(คู่มือ) หนังสือเรียนสสวท พื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.1 ล.1

หนว่ ยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ 65 ค่มู ือครรู ายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ ความรูเ้ พ่มิ เตมิ ส�ำหรบั ครู 1. วางถ้วยยูรีกาบนโต๊ะที่ม่ันคง น�ำภาชนะรองรับวางใต้ปากของถ้วยยูรีกา จากนั้นเติมน�้ำลงไปในถ้วยยูรีกาจน มีน�ำ้ ไหลลงสู่ภาชนะรองรับ 2. รอจนกระทง่ั นำ้� หยดสดุ ทา้ ยหยดลงในภาชนะรองรับ 3. เปลีย่ นภาชนะรองรับนำ�้ ใบใหม่ หรอื อาจใชก้ ระบอกตวงมารองรบั นำ�้ ได้เลย (หมายเหต:ุ หากเลอื กใชก้ ระบอกตวงมารองรับนำ�้ ในขน้ั การเตรียมถว้ ยยูรกี าในขอ้ 1 ควรวางถว้ ยยรู กี าให้สงู ในระดับทพ่ี อดกี ับความสูงของกระบอกตวงที่จะใชใ้ นขอ้ 3) 4. นำ� วตั ถุทตี่ อ้ งการหาปรมิ าตรมาผูกดว้ ยเชอื ก แลว้ ค่อย ๆ หย่อนวตั ถุลงไปจนถึงกน้ ถ้วยยูรกี า 5. รอจนกระทง่ั นำ้� หยดสดุ ทา้ ยหยดลงในภาชนะรองรบั นำ� ไปเทลงกระบอกตวงเพอื่ อา่ นปรมิ าตร แตถ่ า้ ใชก้ ระบอกตวง รองรบั น้�ำ ก็สามารถอา่ นปรมิ าตรได้เลย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

66 หนว่ ยท่ี 2 | สารบริสุทธ์ิ คู่มอื ครรู ายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์ ตัวอยา่ งผลการทำ�กจิ กรรม ตอนท่ี 1 ตารางบันทึกมวล ปรมิ าตร และความหนาแนน่ ของของแข็งทีไ่ ม่ใชร่ ปู ทรงเรขาคณิต วตั ถุ มวลของวตั ถุ (g) ปรมิ าตรของวัตถุ (cm3) ความหนาแน่น (g/cm3) เหล็กกอ้ นที่ 1 ครั้งท่ี 1 74.8 10 7.48 ครั้งท่ี 2 74.8 10 7.48 ครง้ั ท่ี 3 7.48 9.8 7.63 เฉล่ยี - - 7.53 เหลก็ ก้อนท่ี 2 ครั้งท่ี 1 132.2 16.8 7.87 คร้งั ที่ 2 132.0 17.8 7.42 ครง้ั ที่ 3 132.1 18.0 7.34 เฉลย่ี - - 7.54 ทองแดงก้อนท่ี 1 คร้ังที่ 1 86.8 9.8 8.86 ครั้งที่ 2 86.8 10 8.68 ครง้ั ท่ี 3 86.8 10 8.68 เฉลย่ี - - 8.74 ทองแดงก้อนที่ 2 ครั้งท่ี 1 102.5 12.0 8.54 ครงั้ ท่ี 2 102.6 12.3 8.34 ครง้ั ที่ 3 102.5 12.1 8.47 เฉลี่ย - - 8.45 หมายเหตุ : ความหนาแนน่ ของเหลก็ บรสิ ทุ ธม์ิ คี า่ 7.874 g/cm3 สว่ นความหนาแนน่ ของทองแดงบรสิ ทุ ธม์ิ คี า่ 8.96 g/cm3 ท่มี า : http://periodictable.com สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 2 | สารบรสิ ทุ ธ์ิ 67 คูม่ อื ครูรายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ ตัวอย่างผลการทำ�กิจกรรม ตอนที่ 2 ตารางบันทกึ มวล ปริมาตร และความหนาแน่นของสารละลายทีม่ ีอตั ราส่วนผสมแตกต่างกัน มวลของสาร มเวกลอขรอ์ (งgบ)ีก มวลข(gอ)งสาร ปริมาตร (cm3) ความหนาแน่น สาร พรอ้ มบีกเกอร์ (g/cm3) 115.6 (g) 115.6 115.6 สารละลายโซเดียมคลอไรด์ ชุดท่ี 1 - คร้งั ที่ 1 220.2 115.6 104.6 100 1.05 115.6 106.4 100 1.06 ครง้ั ท่ี 2 222.0 115.6 105.9 100 1.06 ครั้งที่ 3 221.5 - - - 1.06 ค่าเฉลยี่ - 85.4 101.3 100 1.01 85.4 101.4 100 1.01 สารละลายโซเดียมคลอไรด์ 85.4 101.9 100 1.02 ชดุ ท่ี 1 - - - 1.01 ครงั้ ที่ 1 216.9 85.4 99.5 100 1.00 คร้ังท่ี 2 217.0 85.4 99.6 100 1.00 85.4 98.1 100 1.00 คร้งั ที่ 3 217.5 - - - 1.00 คา่ เฉลี่ย - 93.1 100 0.95 สารละลายน้ำ� ตาลทราย 93.6 100 0.94 ชุดที่ 1 92.6 100 0.93 คร้ังที่ 1 184.9 - - 0.93 ครั้งท่ี 2 185.0 ครงั้ ท่ี 3 183.5 คา่ เฉลี่ย - สารละลายน้�ำตาลทราย ชดุ ท่ี 2 คร้งั ที่ 1 178.5 ครงั้ ท่ี 2 179.0 ครั้งที่ 3 178.0 ค่าเฉลี่ย - สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

68 หน่วยท่ี 2 | สารบรสิ ทุ ธิ์ ค่มู ือครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามทา้ ยกจิ กรรม ตอนท่ี 1 ความหนาแน่นของสารบรสิ ทุ ธ์ิ 1. ความหนาแนน่ คืออะไร หาได้อย่างไร แนวคำ� ตอบ ความหนาแนน่ (density) ของสารคอื ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งมวลของสารในหนง่ึ หนว่ ยปรมิ าตร ซงึ่ สามารถหาไดด้ งั นี้ มวล (g) ความหนาแน่นของสาร = ปริมาตร (cm3) 2. ความหนาแน่นของเหล็กก้อนท่ี 1 และ 2 เปน็ อย่างไร แนวคำ� ตอบ ความหนาแนน่ เฉลย่ี ของเหล็กกอ้ นที่ 1 และ 2 มีคา่ เทา่ กันหรือใกล้เคยี งกนั 3. ความหนาแนน่ ของทองแดงกอ้ นที่ 1 และ 2 เปน็ อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ ความหนาแน่นเฉลี่ยของทองแดงกอ้ นที่ 1 และ 2 มคี า่ เทา่ กนั หรือใกล้เคยี งกัน 4. ความหนาแน่นของเหล็กและทองแดงเหมือนหรอื ต่างกันอย่างไร แนวคำ� ตอบ ความหนาแนน่ ของเหล็กและทองแดงเหมอื นกนั คือ ความหนาแนน่ ของเหลก็ ท้ัง 2 ก้อน มีค่าเทา่ กนั หรือใกล้เคยี งกันและความหนาแน่นของทองแดงทง้ั 2 กอ้ น มคี า่ เทา่ กนั หรือใกลเ้ คยี งกนั สว่ น ความหนาแนน่ ของเหลก็ และทองแดงมีค่าไม่เท่ากนั 5. จากกิจกรรม สรปุ ไดว้ า่ อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ ความหนาแนน่ ของเหล็กทงั้ 2 ก้อน มีค่าคงทีเ่ ท่ากนั หรือใกล้เคยี งกัน ความหนาแน่นของทองแดง ท้ัง 2 ก้อน มีคา่ คงที่เทา่ กนั หรือใกลเ้ คียงกนั ส่วนความหนาแนน่ ของเหลก็ กับทองแดงมคี ่าไม่เทา่ กนั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ 69 คมู่ อื ครูรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามทา้ ยกิจกรรม ตอนที่ 2 ความหนาแน่นของสารผสม 1. ความหนาแน่นของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ ชุดที่ 1 และ 2 เป็นอยา่ งไร แนวคำ� ตอบ ความหนาแน่นเฉล่ียของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ ชุดท่ี 1 และชุดท่ี 2 มีค่าไม่เท่ากัน โดยมี ความหนาแน่นเฉล่ยี เทา่ กบั 1.06 g/cm3 และ 1.01 g/cm3 ตามลำ� ดับ 2. ความหนาแน่นของสารละลายนำ้� ตาลทรายชดุ ที่ 1 และ 2 เปน็ อย่างไร แนวคำ� ตอบ ความหนาแนน่ เฉล่ียของสารละลายนำ�้ ตาลทราย ชุดที่ 1 และชุดที่ 2 มคี ่าไมเ่ ท่ากนั โดยมีความ หนาแนน่ เฉลีย่ เทา่ กับ 1.00 g/cm3 และ 0.93 g/cm3 ตามลำ� ดับ 3. ความหนาแน่นของสารละลายโซเดยี มคลอไรดแ์ ละสารละลายนำ้� ตาลทราย เหมือนหรือต่างกันอยา่ งไร แนวคำ� ตอบ ความหนาแน่นของสารละลายโซเดียมคลอไรด์และสารละลายน้�ำตาลทรายเหมือนกัน คือ ความ หนาแน่นเฉล่ยี ของสารละลายแต่ละชดุ มคี า่ ไมเ่ ท่ากนั 4. จากกจิ กรรมตอนท่ี 2 สรุปได้วา่ อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ สารละลายทัง้ 2 ชุด มคี วามหนาแน่นไมค่ งที่ และสารละลายชนิดเดยี วกนั แต่อตั ราสว่ นของสาร ทน่ี ำ� มาผสมกนั ตา่ งกนั มคี วามหนาแนน่ ไมค่ งทเี่ ชน่ กนั ซง่ึ ขน้ึ อยกู่ บั อตั ราสว่ นของสารทนี่ ำ� มาผสมกนั 5. จากกจิ กรรมทัง้ 2 ตอน สรุปได้วา่ อย่างไร แนวคำ� ตอบ ความหนาแน่นของเหล็กและทองแดงเหมือนกัน คือ ความหนาแน่นเฉล่ียของเหล็กมีค่าเท่ากัน ทัง้ 2 กอ้ นและความหนาแน่นเฉล่ยี ของทองแดงมีคา่ เท่ากนั ทั้ง 2 กอ้ น ส่วนความหนาแน่นของ สารละลายโซเดียมคลอไรด์และสารละลายน�้ำตาลทรายเหมือนกัน คือ ความหนาแน่นเฉลี่ยของ สารละลายทงั้ 2 ชุดท่ีมีอัตราส่วนของสารท่นี ำ� มาผสมกนั ตา่ งกนั มคี วามหนาแนน่ ไมเ่ ท่ากัน ดงั นั้น จึงสรุปได้ว่า ความหนาแน่นของสารบริสุทธิ์แต่ละชนิดมีค่าเท่ากัน สารบริสุทธิ์ต่างชนิดมีความ หนาแนน่ ต่างกนั สารผสมชนิดเดยี วกนั แต่มีอัตราสว่ นผสมตา่ งกนั มคี วามหนาแน่นตา่ งกัน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

