ธาตุและสารประกอบ 

มนุษย์พยายามศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับลักษณะโครงสร้างของสารมาเป็นเวลานานจนในที่สุด  จอห์น  ดอลตัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ  ได้เสนอแนวคิดว่า ถ้าแบ่งสารชิ้นใดชิ้นหนึ่งเป็นหน่วยย่อยที่สุด โดยแต่ละชิ้นยังคงสมบัติเติมของสารนั้นไว้เรียกหน่วยย่อยที่สุดว่า อะตอม

                 ถ้านำสสารชิ้นใดมาศึกษาสมบัติของแต่ละอะตอมแล้วปรากฏว่าเป็นอะตอมชนิดเดียวกันเรียกสสารชิ้นนั้นว่า ธาตุ

1.       ธาตุ  คือ  สารประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกันไม่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงให้กลายเป็นอนุภาคที่ย่อยกว่านี้ด้วยวิธีการทางเคมี เช่น เหล็ก ทองแดง  เป็นต้น

2.       สัญลักษณ์ของธาตุ เนื่องจากธาตุมีอยู่หลายชนิด จอห์น ดอลตัน จึงเสนอให้มีการใช้รูปภาพเป็นสัญลักษณ์แทนชื่อธาตุ

ในปี พ.ศ.  2361  นักเคมีชาวสวีเดนชื่อ จาคอบ เบอร์ซีเลียส (Jacob  Berzlius)  เห็นว่าได้มีการค้นพบธาตุใหม่ ๆ เป็นจำนวนมาก  การใช้รูปภาพไม่สะดวก จึงเสนอให้ใช้ตัวอักษรแทนชื่อธาตุ  เพื่อให้สะดวกและมีความเป็นสากลมากขึ้น  ควรใช้อักษรตัวต้นในภาษาอังกฤษหรือละตินเป็นสัญลักษณ์แทนอะตอมของธาตุ เพื่อไม่ให้สัญลักษณ์ซ้ำกันให้ใช้อักษรตัวรองหรือตัวถัดไปควบกับอักษรตัวต้นโดยเขียนตัวพิมพ์ใหญ่สำหรับอักษรตัวต้น และใช้อักษรตัวเล็กสำหรับตัวรอง

ตารางแสดงชื่อธาตุและสัญลักษณ์ของธาตุบางชนิด

ธาตุและสารประกอบจัดเป็นสารเนื้อเดียว  ซึ่งหมายถึงสารที่ประกอบด้วยธาตุเพียงชนิดเดียว สองชนิด  หรือมากกว่าสองชนิดขึ้นไปผสมกันอย่างกลมกลืน จนมองเห็นเป็นเนื้อเดียวกันตลอด

                ธาตุ  คือ  สารชนิดเดียวที่ไม่สามารถแยกหรือสลายออกไปเป็นสารอื่นได้  แบ่งออกเป็น  2  กลุ่ม ตามแหล่งที่มา ได้แก่  ธาตุที่เกิดขึ้นเองในธรรมชาติมีอยู่  92  ธาตุ  และธาตุที่นักวิทยาศาสตร์สังเคราะห์ขึ้นในห้องทดลองอีกหลายธาตุ  แต่เมื่อแบ่งธาตุตามสถานะสามารถแบ่งออกเป็น  3  ชนิด  คือ

1.        โลหะ

      โลหะมีสถานะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิปกติ ยกเว้นปรอทชนิดเดียวที่มีสถานะเป็นของเหลว

2.        อโลหะ

      อโลหะเป็นธาตุที่เป็นได้ทั้ง  3  สถานะ  คือ  ของแข็ง  ของเหลว  และแก๊ส ดังแสดงในตารางธาตุ ธาตุอโลหะจะมีสมบัติตรงข้ามกับโลหะคือ  เปราะ มีจุดเดือดต่ำและไม่นำไฟฟ้า  มีทั้งหมด  21  ธาตุ ในจำนวน  21  ธาตุนี้มีเพียง  9  ธาตุที่มีสถานะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิปกติ  ส่วนที่เหลืออีก  12  ธาตุมีสถานะเป็นแก๊ส

