เคมี เรื่อง ธาตุกึ่งโลหะ และ ธาตุกัมมันตรังสี
- 13. หรือ ธาตุเมทัลลอยด์ ( matalliods) จะอยู่ค่อนไปทางขวา
ของตารางธาตุจะเป็นเส้นทึบเป็นขั้นบันไดปรากฏอยู่ ซึ่งจัดเป็นธาตุกึ่ง
โลหะ ซึ่งอยู่กึ่งกลางระหว่างโลหะและอโลหะ ซึ่งคุณสมบัติสาคัญที่
ใช้จาแนกประเภทของธาตุเหล่านี้คือ คุณสมบัติการนาไฟฟ้ า ธาตุกึ่ง
โลหะส่วนใหญ่จะเป็นสารกึ่งตัวนา ( semiconductors ) และ
ส่วนใหญ่มีโครงสร้างแบบโครงผลึกร่างตาข่าย
- 22. จากตาราง จะพบว่าธาตุกึ่งโลหะส่วนใหญ่
-มีค่าพลังงานไอออไนเซชันลาดับที่ 1 ค่อนข้างสูง
- ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีข้อนข้างสูง
- มีจุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแน่นมีค่าสูง
- สามารถนาไฟฟ้ าได้เช่นเดียวกับธาตุโลหะ
- สามารถเกิดสารประกอบไอออนิก และ สารประกอบโคเวเลนต์
จากสมบัติข้างต้นทาให้ได้ข้อมูลว่าตั้งแต่ธาตุโบรอนถึงธาตุ
แอสทาทีน โดยที่ตาแหน่งธาตุเหล่านี้อยู่ชิดเส้นทึบลักษณะขั้นบันไดใน
ตารางธาตุตั้งแต่หมู่ 3A ลงมามีสมบัติเป็นทั้งโลหะ และอโลหะจึง
จัดเป็นธาตุกึ่งโลหะ
( ยกเว้นธาตุ Al มีสมบัติเป็นโลหะ และ Po กับ At เป็นธาตุกัมมันตรังสี )
- 24. ในปี ค.ศ. 1896 อองตวน อองรี เบ็กเคอเรล นักวิทยาศาสตร์
ชาวฝรั่งเศส พบว่า เมื่อเก็บแผ่นฟิล์มถ่ายรูปที่หุ้มด้วยกระดาษสีดาไว้
กับสารประกอบของยูเรเนียม ฟิล์มจะมีลักษณะเหมือนถูกแสง และเมื่อ
ทาการทดลองกับสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่นๆ ก็ได้ผล
เช่นเดียวกัน จึงสรุปได้ว่าน่าจะมีรังสีแผ่ออกมาจากธาตุยูเรเนียม ดัง
ภาพ
- 26. ต่อมา ปีแอร์ และมารี กูรี ได้ค้นพบว่า ธาตุยูพอโลเนียม เรเดียม
และทอเรียม ก็สามารถแผ่รังสีได้เช่นเดียวกัน เพราะฉะนั้นจึงสรุปได้ว่า
ธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ธาตุที่แผ่รังสีได้ เนื่องจากนิวเคลียส
ของอะตอมไม่เสถียร เป็นธาตุที่มีเลขอะตอมสูงกว่า 82
กัมมันตภาพรังสี หมายถึง ปรากฏการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้เอง
อย่างต่อเนื่อง รังสีที่ได้จากการสลายตัว มี 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา รังสี
บีตา และรังสีแกมมา
- 30. เวลาครึ่งชีวิต (Half life) คือช่วงเวลาที่ธาตุกัมมันตรังสีใช้ใน
การสลายตัวแล้วทาให้จานวนของสารลดลงครึ่งหนึ่งของจานวนเดิม
และเขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ T½
ครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทปและสามารถใช้
เปรียบเทียบอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดได้
- 35. 1. ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission reaction)
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น เนื่องจากการยิงอนุภาคนิวตรอนเข้าไป
ยังนิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทาให้นิวเคลียร์แตกออกเป็นนิวเคลียร์ที่
เล็กลงสองส่วนกับให้อนุภาคนิวตรอน 2-3 อนุภาค และคายพลังงาน
มหาศาลออกมา ถ้าไม่สามารถควบคุมปฏิกิริยาได้อาจเกิดการระเบิด
อย่างรุนแรงที่เรียกว่า ลูกระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) เพื่อ
ควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ไม่ให้เกิดรุนแรงนักวิทยาศาสตร์จึงได้สร้างเตา
ปฏิกรณ์ปรมาณูเพื่อใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้ า
- 37. 2. ปฏิกิริยาฟิวชัน (Fusion reaction)
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุเบาหลอมรวมกันเข้าเป็น
นิวเคลียสที่หนักกว่า และมีการคายความร้อนออกมาจานวนมหาศาล
และมากกว่าปฏิกิริยาฟิชชันเสียอีก ปฏิกิริยาฟิวชันที่รู้จักกันดี
คือ ปฏิกิริยาระเบิดไฮโดรเจน (Hydrogen bomb) ดังภาพ
- 41. 3. ด้านเกษตรกรรม ใช้ฟอสฟอรัส 32 (P-32) ศึกษาความ
ต้องการปุ๋ ยของพืช ปรับปรุงเมล็ดพันธุ์ที่ต้องการ และใช้โพแทสเซียม-
32 (K–32) ในการหาอัตราการดูดซึมของต้นไม้
4. ด้านอุตสาหกรรม ใช้ธาตุกัมมันตรังสีตรวจหารอยตาหนิ
เช่น รอยร้าวของโลหะหรือท่อขนส่งของเหลว ใช้ธาตุกัมมันตรังสีใน
การ ตรวจสอบและควบคุมความหนาของวัตถุ ใช้รังสีฉายบนอัญมณี
เพื่อให้มีสีสันสวยงาม
- 42. 5. ด้านการถนอมอาหาร ใช้รังสีแกมมาของธาตุโคบอลต์-60
(Co–60) ปริมาณที่พอเหมาะใช้ทาลายแบคทีเรียในอาหาร จึงช่วย
ให้เก็บรักษาอาหารไว้ได้นานขึ้น
6. ด้านพลังงาน มีการใช้พลังงานความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยา
นิวเคลียร์ในเตาปฏิกรณ์ปรมาณูของยูเรเนียม-238 (U-238) ต้มน้า
ให้กลายเป็นไอ แล้วผ่านไอน้าไปหมุนกังหัน เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้ า