70 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธ์ิ คมู่ ือครูรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์ กิจกรรมทา้ ยบท ทราบประเภทของพลาสติกได้อย่างไร กิจกรรมนน้ี กั เรยี นจะไดน้ ำ� ความรู้เก่ยี วกับจุดเดอื ด จดุ หลอมเหลว และความหนาแน่นของสาร รวมทง้ั ความรูอ้ ื่นๆ ที่เก่ียวข้องมาใชป้ ระโยชนใ์ นการวิเคราะหป์ ระเภทของสารบรสิ ทุ ธ์ิ จดุ ประสงค์ 1. อธิบายเกยี่ วกบั ผลิตภณั ฑพ์ ลาสติกที่ใชใ้ นชวี ิตประจำ� วัน 2. วิเคราะห์และอธิบายแผนผังการจ�ำแนกประเภทพลาสติกโดยใช้สมบัติเกี่ยวกับจุดเดือด จดุ หลอมเหลว ความหนาแนน่ และสมบตั อิ ่ืนๆ เป็นเกณฑ์ เวลาที่ใชใ้ น 60 นาที การทำ� กิจกรรม วสั ดุและอปุ กรณ์ -ไมม่ -ี ข้อเสนอแนะ • ครูเตรยี มตวั อย่างผลิตภัณฑ์พลาสติกประเภทตา่ ง ๆ ท่ีมีการระบุประเภท ในการท�ำกจิ กรรม ส่ือการเรียนร/ู้ • หนังสอื เรยี นวิทยาศาสตร์ ระดบั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 1 สสวท. หนา้ 31 แหลง่ เรียนรู้ • ศนู ยเ์ ทคโนโลยโี ลหะและวสั ดแุ หง่ ชาติ http://www2.mtec.or.th/th/special/biodegrad- able_plastic/type_and_usage_plas.html สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 2 | สารบรสิ ทุ ธิ์ 71 คมู่ ือครรู ายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามท้ายกจิ กรรม 1. พลาสติกชิ้นหนึ่งไม่มีหมายเลขระบุประเภทของพลาสติกไว้ น�ำไปทดสอบความหนาแน่น พบว่ามีความ หนาแนน่ น้อยกว่าน้�ำ พลาสตกิ ชนิ้ นี้อาจเปน็ พลาสติกประเภทใดได้บา้ ง แนวคำ� ตอบ พลาสตกิ ชนิ้ นเี้ ปน็ พลาสตกิ ทล่ี อยนำ�้ เพราะมคี วามหนาแนน่ นอ้ ยกวา่ นำ้� ซง่ึ ไดแ้ ก่ พลาสตกิ ประเภท HDPE LDPE หรือ PP 2. พลาสติกช้ินหนึ่งไม่มีหมายเลขระบุประเภทของพลาสติกไว้ น�ำไปทดสอบความหนาแน่น พบว่ามีความ หนาแน่นมากกวา่ น้�ำ เมื่อนำ� ลวดทองแดงเผาไฟแตะกับพลาสติกจะเห็นเปลวไฟสสี ้ม และถา้ นำ� ช้ินพลาสติก ไปแช่สาร MEK พบวา่ พลาสติกละลาย พลาสติกชน้ิ น้ีเปน็ พลาสตกิ ประเภทใด แนวคำ� ตอบ พลาสตกิ ชน้ิ นีเ้ ป็นพลาสตกิ ประเภท PS (Polystyrene) 3. การทดสอบพลาสตกิ วธิ ใี ดใช้ความรู้เรอื่ งความหนาแน่น และแยกประเภทของพลาสตกิ ไดอ้ ย่างไร แนวคำ� ตอบ การทดสอบพลาสติกท่ใี ชค้ วามรู้เร่ืองความหนาแน่น ดว้ ยวธิ กี ารทดสอบด้วยนำ�้ (water test) ซ่งึ สามารถแยกพลาสติกออกได้เป็น 2 กล่มุ คือ 1) พลาสตกิ กลมุ่ ทจ่ี มนำ้� เนอื่ งจากมคี วามหนาแนน่ มากกวา่ นำ้� ไดแ้ ก่ พลาสตกิ ประเภท PETE PVC และ PS 2) พลาสติกกลุ่มที่ลอยน�้ำเน่ืองจากมีความหนาน่นน้อยกว่าน�้ำ ได้แก่ พลาสติกประเภท HDPE LDPE และ PP 4. การทดสอบพลาสตกิ วธิ ใี ดใชค้ วามรู้เรื่องจดุ เดือด จดุ หลอมเหลว และสามารถแยกประเภทของพลาสติกได้ อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ การทดสอบพลาสตกิ ทใี่ ชค้ วามรเู้ รอ่ื งจดุ หลอมเหลว ดว้ ยวธิ ที ดสอบดว้ ยการอบ (oven test) ใชค้ วาม รูเ้ ร่อื งจดุ หลอมเหลว โดยการน�ำพลาสติกประเภท HDPE หรือ LDPE มาอบท่ีอุณหภูมิ 125 °C ถ้า หลอมเหลวหมดแสดงวา่ เปน็ พลาสตกิ ประเภท LDPE เนอ่ื งจากพลาสตกิ ประเภทนม้ี จี ดุ หลอมเหลว ประมาณ 105-115 °C แต่ถ้าหลอมเหลวไม่หมดแสดงวา่ เป็นพลาสตกิ ประเภท HDPE เน่อื งจาก พลาสติกประเภทนม้ี ีจุดหลอมเหลวประมาณ 120 - 130 °C สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

72 หนว่ ยที่ 2 | สารบริสทุ ธ์ิ คมู่ อื ครูรายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ 27. ใชค้ ำ� ถามสำ� คญั ของบทในหนา้ นำ� บทที่ 1 สมบตั ขิ องสารบรสิ ทุ ธิ์ ถามนกั เรยี นและใหน้ กั เรยี นอภปิ รายรว่ มกนั โดยนกั เรยี น ควรจะตอบคำ� ถามส�ำคัญของบทได้ เฉลยคำ�ถามสำ�คัญของบท • สารบริสทุ ธ์แิ ละสารผสมมจี ดุ เดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแนน่ แตกตา่ งกันอย่างไร แนวค�ำตอบ สารบรสิ ทุ ธแ์ิ ตล่ ะชนดิ มสี มบตั บิ างประการทเี่ ปน็ คา่ เฉพาะตวั เชน่ จดุ เดอื ดและจดุ หลอมเหลวคงที่ แตส่ ารผสมมจี ดุ เดอื ดและจดุ หลอมเหลวไมค่ งที่ ขนึ้ อยกู่ บั ชนดิ และอตั ราสว่ นของสารทผ่ี สมอยดู่ ว้ ย กนั และความหนาแนน่ หรอื มวลต่อหนึง่ หน่วยปรมิ าตรคงท่ี เปน็ คา่ เฉพาะของสารน้นั ณ สถานะ และอณุ หภูมิหนง่ึ แต่สารผสมมคี วามหนาแนน่ ไม่คงท่ีข้นึ อยกู่ บั ชนิดและอตั ราส่วนของสารทผ่ี สม อยดู่ ้วยกนั 28. เชื่อมโยงไปสู่การเรียนรู้ในบทต่อไป โดยกล่าวว่า นักเรียนได้ทราบแล้วว่าสารบริสุทธิ์ประกอบด้วยสารเพียงชนิดเดียว ดงั นน้ั ในบทต่อไป นักเรยี นจะไดเ้ รียนรเู้ ก่ยี วกบั การจำ� แนกและองคป์ ระกอบของสารบรสิ ทุ ธิ์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 2 | สารบริสทุ ธิ์ 73 คมู่ อื ครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ เฉลยแบบฝกึ หัดท้ายบท 1. ในการหาจดุ เดือดของของเหลว 2 ชนิด ได้แก่ สาร A และ B โดยใหค้ วามรอ้ นกบั ของเหลว แลว้ วดั อุณหภมู ขิ อง ของเหลวเมอ่ื เวลาผ่านไป ไดผ้ ลดังตาราง ขออุณ(ขงoหเอCหงภ)ลูมวิ 1.0 1.3 2.0 2.3 3.0 3.3 เวลา (นาท)ี 5.3 6.0 6.3 7.0 7.3 8.0 4.0 4.3 5.0 A 44.0 55.0 66.0 76.0 84.0 92.0 94.0 96.0 98.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 B 49.0 60.0 75.0 81.0 86.0 88.0 89.0 90.5 91.0 93.0 94.0 94.5 95.0 96.5 98.0 จากตาราง สารใดเป็นสารบรสิ ุทธ์ิ สารใดเป็นสารผสม เพราะเหตใุ ด * แนวค�ำตอบ จากตารางสาร A คอื สารบรสิ ุทธ์ิ เน่ืองจากเม่อื พจิ ารณาขอ้ มูลในตารางแลว้ พบว่า เมอื่ ใหค้ วามรอ้ นแก่ สาร A ไปเร่อื ย ๆ จนกระท่งั เดือดและอุณหภูมิคงที่ท่ี 100 °C ส่วนสาร B เปน็ สารผสม เพราะอุณหภูมิ ขณะเดือดจะไมค่ งท่ี 2. นกั สำ� รวจเดนิ ทางดว้ ยบอลลนู บรรจุแก๊สฮีเลียม ก่อนออกเดนิ ทางไดบ้ รรจุแกส๊ ฮเี ลียมปรมิ าตร 500 m3 และมีมวล 60 Kg ในบอลลูน แกส๊ ฮเี ลยี มในบอลลูนขณะนน้ั มีความหนาแน่นเท่าใด* แนวคำ� ตอบ ความหนาแนน่ ของแกส๊ ฮีเลียมในบอลลนู = 60 (kg) 500 (m3) ดงั นัน้ แกส๊ ฮเี ลียมในบอลลนู ขณะนนั้ มคี วามหนาแนน่ 0.12 kg/m3 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

