมโยงระหว่างสายโซ่โมเลกุลอย่างหนาแน่น ส่งผลให้สายโซ่โมเลกุลขยับตัวยากเมื่อได้รับแรงหรือความร้อน วัสดุที่มีพอลิเมอร์ชนิดนี้เป็นองค์ประกอบหลัก จึงรับแรงได้ดี และไม่หลอมเหลวเมื่อได้รับความร้อน อย่างไรก็ตาม เมื่อความร้อนสูงถึงอุณหภูมิสลายตัว (Degradation temperature) วัสดุจะสลายตัวไปเนื่องจากพันธะเคมีแตกหัก พอลิเมอร์ชนิดนี้ เป็นส่วนประกอบหลักในพลาสติกแข็ง เช่น ถ้วยชามเมลามีน หลังคาไฟเบอร์ (Thermosets เสริมใยแก้ว)




โครงสร้างของพอลิเมอร์

คุณสมบัติทางโครงสร้างของพอลิเมอร์เกี่ยวข้องกับการจัดตัวทางกายภาพของลำดับโมโนเมอร์ตลอดแกนหลักของสาย โครงสร้างทีอิทธิพลต่อคุณสมบัติอื่นๆ ของพอลิเมอร์ ตัวอย่างเช่น พอลิเมอร์สายตรงอาจจะละลายหรือไม่ละลายในน้ำขึ้นกับว่าหน่วยย่อยนั้นมีขั้วหรือไม่ แต่ในกรณีของยางธรรมชาติ ยางธรรมชาติสองชนิดอาจจะแสดงความทนทานต่างกันแม้จะมีหน่วยย่อยเหมือนกัน นักวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์พยายามพัฒนาวิธีการเพื่ออธิบายทั้งธรรมชาติของหน่วยย่อยและการจัดเรียงตัว





การจำแนกหน่วยย่อย

การจำแนกหน่วยย่อยที่ประกอบเป็นพอลิเมอร์เป็นลักษณะแรกและสำคัญที่สุดของพอลิเมอร์ หน่วยที่ซ้ำกันจะพบซ้ำๆตลอดสายและใช้ในการจำแนกพอลิเมอร์ พอลิเมอร์ที่มีหน่วยย่อยเหมือนกันหมดเรียกว่าโฮโมพอลิเมอร์ ส่วนพอลิเมอร์ที่มีหน่วยย่อยหลายชนิดผสมกันเรียกโคพอลิเมอร์ พอลิสไตรีนเป็นตัวอย่างของโฮโมพอลิเมอร์ เอทิลีน-ไวนิลอะซีเตตเป็นตัวอย่างของโคพอลิเมอร์ พอลิเมอร์ทางชีวภาพบางชนิดประกอบด้วยหน่วยย่อยต่างกันแต่มีโครงสร้างใกล้เคียงกันเช่นพอลินิวคลีโอไทด์ที่มีหน่วยย่อยเป็นนิวคลีโอไทด์ พอลิเมอร์ที่มีหน่วยย่อยที่มีประจุจะเรียกว่าพอลิอิเล็กโทรไลต์ หน่วยย่อยของพอลิเมอร์ชนิดนี้เรียก ไอโอโนเมอร์











แหล่งอ้งอิง : http://th.wikipedia.org/wiki/พอลิเมอร์

ปิโตรเลียม

ปิโตรเลียม

ปิโตรเลียม คือ สารพวกไฮโดรคาร์บอนและอาจจะพบสารอินทรีย์ที่มีธาตุ O N หรือ S เป็นองค์ประกอบอยู่บ้างเล็กน้อย เกิดจากการตายทับถมของซากพืชซากสัตว์นับเป็นเวลานับล้าน ๆ ปี
ปิโตรเลียม
1. ก๊าซธรรมชาติ คือ ก๊าซไฮโดรคาร์บอนมี CH4 C2H6 C3H8 C4H10 ส่วนมากจะเป็น CH4
2. น้ำมันดิบ คือ สารประกอบไฮโดรคาร์บอนจำนวนมากมายปนกัน สารพวกนี้มีจุดเดือดแตกต่างน้อย จึงแยกด้วยวิธีการกลั่นลำดับส่วน

สารไฮโดรคาร์บอนที่แบ่งได้จากการกลั่นลำดับ เรียงจากจุดเดือดต่ำไปหาสูง ดังนี้

ก๊าซปิโตรเลียม (C1 - C4), น้ำมันเบนซิน, น้ำมันก๊าด, น้ำมันดีเซล, น้ำมันหล่อลื่น, ไข, น้ำมันเตา, บิทูเมน สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีขนาดใหญ่จำนวน C อะตอมมาก มีประโยชน์น้อย ราคาต่ำมาเปลี่ยนเป็นสารที่มีขนาดโมเลกุล และมวลโมเลกุลใกล้เคียงกับน้ำมันเบนซินและน้ำมันดีเซล และปรับปรุง โครงสร้างของโมเลกุลให้เป็นเชื้อเพลิงที่มีคุณภาพดีขึ้นดังนี้

ก. กระบวนการแตกสลาย (Cracking)

ข. การรีฟอร์มมิง (Reforming)

ค. การแอลคิเลชัน (Alkylation)

สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงที่ดีในรถยนต์ต้องมีลักษณะ ดังนี้

1. โมเลกุลได้ขนาด ที่มี C5 - C10

2. โมเลกุลมี C ต่อกันแตกกิ่งก้านสาขา

แหล่งอ้างอิง : http://www.thaigoodview.com/library/contest2551/science04/48/2/team/page/h2.html