3.        กึ่งโลหะ

      กึ่งโลหะ   หมายถึง  ธาตุที่มีสมบัติกึ่งโลหะและอโลหะ  เช่น  ธาตุซิลิคอน มีลักษณะคล้ายของแข็งมีสีเงินวาว  แต่เปราะง่ายคล้ายธาตุอโลหะ  มีจุดเดือดสูงถึง 3,265  องศาเซลเซียส และนำไฟฟ้าได้เล็กน้อย

                ในภาวะปกติ  ธาตุบางชนิดดำรงอยู่สถานะของแข็ง  บางชนิดเป็นของเหลว และบางชนิดเป็นแก๊ส  เราแบ่งธาตุทั้งหมดออกได้เป็นสามพวกใหญ่ ๆ  คือ โลหะ อโลหะ และกึ่งโลหะ  ตัวอย่าง โลหะ และอโลหะที่เราพอรู้จักกันคือ

            การที่เราจำแนกธาตุทั้งหลายออกเป็นโลหะกับอโลหะ  ก็เนื่องจากธาตุต่าง ๆ แม้จะมีสมบัติเฉพาะตัวแตกต่างกัน แต่ก็มีสมบัติบางประการเหมือนกันหรือคล้ายกัน  พอจะแยกออกได้เป็น  2  พวก คือ  โลหะกับ อโลหะ

ธาตุกัมมันตรังสี

ธาตุที่สามารถปล่อยรังสีที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า  เรียกว่า  ธาตุกัมมันตรังสี    ส่วนปรากฏการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่อง  เรียกว่า  กัมมันตภาพรังสี

รังสีที่แผ่ออกมาจากสารกัมมันตรังสี  อาจเป็นรังสีแอลฟา  บีตา  หรือแกมมา  ซึ่งมีสมบัติต่าง  ๆ  กันดังนี้

รังสีแอลฟา    ให้สัญลักษณ์เป็น         ความสามารถทะลุทะลวงได้ต่ำ   เพียงแผ่นกระดาษหนา  แผ่นโลหะที่มีความหนาเท่ากับแผ่นอะลูมิเนียมบาง ๆ 

รังสีบีตา   มีสัญลักษณ์เป็น           มีความสามารถทะลุทะลวงได้มากกว่ารังสีแอลฟา  100  เท่า   สามารถทะลุอะลูมิเนียมที่มีความหนา  1  เซนติเมตร  หรืออากาศที่มีความหนาประมาณ  1  สามารถป้องกันการทะลุทะลวงของรังสีบีตาได้

รังสีแกมมา       มีสัญลักษณ์เป็น          มีสมบัติเหมือนกันกับรังสรเอกซ์  (รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานสูง)  เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับแสง  มีกำลังทะลุทะลวงได้มากกว่า                รังสีบีตา  100  เท่า

                                ประโยชน์บางประการของสารกัมมันตรังสี

1.       คาร์บอน- 14                ประโยชน์             ช่วยหาอายุของโบราณวัตถุ 

2.       โคบอลท์-60                ประโยชน์             รักษาโรคมะเร็ง

3.       ทองคำ-198                  ประโยชน์             วินิจฉัยตับ

4.       ไอโอดีน-125              ประโยชน์             หาปริมาณเลือด

5.       ไอโอดีน-131              ประโยชน์             วินิจฉัยอวัยวะ

6.       ฟอสฟอรัส–32            ประโยชน์             รักษาโรคมะเร็ง

7.       โพแทสเซียม–40        ประโยชน์             หาอายุหิน

8.       ยูเรเนียม–235              ประโยชน์             ให้พลังงาน

การใช้กัมมันตภาพรังสีทางเกษตรกรรม

การใช้กัมมันตภาพรังสีทางเกษตรกรรม  เช่น  การใช้ถนอมอาหาร  วิเคราะห์ดิน  เพื่อ

จำแนกพื้นที่เพาะปลุกให้เหมาะสมกับชนิดของพืช  ศึกษาเกี่ยวกับการผลิตไข่  และน้ำนมสัตว์  ช่วยกำจัดแมลงและการกลายพันธุ์ของพืช