74 หน่วยที่ 2 | สารบริสทุ ธ์ิ คู่มือครรู ายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ 3. นำ� อักษรหนา้ ขอ้ ความทางขวามอื มาเติมลงในช่องว่างหน้าข้อความทางซา้ ยมอื ทีม่ ีความสัมพันธก์ ัน แนวค�ำตอบ ……ฉ.... 1. ความหนาแนน่ ของวัตถุ ก. ความหนาแนน่ ของวัตถนุ อ้ ยกว่าความหนาแนน่ ของนำ้� ……ก.... 2. วตั ถลุ อยในนำ้� ข. ความหนาแน่นของวตั ถุเทา่ กบั ความหนาแนน่ ของนำ้� ……ค…. 3. วัตถจุ มในนำ้� ค. ความหนาแน่นของวตั ถุมากกว่าความหนาแน่นของนำ้� ……ซ…. 4. ความหนาแน่นของวตั ถนุ อ้ ยลง ฉ. มวลของวตั ถุต่อปรมิ าตรของวัตถุ ……ข…. 6. วัตถลุ อยปร่มิ ในนำ้� ซ. เพมิ่ ปริมาตรของวัตถโุ ดยมวลเท่าเดิม ……ญ… 7. วิธกี ารทำ� วัตถุท่ีจมน�ำ้ ให้ลอยนำ�้ ได้ ญ. เพมิ่ ปรมิ าตรของวตั ถจุ นมคี วามหนาแนน่ นอ้ ยกวา่ 1 g/cm3 ตารางแสดงความหนาแน่นของสาร พลาสติก สาร (โพลีเอทลิ นี ) ปิโตรเลียมเหลว น�้ำ นม ความหนาแน่น 0.93 0.8 1 1.03 (g/cm3) ของเหลว ของเหลว ของเหลว สถานะ ของแขง็ 4. จากขอ้ มลู ในตารางใหเ้ ขยี นเครอื่ งหมาย P ในกลอ่ งสเี่ หลยี่ มหนา้ ขอ้ ความทกี่ ลา่ วถกู ตอ้ งและเขยี นเครอ่ื งหมาย O ในกลอ่ งสเี่ หลยี่ มหน้าขอ้ ความทีก่ ล่าวผิด  แท่งพลาสติกลอยในนำ�้ แตจ่ มในปิโตรเลียม  แทง่ พลาสติกสี่เหลีย่ มลกู บาศกม์ วล 50 g ลอยในน้�ำ ขณะทแี่ ท่งพลาสตกิ สเ่ี หลี่ยมลกู บาศกม์ วล 1 kg ไม่ ลอยในน�้ำ  ถ้าเทปิโตรเลียมเหลวลงในน�้ำ ปิโตรเลียมเหลวจะแยกช้ันลอยอยู่ด้านบน แต่ถ้าเทลงในนมปิโตรเลียม เหลวจะแยกช้ันอยูด่ า้ นล่าง แนวค�ำตอบ  แทง่ พลาสติกลอยในน้�ำแตจ่ มในปโิ ตรเลียม  แท่งพลาสตกิ ส่ีเหล่ียมลกู บาศกม์ วล 50 g ลอยในนำ้� ขณะท่ีแทง่ พลาสติกสเี่ หล่ียมลกู บาศกม์ วล 1 kg ไมล่ อย ในนำ้� (พลาสตกิ มีความหนาแน่นกว่านำ�้ )  ถ้าเทปโิ ตรเลียมเหลวลงในน�้ำ ปิโตรเลียมเหลวจะแยกชน้ั ลอยอยดู่ ้านบน แต่ถ้าเทลงในนม ปโิ ตรเลียมเหลว จะแยกชั้นอยู่ด้านล่าง (ปิโตรเลียมเหลวจะแยกช้ันลอยอยู่ด้านบนท้ังน�้ำและนม เน่ืองจากมีความหนาแน่น นอ้ ยกวา่ ทงั้ นำ้� และนม) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 2 | สารบริสทุ ธิ์ 75 คู่มือครรู ายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ บทที่ 2 การจำ� แนกและองค์ประกอบของสารบรสิ ทุ ธ์ิ สาระสำ� คญั สารบริสุทธิ์สามารถแบ่งออกเป็นธาตุและสารประกอบ ธาตุมีองค์ประกอบเพียงชนิดเดียวและไม่สามารถแยกสลาย เป็นสารอื่นได้ด้วยวิธีทางเคมี ส่วนสารประกอบธาตุองค์ประกอบตั้งแต่ 2 ชนิดข้ึนไปรวมตัวกันทางเคมีในอัตราส่วนคงท่ี มีสมบัติแตกต่างจากธาตุท่ีเป็นองค์ประกอบ สามารถแยกองค์ประกอบของสารประกอบออกจากกันได้ด้วยวิธีทางเคมี โดยธาตุแต่ละชนิดประกอบด้วยอนภุ าคท่เี ลก็ ที่สุดเรียกวา่ อะตอม อะตอมประกอบดว้ ยโปรตอน นิวตรอน และอเิ ลก็ ตรอน ซ่ึงโปรตอนและนิวตรอนรวมกันตรงกลางอะตอมเรียกว่า นิวเคลียส ส่วนอิเล็กตรอนเคล่ือนที่รอบนิวเคลียส อะตอม ของแตล่ ะธาตุแตกตา่ งกันทีจ่ �ำนวนโปรตอน ธาตุแต่ละชนิดมีสมบัติเฉพาะตัว นักวิทยาศาสตร์ใช้สมบัติทางกายภาพของธาตุเพื่อจ�ำแนกธาตุเป็นโลหะ อโลหะ และกง่ึ โลหะ ธาตบุ างชนดิ เปน็ ธาตกุ มั มนั ตรงั สี ซงึ่ ธาตโุ ลหะ อโลหะ กงึ่ โลหะและธาตกุ มั มนั ตรงั สใี ชป้ ระโยชนไ์ ดแ้ ตกตา่ งกนั การน�ำธาตมุ าใช้อาจมีผลกระทบตอ่ สง่ิ มชี วี ิต สงิ่ แวดล้อม เศรษฐกจิ และสังคม จุดประสงคข์ องบทเรยี น เม่อื เรียนจบบทนแ้ี ลว้ นักเรยี นจะสามารถทำ�สิ่งต่อไปนี้ได้ เม่ือเรยี นจบบทนี้แลว้ นกั เรียนจะสามารถทำ� สิง่ ตอ่ ไปน้ีได้ 1. อธิบายความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งอะตอม ธาตุและสารประกอบ 2. อธบิ ายโครงสร้างอะตอมทป่ี ระกอบด้วยโปรตอน นวิ ตรอน และอเิ ลก็ ตรอน 3. อธบิ ายสมบตั ทิ างกายภาพบางประการของธาตโุ ลหะ อโลหะ และกง่ึ โลหะ รวมทงั้ จดั กลมุ่ ธาตเุ ปน็ โลหะ อโลหะ และกง่ึ โลหะ 4. วเิ คราะห์และสรุปผลจากการใช้ธาตโุ ลหะ อโลหะ กึง่ โลหะ และธาตุกมั มนั ตรังสี 5. นำ� เสนอแนวทางการใช้ธาตุอยา่ งปลอดภัย คุม้ คา่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

76 หน่วยที่ 2 | สารบรสิ ทุ ธ์ิ คมู่ ือครูรายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ ภาพรวมการจัดกิจกรรมการเรยี นรู้ จุดประสงค์ แนวความคดิ ต่อเนื่อง กิจกรรม รายการประเมนิ การเรยี นรูข้ องบทเรยี น 1. อธิบายความสัมพันธ์ 1. สารบริสุทธ์ิแบ่งออกเป็นธาตุและ กิจกรรม 2.4 นักเรยี นสามารถ ระหว่างอะตอม ธาตุ สารประกอบ ธาตุมีองค์ประกอบ ส า ร บ ริ สุ ท ธิ์ มี 1. อธิบายความสัมพันธ์ และสารประกอบ เพียงชนิดเดียว ส่วนสารประกอบ องค์ประกอบ มีองค์ประกอบตงั้ แต่ 2 ชนดิ ข้ึนไป อะไรบ้าง ระหว่างอะตอม ธาตุ และสารประกอบ โดยใช้ 2. อะตอมคืออนุภาคท่ีเล็กที่สุดท่ียัง แผนภาพหรอื สารสนเทศ แสดงสมบตั ขิ องธาตหุ น่ึง ๆ 2. อธบิ ายโครงสรา้ งอะตอม 1. อะตอมประกอบด้วยโปรตอน กิจกรรมท่ี 2.5 นักเรยี นสามารถ ที่ประกอบด้วยโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน โครงสรา้ งอะตอม นวิ ตรอน และอเิ ลก็ ตรอน เป็นอยา่ งไร 1. อธบิ ายโครงสรา้ งอะตอม โดยใช้แบบจ�ำลอง 3. อ ธิ บ า ย ส ม บั ติ ท า ง 1. สมบัติทางกายภาพของธาตุใช้จัด กิจกรรม 2.6 นักเรียนสามารถ กายภาพบางประการ กลุ่มธาตุเป็น โลหะ อโลหะ และ เราจ�ำแนกธาตุได้ 1. อ ธิ บ า ย ส ม บั ติ ท า ง ของธาตุโลหะ อโลหะ ก่ึงโลหะ ธาตุบางชนิดเป็นธาตุ อยา่ งไร และกึ่งโลหะ รวมทั้ง กมั มันตรังสี กายภาพบางประการ จัดกลุ่มธาตุเป็นโลหะ ของธาตุโลหะ อโลหะ อโลหะ และกงึ่ โลหะ 2. ธาตุโลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ และ และก่ึงโลหะ โดยใช้ ธาตุกัมมันตรังสี ใช้ประโยชน์ได้ หลักฐานเชิงประจักษ์ท่ี 4. วิเคราะห์และสรุปผล ในด้านต่าง ๆ เช่น อุตสาหกรรม ไดจ้ ากการสงั เกตทดสอบ จากการใช้ธาตุโลหะ การเกษตร การแพทย์ ธาตบุ างชนดิ และใช้สารสนเทศที่ได้ อโลหะ กึ่งโลหะ และ อาจเปน็ อนั ตรายตอ่ สง่ิ มชี วี ติ และสงิ่ จากแหล่งขอ้ มูลตา่ ง ๆ ธาตุกมั มนั ตรังสี แวดล้อม 2. จัดกลุ่มธาตุเป็นโลหะ อโลหะ และก่ึงโลหะ 3. วิเคราะห์และสรุปผล จ า ก ก า ร ใ ช ้ ธ า ตุ โ ล ห ะ อโลหะ กึ่งโลหะ และ ธาตุกัมมันตรังสี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 2 | สารบริสทุ ธิ์ 77 คูม่ ือครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ จุดประสงค์ แนวความคดิ ต่อเน่อื ง กจิ กรรม รายการประเมิน การเรียนรขู้ องบทเรยี น กจิ กรรมท้ายบท การนำ� ธาตไุ ปใช้ นกั เรยี นสามารถ 5. น�ำเสนอแนวทางการใช้ 1. การใช้ธาตุโลหะ อโลหะ ก่งึ โลหะ มีผลอยา่ งไรบ้าง 1. นำ� เสนอแนวทาง ธ า ตุ อ ย ่ า ง ป ล อ ด ภั ย และธาตกุ ัมมันตรังสี ควรคำ� นึงถึง ค้มุ ค่า ผลกระทบตอ่ สง่ิ มีชวี ิต ส่ิงแวดลอ้ ม การใช้ธาตอุ ยา่ ง เศรษฐกจิ และสังคม ปลอดภยั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

78 หนว่ ยที่ 2 | สารบรสิ ทุ ธิ์ ค่มู อื ครรู ายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรแ์ ละทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 ทีค่ วรไดจ้ ากบทเรยี น ท่ี ทักษะ 1 เรอ่ื งที่ ทา้ ยบท • 23 ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ • •• • • •• 1 การสงั เกต • • • •• • 2 การวดั •• • • • 3 การจำ� แนกประเภท •• • • 4 การหาความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งสเปซกบั สเปซ สเปซ • •• กับเวลา • •• • •• 5 การใช้จำ� นวน •• •• 6 การจัดกระทำ� และสื่อความหมายขอ้ มลู •• 7 การลงความเหน็ จากข้อมลู 8 การพยากรณ์ 9 การตง้ั สมมติฐาน 10 การกำ� หนดนิยามเชงิ ปฏบิ ัตกิ าร 11 การกำ� หนดและควบคุมตัวแปร 12 การทดลอง 13 การตีความหมายและลงขอ้ สรุป 14 การสรา้ งแบบจำ� ลอง ทักษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 15 การใชเ้ ทคโนโลยีสารสนเทศ 16 การคดิ และการแกป้ ัญหา 17 การสอ่ื สาร 18 การทำ� งานร่วมกนั 19 การคดิ อย่างมีวิจารณญาณ 20 การคิดอยา่ งสรา้ งสรรค์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 2 | สารบริสทุ ธ์ิ 79 ค่มู ือครูรายวิชาพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ การน�ำเข้าสหู่ น่วยการเรยี นรู ้ ครูด�ำเนนิ การดงั นี้ 1. ให้นักเรียนดูภาพเพชรกับแกรไฟต์ ในหนังสือเรียน 38 หนว่ ยท่ี 2 | สารบรสิ ุทธิ์ โดยครู ใชค้ ำ� ถามใหอ้ ภปิ รายโดยอาจใชค้ ำ� ถามตอ่ ไปนี้ หนงั สือเรยี นรายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ • เพชรกับแกรไฟต์มีลักษณะเหมือนหรือแตกต่าง บทท่ี 2 การจ�าแนกและองค์ประกอบของสารบริสุทธ์ิ กันอย่างไร (เพชรและแกรไฟต์เป็นของแข็ง เหมือนกนั เพชรและแกรไฟตม์ ีลกั ษณะแตกตา่ ง ภาพเพชรและแกรไฟต์ กนั คอื เพชรโปรง่ ใสและมคี วามแขง็ แตแ่ กรไฟต์ • นักวทิ ยาศาสตรจ์ �าแนกสารบรสิ ทุ ธเ์ิ ป็นประเภทใดบ้าง ใชเ้ กณฑอ์ ย่างไร ทึบแสงและเปราะ) • องค์ประกอบของธาตุและสารประกอบเป็นอย่างไร • ธาตุแบง่ เป็นประเภทใดไดบ้ า้ ง แตล่ ะประเภทมสี มบัติอย่างไร • อนุภาคท่ีเล็กท่ีสุดของเพชรและแกรไฟต์เหมือน • ธาตุและสารประกอบใชป้ ระโยชน์ในชวี ิตประจา� วันไดอ้ ย่างไร หรอื แตกตา่ งกนั อย่างไร (อนภุ าคท่ีเล็กที่สุดของ เพชรและแกรไฟตเ์ หมอื นกนั แตม่ กี ารจดั เรยี งตวั เพชรและแกรไฟต์เป็นสารบริสุทธ์ิท่ีมีสมบัติเฉพาะตัวแตกต่างกัน เพชรมีสมบัติโปร่งใส เม่ือเจียระไนให้แวววาว ของอนุภาคแตกตา่ งกัน) นิยมใชเ้ ป็นเครอื่ งประดบั นอกจากนัน้ เพชรยงั มคี วามแข็ง ใชท้ �าดอกสว่านเพอ่ื เจาะวัสดุแขง็ ๆ ได้ เชน่ แกว้ คอนกรตี ฟนั ส่วนแกรไฟตม์ ีสมบัติทึบแสงและมีความเปราะ ใชเ้ ปน็ สว่ นประกอบในการท�าไส้ดนิ สอ ถา้ สามารถทา� ให้เพชรและแกรไฟต์ • สารบรสิ ุทธ์ิอื่น ๆ ยังมอี ีกหรอื ไม่ และจะจำ� แนก มีขนาดเลก็ ลงเรอื่ ย ๆ จนกระท่ังได้อนภุ าคท่ีเลก็ ทส่ี ุดทแี่ บ่งตอ่ ไปอีกไมไ่ ด ้ จะพบวา่ อนภุ าคที่เล็กท่สี ดุ ของเพชรกับแกรไฟต์ สารบรสิ ทุ ธเิ์ หลา่ นน้ั ไดอ้ ยา่ งไร (นกั เรยี นตอบตาม เหมือนกัน แต่การจัดเรียงตัวของอนุภาคแตกต่างกันท�าให้เพชรและแกรไฟต์มีสมบัติแตกต่างกัน นักวิทยาศาสตร์สามารถ ความเขา้ ใจ เชน่ น้�ำตาล นำ�้ เกลือแกง) เปลี่ยนแกรไฟต์ใหเ้ ปน็ เพชรไดโ้ ดยใช้ความดันและอุณหภูมทิ ี่สงู มาก 2. ให้นักเรียนอ่านจุดประสงค์การเรียนรู้ของบทเรียน จุดประสงค์ของบทเรยี น เมื่อเรียนจบบทนี้แลว้ นกั เรียนจะสามารถท�าส่งิ ตอ่ ไปนไี้ ด้ และอภิปรายร่วมกัน เพื่อให้ทราบขอบเขตเนื้อหา 1. อธิบายความสมั พนั ธร์ ะหว่างอะตอม ธาตุและสารประกอบ เป้าหมายการเรียนรู้ และแนวทางการประเมินผล 2. อธบิ ายโครงสรา้ งอะตอมทปี่ ระกอบด้วยโปรตอน นวิ ตรอน และอเิ ล็กตรอน ทน่ี ักเรยี นจะไดเ้ รียนรใู้ นบทนี้ (นกั เรียนจะได้เรียนรู้ 3. อธิบายสมบัติทางกายภาพบางประการของธาตโุ ลหะ อโลหะ และก่งึ โลหะ รวมท้ังจดั กลุ่มธาตเุ ปน็ โลหะ อโลหะ เกย่ี วกบั สารบรสิ ทุ ธปิ์ ระเภทตา่ ง ๆ โครงสรา้ งอะตอม และกึ่งโลหะ สมบตั ทิ างกายภาพบางประการของธาตุ และการนำ� 4. วเิ คราะห์และสรุปผลจากการใชธ้ าตุโลหะ อโลหะ ก่งึ โลหะ และธาตุกมั มนั ตรงั สี ธาตไุ ปใชป้ ระโยชน)์ 5. น�าเสนอแนวทางการใชธ้ าตอุ ยา่ งปลอดภยั ค้มุ ค่า สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