1.        การใช้รังสีรังสีที่นำมาใช้ถนอมอาหาร  คือ  รังสีแกมมา  ซึ่งเป็นรังสีที่มีกำลังทะลุทะลวงสูงเป็น

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้จากธาตุกัมมันตรังสี  เช่น  โคบอลต์- 60  เนื่องจากรังสีมีกำลังทะลุทะลวงสูง  หามใช้ปริมาณรังสีขนาดพอเหมาะจะสามารถทำลายเชื้อจุลินทรีย์  รวมทั้งเอนไซม์ในอาหารด้วย  และไม่มีผลกระทบต่อผู้บริโภคโดยไม่มีพิษตกค้าง

                                ผลผลิตทางการเกษตรที่นำไปอาบรังสี  ได้แก่  หัวหอมเล็ก  หัวหอมใหญ่  แอปเปิล  มันฝรั่ง  ผลไม้หลายชนิด  ขนาดของรังสีที่ใช้อาบ     มีหน่วย  เรียกว่า  แรด์  (rad)  หรือ  เกร์ย  โดยกำหนดว่า

1        แรด์   เท่ากับพลังงาน    100   เฮิร์ต  ที่ถ่ายโอนให้กับวัตถุ    1  กรัม
100   แรด์    เท่ากับ   1    เกรย์
1000  เกรย์  เท่ากับ  1  กิโลเกรย์

ผลจากการนำผลิตผลเกษตรไปฉายรังสีหรืออาบรังสี  แสดงในตารางต่อไปนี้

                   ผลของการฉายรังสีที่ขนาดของรังสีขนาดรังสีต่าง ๆ 

             เทคโนโลยีการใช้รังสีในการถนอมรักษาอาหารและผลผลิตทางการเกษตร  มีประโยชน์นานับประการ  เช่น  ยับยั้งการงอก  ควบคุมแมลงศัตรูพืช  เช่น  แมลงวันทอง  ชะลอการสุกของผลไม้  การกำจัดโรค  การยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์  แต่วิธีการใช้รังสีค่อนข้างซับซ้อน  และการลงทุนในขั้นแรกค่อนข้างสูง

การใช้กัมมันตรังสีทางอุตสาหกรรม

ใช้รังสีแกมมาและรังสีเอกซ์  ตรวจสอบรอยเชื่อมของโลหะ  การเชื่อมตัวเรือดำน้ำ  การจัดความหนาของกระดาษ  การวัดปริมาณซัลเฟอร์ในปิโตรเลียม  เป็นต้น

การป้องกันอันตรายจากกัมมันตภาพรังสี

อันตรายจากกัมมันตภาพรังสี  ขึ้นกับปริมาณพลังงานของกัมมันตรังสีต่อมวลที่ถูกรังสี 

และสำคัญของส่วนที่ถูกกัมมันตภาพรังสีต่อการดำรงชีวิต  ผู้ที่จะนำกัมมันตภาพรังสีไปใช้ประโยชน์  ไม่ว่าในการแพทย์  ทางการเกษตร  ทางอุตสาหกรรม  ตลอดจนค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ต่าง ๆ  จะต้องมีความรู้ทางด้านกัมมันตรังสี  เป็นอย่างดี  รู้จักวิธีใช้ที่ปลอดภัย  และวิธีป้องกันอันตรายจากกัมมันตภาพรังสีเหล่านั้นด้วย