80 หน่วยท่ี 2 | สารบรสิ ทุ ธ์ิ คู่มือครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ เรอื่ งท่ี 1 การจำ� แนกประเภทของสารบรสิ ทุ ธ์ิ แนวทางการจดั การเรยี นรู้ ครูดำ� เนินการดงั นี้ หน่วยที่ 2 | สารบรสิ ุทธิ์ 39 1. ให้นักเรียนสังเกตภาพในหนังสือเรียนอ่านเนื้อหา หนงั สอื เรียนรายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์ น�ำเรื่องและรู้จักค�ำส�ำคัญ ท�ำกิจกรรมทบทวน เร่อื งที่ 1 การจ�าแนกสารบริสทุ ธิ์ ความรู้ก่อนเรียน แล้วน�ำเสนอผลการท�ำกิจกรรม หากครูพบว่านักเรียนยังท�ำกิจกรรมทบทวนความ ค�าสา� คัญ รู้ก่อนเรียนไม่ถูกต้อง ครูควรทบทวนหรือแก้ไข ธาตุ สารประกอบ ความเข้าใจผิดของนักเรียน เพื่อให้นักเรียนมี สัญลักษณธ์ าตุ ความรู้พื้นฐานท่ีถูกต้องและเพียงพอท่ีจะเรียน สตู รเคมี เร่อื งการจ�ำแนกประเภทของสารบริสุทธ์ิตอ่ ไป ภาพ 2.7 สารบริสทุ ธิ์ทีพ่ บในชีวติ ประจ�าวัน สารบริสุทธ์ิมีจุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแน่นคงที่ ซ่ึงเป็นสมบัติเฉพาะตัวของสารบริสุทธิ์แต่ละชนิด รอบตวั เรามสี ารบรสิ ทุ ธอ์ิ ยหู่ ลายชนดิ เชน่ เอทานอล ผงตะไบเหลก็ ทองแดง ไอนา้� นกั เรยี นคดิ วา่ สารบรสิ ทุ ธแิ์ บง่ เปน็ กปี่ ระเภท อะไรบ้าง และมอี ะไรเป็นองค์ประกอบ ทบทวนความรู้ก่อนเรยี น เขียนเครอื่ งหมาย R หนา้ ค�าตอบทเี่ ป็นสารบริสุทธิ์ £ เกลอื แกง £ น�า้ ตาล £ นา้� ปลา £ น�า้ เชอื่ ม £ พรกิ กบั เกลือ £ น�า้ £ แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ £ แก๊สออกซเิ จน £ แก๊สไนโตรเจน £ อากาศ รู้อะไรบ้างกอ่ นเรียน... เขยี นสิ่งทรี่ เู้ กีย่ วกบั ประเภทและองค์ประกอบของสารบรสิ ทุ ธ ิ์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยทบทวนความรกู้ อ่ นเรียน เขียนเครือ่ งหมาย  หนา้ ค�ำตอบท่เี ป็นสารบริสุทธ์ิ  นำ้� ปลา (เปน็ สารผสมของนำ้� และนำ้� หมกั ปลา)  เกลือแกง  น้�ำตาล  น�้ำเชอ่ื ม (เป็นสารผสมของนำ้� และ นำ้� ตาลทราย)  พรกิ กบั เกลือ (เปน็ สารผสมของพริก และเกลอื แกง)  น้�ำ  แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์  แก๊สออกซิเจน  แก๊สไนโตรเจน  อากาศ (เปน็ สารผสม) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 2 | สารบรสิ ุทธิ์ 81 คมู่ อื ครูรายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์ 2. ตรวจสอบความรเู้ ดมิ เกย่ี วกบั ธาตแุ ละสารประกอบของนกั เรยี น โดยใหท้ ำ� กจิ กรรม รอู้ ะไรบา้ งกอ่ นเรยี น นกั เรยี นสามารถ เขยี นตามความเขา้ ใจของนกั เรยี น โดยครไู มเ่ ฉลยคำ� ตอบ และครนู ำ� ขอ้ มลู จากการตรวจสอบความรเู้ ดมิ ของนกั เรยี นไปใช้ ในการวางแผนการจัดการเรยี นรู้ว่าควรเน้นยำ้� หรืออธบิ ายเรือ่ งใดเป็นพิเศษ เมือ่ นกั เรยี นเรียนจบเรอื่ งนแ้ี ลว้ นกั เรยี น จะมคี วามรู้ความเข้าใจครบถว้ น ตามจดุ ประสงค์ของบทเรยี น ตัวอย่างแนวคดิ คลาดเคล่ือนซงึ่ อาจพบในเร่ืองน้ี • สารประกอบ เป็นสารบรสิ ุทธิ์ที่มอี งคป์ ระกอบต้งั แต่ 2 ชนดิ ขึน้ ไป เช่นเดยี วกันกับ สารผสม ซ่งึ ประกอบดว้ ย สารตั้งแต่ 2 ชนดิ ขน้ึ ไปผสมอยรู่ วมกนั • ธาตุ และธาตอุ าหาร หมายถึงสารบรสิ ุทธ์ิทมี่ อี งค์ประกอบเปน็ อะตอมเพียงชนิดเดียวเหมือนกนั 3. ทบทวนความรู้เกี่ยวกับสารบริสุทธิ์และสารผสม โดยน�ำตัวอย่างสารผสมจากกิจกรรมทบทวนความรู้ก่อนเรียน เช่น พรกิ กบั เกลือ น้�ำปลา นำ้� เกลือ ให้นักเรยี นพิจารณาวา่ จะแยกสารผสมออกจากกนั ไดอ้ ยา่ งไร (การรอ่ น การระเหยแห้ง การตกผลกึ ) และใหน้ กั เรยี นพจิ ารณาวา่ สารบรสิ ทุ ธ์ เชน่ เกลอื แกง นำ้� นำ้� ตาล จะแยกตอ่ ไปไดอ้ กี หรอื ไม่ อยา่ งไร (สารบรสิ ทุ ธ์ิ แยกต่อไปดว้ ยวธิ กี ารท่ใี ชก้ บั สารผสมไมไ่ ด้) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

82 หนว่ ยท่ี 2 | สารบริสทุ ธ์ิ ค่มู อื ครรู ายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ กิจกรรมที่ 2.4 สารบริสทุ ธมิ์ อี งคป์ ระกอบอะไรบา้ ง แนวทางการจัดการเรยี นรกู้ ิจกรรม ครดู ำ� เนนิ การดงั นี้ กอ่ นการท�ำกจิ กรรม 1. ใหน้ ักเรยี นอา่ นวธิ กี ารดำ� เนนิ กจิ กรรมในหนังสือเรียน และร่วมกันอภิปรายในประเด็นดงั ต่อไปนี้ • กจิ กรรมนีเ้ กี่ยวกบั เรื่องอะไร (การแยกองคป์ ระกอบของสารบริสุทธ์ิ) • สารบริสทุ ธิท์ ีใ่ ช้เป็นสารตวั อยา่ งในกิจกรรมนี้คอื สารใด (สารบริสทุ ธค์ิ ือนำ้� ) • จดุ ประสงคข์ องกจิ กรรมนเ้ี ปน็ อยา่ งไร (จดุ ประสงคเ์ พอื่ แยกนำ้� ดว้ ยไฟฟา้ และอธบิ ายผลทไี่ ดจ้ ากการแยกนำ้� ดว้ ย ไฟฟ้า) • กจิ กรรมน้มี ีวธิ ีการดำ� เนินกิจกรรมโดยสรปุ อย่างไร (เติมนำ้� และเบคก้ิงโซดาในเครื่องแยกน�้ำดว้ ยไฟฟ้า ต่อวงจร เครื่องแยกน้�ำด้วยไฟฟ้ากับแบตเตอรี่ สังเกตการเปลี่ยนแปลงท่ีเกิดขึ้น ทดสอบสารท่ีเกิดข้ึนจากการแยกน้�ำ ด้วยไฟฟา้ จากข้ัวบวกและขัว้ ลบโดยใช้ธปู ที่ลกุ เป็นเปลว บนั ทึกผล ท�ำซ้�ำการแยกน�้ำดว้ ยไฟฟา้ และทดสอบสาร ที่เกิดขน้ึ จากขว้ั บวกและขว้ั ลบโดยใช้ธูปท่ีเปน็ ถ่านแดง บันทึกผล) • ข้อควรระวังในการท�ำกิจกรรมมีหรือไม่อย่างไร (1.ควรใช้ไฟแช็กด้วยความระมัดระวัง อย่าให้เปลวไฟเข้าใกล้ ส่งิ ทอ่ี าจเปน็ เช้อื เพลงิ เชน่ เส้นผม เสอ้ื ผา้ กระดาษ 2.ทดสอบสารทเี่ กบ็ ไดใ้ นหลอดท้งั สองดว้ ยความระมัดระวงั เนื่องจากสารเหล่านนั้ อาจท�ำให้เกิดเสยี งหรือเกดิ เปลวไฟ) ครูควรอธิบายเพิ่มเติมในประเด็นที่นักเรียนยังตอบได้ไม่ครบถ้วน และแนะน�ำเก่ียวกับการใช้ไฟแช็กและธูป อยา่ งปลอดภยั 2. ควรแนะนำ� ใหน้ ักเรียนวางแผนการท�ำงานรว่ มกนั พรอ้ มท้งั ออกแบบตารางบนั ทกึ ผลใหเ้ รียบร้อยก่อนท�ำกจิ กรรม และ ตรวจสอบการออกแบบตารางบนั ทกึ ผลของนกั เรยี นแต่ละกลมุ่ โดยอาจใหบ้ างกลุม่ นำ� เสนอ แล้วครูให้คำ� แนะน�ำปรับ แก้ตารางตามความเหมาะสม 3. ครูเตรยี มความพรอ้ มการทำ� กจิ กรรมให้นกั เรยี น ดังนี้ 3.1 ครูให้นักเรียนประกอบเครื่องแยกน้�ำด้วยไฟฟ้า และครูตรวจการต่อวงจรเคร่ืองแยกน้�ำด้วยไฟฟ้าของนักเรียน โดยระวงั ให้น�้ำเต็มหลอดแกว้ โดยไมม่ ีฟองอากาศ 3.2 ครูช้ีแจงวิธีการเปรียบเทียบปริมาณสารท่ีเกิดข้ึนจากการแยกน�้ำด้วยไฟฟ้าในหลอดแก้วท้ังสองหลอดที่มี ขนาดเท่ากัน การเก็บสารในหลอดแก้วและการทดสอบสารท่ีเกิดข้ึนจากการแยกน้�ำด้วยไฟฟ้าโดยใช้ธูปท่ีเป็น เปลวไฟและธูปทเี่ ป็นถ่านแดง 3.3 ครชู ี้แจงใหน้ กั เรียนบนั ทกึ ผลในตารางท่ีนักเรียนออกแบบ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 2 | สารบริสทุ ธ์ิ 83 คูม่ อื ครรู ายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ มมุ เทคโนโลยี ครอู าจมอบหมายใหน้ กั เรยี นบนั ทกึ ผลการทดสอบแก๊สเปน็ ภาพเคล่อื นไหวโดยใชโ้ ทรศพั ท์มือถือ ประกอบกับ การบันทกึ ผลในตารางทีน่ กั เรียนออกแบบ ระหว่างการทำ� กจิ กรรม 4. ให้นักเรียนท�ำกิจกรรมตามวิธีการในหนังสือเรียน โดยครูสังเกตการเปลี่ยนแปลงเมื่อใช้เคร่ืองแยกน้�ำด้วยไฟฟ้า การ เก็บสารจากหลอดแก้วและการทดสอบสารเพ่ือให้ค�ำแนะน�ำนักเรียน รวมท้ังน�ำข้อมูลมาใช้ประกอบการอภิปรายหลัง กจิ กรรม 5. เนน้ ใหน้ ักเรยี นทำ� การทดสอบสารและสงั เกตการเปลย่ี นแปลงที่เกิดขน้ึ อยา่ งละเอยี ด และวิเคราะหช์ นดิ ของสารที่เก็บ ไดจ้ ากขวั้ บวกและขั้วลบจากสมบตั ขิ องสาร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

84 หน่วยที่ 2 | สารบรสิ ุทธิ์ คมู่ อื ครรู ายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ ข้อเสนอแนะสำ�หรับครู กรณีไม่มีเครอ่ื งแยกนำ้ �ด้วยไฟฟา้ ครูอาจให้นักเรียนสร้างแยกน�้ำด้วยอุปกรณ์ที่สร้างข้ึนเองโดยใช้วัสดุและอุปกรณ์ท่ีหาได้ง่าย เช่น ถ้วยพลาสติก ตะปโู ลหะ หลอดแก้ว คลปิ ปากจระเข้ เกลอื แกง แบตเตอร่ีโวลตต์ ำ่� (6- 12 โวลต)์ โดยมีข้นั ตอนดังน้ี 1. ครูและนักเรียนร่วมกันสังเกตและอภิปรายส่วนประกอบส�ำคัญของเคร่ืองแยกน�้ำด้วยไฟฟ้า ได้แก่ ขั้วไฟฟ้า ซ่งึ เปน็ ตัวน�ำไฟฟา้ ภาชนะใส่นำ�้ สายไฟหรือคลปิ ปากจระเข้ และแบตเตอร่ี อภปิ รายการท�ำงานของแตล่ ะสว่ น 2. ครใู หน้ กั เรยี นดวู ดี ทิ ศั นเ์ กยี่ วกบั การออกแบบและสรา้ งเครอื่ งแยกดว้ ยไฟฟา้ เชน่ https://www.youtube.com/ watch?v=HQ9Fhd7P_HA https://www.youtube.com/watch?v=8CtOrF2ENJg&t=69s และค้นหาข้อมูลเพ่ิมเติมโดยใช้ค�ำค้นหา เคร่อื งแยกน�้ำด้วยไฟฟ้า หรือ water electrolysis 3. นกั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายการเลอื กใชอ้ ปุ กรณ์ และออกแบบและสรา้ งเครอ่ื งแยกนำ้� ดว้ ยไฟฟา้ ทดสอบ ดำ� เนนิ การ แยกน้�ำดว้ ยไฟฟ้า สงั เกตและบนั ทกึ ผล ภาพ ตัวอย่างเคร่ืองแยกน�้ำด้วยไฟฟ้าที่สร้างเองจากตะปูโลหะ ถ้วยพลาสติก คลิปปากจระเข้ หลอดแก้ว เชือก และแบตเตอรี่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 2 | สารบรสิ ทุ ธิ์ 85 คู่มอื ครรู ายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ หลังการทำ� กิจกรรม 6. ให้นกั เรยี นรวบรวมผลการทำ� กิจกรรม อภิปรายผลและตอบคำ� ถามท้ายกิจกรรมในหนังสือเรียน แลว้ น�ำเสนอโดยเลอื ก นักเรียนให้น�ำเสนอผลการท�ำกิจกรรมและบันทึกผลลงบนกระดาน จากนั้นครูให้นักเรียนกลุ่มอื่นที่มีผลแตกต่างกัน น�ำเสนอจนครบทุกประเดน็ แลว้ ตอบคำ� ถามท้ายกิจกรรม 7. ใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายผลจากการทำ� กจิ กรรมและเพอื่ ใหไ้ ดข้ อ้ สรปุ วา่ สารบรสิ ทุ ธเ์ิ มอ่ื ไดร้ บั พลงั งานอาจแยกสลาย ใหอ้ งคป์ ระกอบยอ่ ยมากกวา่ 1 ชนดิ เชน่ นำ้� มอี งคป์ ระกอบยอ่ ย 2 ชนดิ คอื ออกซเิ จนและไฮโดรเจนรวมตวั กนั สารบรสิ ทุ ธิ์ ท่ีมีองค์ประกอบย่อยมากกว่า 1 ชนิดเรียกว่า สารประกอบ (compound) ส่วนสารบริสุทธ์ิที่มีองค์ประกอบย่อย เพยี งชนดิ เดียว เรยี กวา่ ธาตุ (element) 8. ให้นักเรียนอ่านเนื้อหาในหนังสือเรียน ร่วมกันอภิปรายเพื่อให้ได้ข้อสรุปเก่ียวกับองค์ประกอบของสารบริสุทธ์ิ ตาม ประเด็น ดังนี้ • สารบริสุทธ์ทิ ีม่ ีองคป์ ระกอบมากกว่า 1 ชนิด ในอัตราสว่ นคงท่ี เป็น สารประกอบ • สารบริสทุ ธ์ทิ มี่ อี งค์ประกอบเพียง 1 ชนดิ เปน็ ธาตุ • อะตอม เป็น องคป์ ระกอบของธาตุและสารประกอบ อะตอมคอื อนภุ าคทเ่ี ล็กทส่ี ุดของธาตุ 1234 9. ให้วาดแผนภาพที่จำ� ลองอนภุ าคของสารบรสิ ุทธท์ิ ีม่ อี งค์ประกอบเพยี งชนดิ เดยี วและสารบริสทุ ธ์ิท่ีมอี งคป์ ระกอบตงั้ แต่ 2 ชนดิ ขน้ึ ไป ใหน้ กั เรยี นเลอื กตอบวา่ แผนภาพเปน็ แบบจำ� ลองของธาตุ และแผนภาพใดเปน็ แบบจำ� ลองของสารประกอบ เช่น แนวคำ� ตอบ 1 และ 3 เป็นธาตุ เพราะแต่ละสารมีอะตอมที่เป็นองค์ประกอบเพียงชนิดเดียว ส่วน 2 และ 4 เป็น สารประกอบ เพราะแต่ละสารมอี ะตอมทเี่ ปน็ งอคป์ ระกอบตัง้ แต่ 2 ชนิดขน้ึ ไป สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

86 หน่วยท่ี 2 | สารบรสิ ทุ ธิ์ คู่มือครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ 10. ให้นกั เรยี นตอบคำ� ถามระหว่างเรียน เพือ่ ประเมนิ ความเขา้ ใจเกี่ยวกับธาตุและสารประกอบ เฉลยคำ�ถามระหวา่ งเรยี น • แกส๊ ไนโตรเจน ประกอบด้วยไนโตรเจน 2 อะตอม อะตอมไนโตรเจน 1. แก๊สไนโตรเจนเปน็ ธาตุหรือสารประกอบ 2. วาดลกู ศรชอี้ ะตอมไนโตรเจนในภาพ อะตอมไนโตรเจน แนวคำ� ตอบ อะตอมไนโตรเจน 1. แก๊สไนโตรเจนเปน็ ธาตุ 2. อะตอมไนโตรเจน อะตอมไนโตรเจน อะตอมไนโตรเจน แกส๊ ไนโตรเจน • แกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ ประกอบดว้ ย คารบ์ อน 1 อะตอม และออกซเิ จน 2 อะตอม 1. แก๊สคารบ์ อนไดออกไซดเ์ ป็นธาตุหรือสารประกอบ 2. วาดลูกศรชีอ้ ะตอมคารบ์ อนและอะตอมออกซิเจนในภาพ แนวคำ� ตอบ 1. แก๊สคารบ์ อนไดออกไซดเ์ ปน็ สารประกอบ 2. อะตอมออกซเิ จน อะตอมคาร์บอน อะตอมคารบ์ อน อะตอมออกซเิ จน อะตอมออกซเิ จน อะตอมออกซเิ จน แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 2 | สารบรสิ ุทธ์ิ 87 คูม่ อื ครูรายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์ 11. กระต้นุ ความสนใจโดยใช้คำ� ถามเพือ่ ให้นกั เรยี นเกดิ ข้อสงสัยเก่ียวกับชือ่ ธาตุชนิดต่าง ๆ เช่น นักเรยี นรจู้ ักชือ่ ธาตอุ ะไร แลว้ บ้าง นกั เรียนคดิ วา่ ในโลกมธี าตอุ ยปู่ ระมาณก่ชี นดิ นักเรียนคิดว่านักวิทยาศาสตรม์ ีวิธบี อกชอ่ื ธาตุอย่างไร แลว้ ครู ใหน้ ักเรยี นอ่านเกีย่ วกับสญั ลกั ษณ์ของธาตใุ นหนังสอื เรียน 12. ตรวจสอบความเขา้ ใจจากการอา่ น โดยใชค้ ำ� ถาม เชน่ จากหนงั สอื เรยี น นกั วทิ ยาศาสตรก์ �ำหนดสญั ลกั ษณข์ องธาตโุ ดยมี หลกั เกณฑอ์ ยา่ งไรบา้ ง ยกตวั อยา่ งชอื่ ธาตแุ ละสญั ลกั ษณข์ องธาตุ เพอื่ รว่ มกนั อภปิ รายและลงขอ้ สรปุ เกย่ี วกบั สญั ลกั ษณ์ ธาตุ 13. ใหน้ กั เรยี นสบื คน้ จากแหลง่ ขอ้ มลู ทเ่ี ชอื่ ถอื ไดเ้ กยี่ วกบั ชอ่ื ธาตอุ นื่ ๆ และนำ� เสนอชอื่ ธาตุ และทมี่ าของชอ่ื ธาตุ เชน่ ทม่ี าจาก ชอ่ื นกั วทิ ยาศาสตร์ ประเทศ ลักษณะของธาตใุ นภาษาละติน และครอู าจเสนอแนะการอ่านออกเสยี งชื่อธาตทุ น่ี กั เรยี น สนใจทีม่ าจากภาษาองั กฤษหรือละติน เชน่ โครเมยี ม โพแทสเซยี ม กำ� มะถัน (Sulphur ซัล-เฟอร์) ทองแดง (copper คอป-เปอร)์ โดยใชแ้ หลง่ เรยี นรู้ เช่น ราชบัณฑติ ยสถาน http://www.royin.go.th/?page_id=637 http://www. ratchakitcha.soc.go.th/DATA/PDF/2550/E/134/2.PDF หรอื พจนานุกรมต่าง ๆ เฉลยคำ�ถามระหว่างเรยี น • อาร์กอน (Argon) โคบอลต์ (Cobalt) และ นีออน (Neon) ควรมสี ัญลกั ษณ์ธาตอุ ย่างไร แนวคำ� ตอบ อาร์กอน Ar โคบอลต์ Co นอี อน Ne 14. ใช้คำ� ถามเพอ่ื ให้นกั เรียนเกดิ ข้อสงสยั เกยี่ วกับสตู รเคมี เช่น สัญลกั ษณ์ของธาตใุ ชก้ ับสารประกอบไดด้ ้วยหรอื ไม่ ถ้าจะ แสดงอตั ราส่วนของธาตุที่เป็นองคป์ ระกอบของสารประกอบจะเขียนแสดงไดอ้ ย่างไร 15. ใหน้ กั เรยี นอา่ นเกยี่ วกบั สตู รเคมใี นหนงั สอื เรยี น และรว่ มกนั อภปิ รายเกย่ี วกบั การเขยี นสตู รเคมขี องสารประกอบอยา่ งงา่ ย ครูอาจให้นกั เรยี นทำ� กจิ กรรมเสริมเพ่ือเรียนรู้เพิ่มเตมิ เกยี่ วกับสญั ลกั ษณข์ องธาตแุ ละสูตรเคมี หรอื อาจใหน้ กั เรียนเลน่ เกมเพ่ือช่วยเรียนรู้ช่ือธาตุและสารเคมีท่ีพบในชีวิตประจ�ำวัน เช่น เกมบิงโก อักษรไขว้ เกมการ์ดหรือเกมไพ่ หรือให้ นักเรยี นแตง่ เพลงหรือกลอนจากช่อื ธาตุ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

88 หนว่ ยท่ี 2 | สารบริสุทธ์ิ คูม่ ือครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามระหว่างเรียน • สารประกอบชนดิ หนงึ่ ประกอบดว้ ยอะตอมของกำ� มะถนั และออกซเิ จน ในอตั ราสว่ น 1:2 สตู รเคมขี องสารน้ี เขียนได้อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ สโดตู ยรมเคอี มัตีครอืาสSว่ Oน2ระเพหรวา่าะงสกัญำ� มละักถษนั ณแ์ธลาะตอุขออกงซกิเ�ำจมนะ1ถ:นั 2คือ S และสญั ลักษณธ์ าตุของออกซเิ จนคือ O • สารประกอบแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ หรอื CO2 มอี ะตอมของธาตใุ ดเปน็ องคป์ ระกอบบา้ ง และมอี ตั ราสว่ น ของอะตอมแต่ละชนิดเท่าใด แนวคำ� ตอบ สารประกอบแก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ มีอะตอมอยู่ 2 ชนิด คอื คารบ์ อน และออกซิเจน โดยมี อตั ราส่วนระหว่างอะตอมคาร์บอนและออกซิเจน 1:2 กิจกรรมเสรมิ สารรอบตวั เรามสี ตู รเคมอี ะไรบา้ ง • สบื คน้ ขอ้ มลู จากอนิ เทอรเ์ นต็ หรอื แหลง่ เรยี นรอู้ นื่ ๆ เพอื่ เขยี นสญั ลกั ษณข์ องธาตุ และสตู รเคมขี องสารประกอบ ทพี่ บไดใ้ นชวี ิตประวัน เชน่ เอทานอล กรดนำ�้ ส้ม • ครูอาจให้นักเรียนสืบค้นจากแหล่งข้อมูลที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับสูตรเคมีของสารประกอบที่พบในชีวิตประจ�ำวัน โดยครูกำ� หนดชื่อสามญั ของสาร เชน่ เอทานอล กรดน้ำ� ส้ม ผงฟู วิตามินซี นำ้� ตาลทราย โดยใชแ้ หล่งเรยี นรู้ ท่ีเชื่อถือได้ เช่น ฟิสิกส์ราชมงคล http://www.neutron.rmutphysics.com/science-news/index. php?option=com_content&task=view&id=1685&Itemid=4&limit=1&limitstart=4 คณะเภสชั ศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยศลิ ปากร http://oldweb.pharm.su.ac.th/chemistry-in-life/d040.html 16. ครูใช้ค�ำถามเพ่ือให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายและสรุปสิ่งที่เรียนรู้จากการท�ำกิจกรรมและการอ่านเร่ืองประเภทของ สารบริสุทธ์ โดยใช้ค�ำถาม เช่น สรุปวา่ สารบริสทุ ธแิ์ บ่งเปน็ กปี่ ระเภท อะไรบา้ ง ใชเ้ กณฑ์อะไร ธาตุและสารประกอบ เหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไรบ้าง ธาตุและสารประกอบเขียนแสดงได้อย่างไรบ้าง อะตอม ธาตุ และสารประกอบ สัมพันธ์กันอย่างไร ครูให้นักเรียนสรุปสิ่งที่เรียนรู้โดยอาจให้นักเรียนเขียนผังมโนทัศน์เกี่ยวกับ อะตอม ธาตุและ สารประกอบ หรอื อินโฟกราฟกิ โดยใช้คำ� ส�ำคัญและค�ำศพั ท์ท่เี ก่ียวข้อง 17. หากครูพบว่านักเรียนมีแนวความคิดคลาดเคล่ือนเกี่ยวกับเร่ืองนี้ ให้ครูแก้ไขแนวคิดคลาดเคล่ือนของนักเรียน เช่น นักเรียนสับสนระหว่างสารประกอบและสารผสม ครูควรให้นักเรียนอภิปรายความแตกต่างระหว่างสารประกอบและ สารผสม และเขยี นผังมโนทศั นท์ เ่ี ก่ียวขอ้ ง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 2 | สารบริสทุ ธ์ิ 89 คู่มือครูรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์ แนวคิดคลาดเคลอ่ื น แนวความคดิ ที่ถกู ตอ้ ง สารประกอบ เป็นสารบริสุทธ์ิท่ีมีองค์ประกอบต้ังแต่ 2 สารประกอบ เปน็ สารบรสิ ทุ ธท์ิ มี่ อี งคป์ ระกอบเปน็ อะตอม ชนดิ ขนึ้ ไป เชน่ เดยี วกนั กบั สารผสม ซงึ่ ประกอบดว้ ยสาร ตงั้ แต่ 2 ชนดิ ขนึ้ ไป แตกตา่ งจากสารผสม ซงึ่ ประกอบดว้ ย ตง้ั แต่ 2 ชนดิ ขน้ึ ไปผสมอยู่รวมกนั สารบรสิ ุทธ์ิตง้ั แต่ 2 ชนดิ ขน้ึ ไปผสมอยูร่ วมกนั ธาตุ และธาตอุ าหาร หมายถงึ สารบรสิ ทุ ธทิ์ มี่ อี งคป์ ระกอบ ธาตุ เป็นสารบริสุทธิ์ที่มีองค์ประกอบเป็นอะตอมเพียง เปน็ อะตอมเพยี งชนดิ เดียวเหมอื นกัน ชนิดเดียว ส่วนธาตุอาหารพืช เป็นสารต่าง ๆ ที่พืช สามารถนำ� ไปใช้ในการเจริญเตบิ โตได้ 18. เช่อื มโยงไปสูก่ ารเรยี นเร่ืองตอ่ ไปวา่ อะตอมของธาตุต่าง ๆ มอี งค์ประกอบที่แยกย่อยลงไปอกี ซ่งึ นกั เรียนจะได้เรียนรู้ จากแบบจำ� ลองโครงสรา้ งอะตอมของธาตตุ า่ ง ๆ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

90 หนว่ ยที่ 2 | สารบริสทุ ธิ์ คู่มอื ครรู ายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ กิจกรรมที่ 2.4 สารบรสิ ทุ ธ์มิ ีองคป์ ระกอบอะไรบ้าง จุดประสงค์ แยกน้�ำด้วยไฟฟา้ และอธิบายผลทไ่ี ด้จากการแยกนำ�้ ดว้ ยไฟฟ้า เวลาทใี่ ช้ใน 2 ชว่ั โมง การท�ำกจิ กรรม วัสดุและอุปกรณ์ วสั ดุและอุปกรณท์ ใ่ี ชต้ ่อกลุ่ม รายการ ปรมิ าณ/กลมุ่ 1. เบคก้งิ โซดา 1-2 ชอ้ นเบอร์ 1 2. นำ�้ ประมาณ 250 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร 3. แบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์ 1- 2 ก้อน 4. ไฟแชก็ หรอื ไม้ขดี ไฟ 1 อัน หรือ 1 กลกั 5. ธูป 2 ดอก 6. เคร่อื งแยกนำ�้ ดว้ ยไฟฟา้ 1 ชุด 7. ช้อนตักสารเบอร์ 1 1 อนั 8. สายไฟพร้อมคลปิ ปากจระเข้ 2 เสน้ การเตรียมตวั • ครูควรทดสอบอุปกรณ์เครื่องแยกน�้ำด้วยไฟฟ้าล่วงหน้า และอาจเตรียมการสาธิตหรือ ล่วงหนา้ สือ่ วดี ิทศั นแ์ สดงการต่ออุปกรณ์เครอ่ื งแยกน้ำ� ดว้ ยไฟฟา้ โดยละเอียด • ควรใช้แบตเตอร่ีกอ้ นใหม่จำ� นวน 1-2 ก้อนหรือใช้หม้อแปลงโวลต์ต่�ำ หากใช้แบตเตอรี่ 2 กอ้ น ต่อกล่มุ ควรเตรยี มสายไฟและตอ่ แบตเตอรี่แบบอนุกรมไวล้ ่วงหนา้ • กรณีใช้หมอ้ แปลงโวลตต์ ำ�่ ครูควรตรวจสอบวา่ นักเรียนต่อสายไฟจากขว้ั บวกและข้ัวลบคร่อม ค่าความต่างศกั ยท์ ่เี หมาะสม และต่อสายไฟจากข้วั บวกไปยังข้วั บวก (AC input) และขวั้ ลบ ไปยังขัว้ ลบ (AC input) ของหมอ้ แปลง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 2 | สารบริสทุ ธ์ิ 91 คมู่ ือครูรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ ข้อควรระวัง • ควรใช้ไฟแชก็ ดว้ ยความระมดั ระวงั อย่าใหเ้ ปลวไฟเขา้ ใกลส้ ่ิงทอ่ี าจเปน็ เชื้อเพลงิ เชน่ เสน้ ผม ข้อเสนอแนะใน เสอื้ ผา้ กระดาษ การท�ำกจิ กรรม • ทดสอบสารท่ีเก็บได้ในหลอดทดลองทั้งสองด้วยความระมัดระวัง เนื่องจากสารเหล่าน้ัน สือ่ การเรียนรู้/ อาจทำ� ให้เกิดเสียงหรอื เกิดเปลวไฟ แหล่งเรยี นรู้ • ครอู าจมอบหมายใหน้ กั เรยี นบางกลมุ่ ทดสอบแกส๊ ดว้ ยธปู ทมี่ เี ปลวไฟและนกั เรยี นกลมุ่ ทเี่ หลอื ทดสอบแก๊สด้วยธปู ที่ติดถา่ นแดง แลว้ นำ� ผลการทดลองมาเปรยี บเทียบกัน เพ่ือประหยัดเวลา การท�ำกจิ กรรม • ครูควรแนะน�ำให้นักเรียนเปรียบเทียบปริมาณสารที่เกิดขึ้นที่ขั้วบวกและขั้วลบของ เคร่ืองแยกน้�ำด้วยไฟฟ้า โดยวัดความสูงของปริมาณแก๊สที่เกิดขึ้น โดยวัดจากผิวน้�ำข้ึนมาถึง ปลายหลอดหรือปลายจุกยาง โดยใช้หลอดแกว้ ขนาดเดยี วกนั ทข่ี ้ัวบวกและข้วั ลบ • กรณีท่ีต่ออุปกรณ์เครื่องแยกน้�ำด้วยไฟฟ้าจนครบวงจรแล้ว แต่ไม่เกิดฟองแก๊สท่ีข้ัวไฟฟ้า ท้งั สอง ควรตรวจสอบว่าคลปิ ปากจระเข้และขว้ั ต่าง ๆ แน่นหนาดี และอาจเปลยี่ นแบตเตอร่ี ก้อนใหม่ กรณที ่เี กิดฟองแก๊สท่ีขั้วไฟฟ้าเพยี งข้วั เดยี ว ควรตัดวงจรแล้วใช้กระดาษทรายขัดที่ โลหะทใ่ี ชเ้ ปน็ ขวั้ ไฟฟา้ ขา้ งทไี่ มเ่ กดิ ฟองแกส๊ เนอื่ งจากชน้ิ โลหะทที่ ำ� หนา้ ทเี่ ปน็ ขวั้ ไฟฟา้ อาจเกดิ สนิมหรอื เกดิ ฟิลม์บาง ๆ เคลอื บทำ� ให้ไมส่ ามารถท�ำงานได้ตามปกติ จงึ ตอ้ งขัดสนิมหรอื ฟลิ ม์ บาง ๆ ออก กรณีที่อัตราส่วนระหว่างแก๊สที่เกิดข้ึนท่ีขั้วลบและขั้วบวกไม่เป็น 2:1 อาจเกิด เน่ืองจากฟองแก๊สขนาดเล็กเกาะที่ข้ัวไฟฟ้าหรือผนังหลอดแก้ว หรือแก๊สออกซิเจนท่ีเกิดขึ้น ท�ำปฏิกิริยากับขั้วไฟฟ้า ท�ำให้มีแก๊สออกซิเจนเหลืออยู่น้อยว่าเดิม อาจแก้ไขได้โดยเคาะ เบา ๆ ท่ีหลอดแก้วเพ่ือไล่ฟองแก๊สไปท่ีปลายหลอดเพื่อป้องกันการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง แก๊สออกซเิ จนกบั ขว้ั ไฟฟ้าท่เี ป็นโลหะ • การทดสอบแกส๊ ดว้ ยธปู ทเี่ ปน็ เปลวไฟกบั ธปู ทตี่ ดิ ถา่ นแดง อาจลกุ สวา่ งกวา่ เดมิ หรอื เกดิ เสยี งฟู่ เพียงเลก็ นอ้ ย สงั เกตไดย้ าก เนอ่ื งจากแกส๊ ท่ีเก็บได้มปี รมิ าณนอ้ ย แก๊สหลุดรว่ั ออกจากหลอด ขณะทดสอบ หรอื ปลายธปู อยหู่ า่ งจากปลายหลอดทเี่ กบ็ แกส๊ เกนิ ไป ครคู วรแนะนำ� วธิ กี ารเกบ็ แก๊สและการทดสอบแก๊สใหก้ บั นักเรยี น • ครูอาจให้นักเรียนบางกลุ่มใช้เคร่ืองบันทึกภาพเคลื่อนไหวโดยใช้แอพลิเคช่ันในโทรศัพท์ มือถือเพื่อชว่ ยในการสังเกตผลการเปลี่ยนแปลงที่เกิดข้นึ โดยเฉพาะระหวา่ งการทดสอบแก๊ส ที่ได้ด้วยธูปที่ลุกเป็นเปลวไฟและธูปที่เป็นถ่านแดง เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอาจเกิดข้ึน เพยี งช่วั คร่หู รือเกิดเสยี งเบา ๆ สงั เกตไดย้ าก นอกจากนก้ี ารบันทึกภาพเคล่ือนไหวจะชว่ ยให้ เปรยี บเทยี บการเปลย่ี นแปลงที่เกดิ ระหวา่ งชดุ ทดลองไดช้ ัดเจนย่งิ ข้นึ • ควรให้นักเรียนดับธูปและเทียนให้สนิททุกคร้ังเพ่ือความปลอดภัย โดยอาจใช้กระบะทราย ในการดบั ธูปและเทยี น • หนังสือเรยี นวิทยาศาสตร์ระดับมัธยมศึกษาปที ่ี 1 สสวท. • วีดิทัศน์แสดงวิธีการใช้เคร่ืองแยกน้�ำด้วยไฟฟ้า เช่น https://www.youtube.com/ watch?v=2A6R46Y7cyo&t=3s https://www.youtube.com/watch?v=u8uIcmU3Y8g สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

92 หน่วยที่ 2 | สารบริสทุ ธิ์ คมู่ อื ครูรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์ ตัวอย่างผลการทำ�กจิ กรรม ส่งิ ที่ การ ระดบั นำ�้ ปรมิ าณสาร ผลทดสอบ ผลทดสอบ สังเกตได้ เปล่ียนแปลง ท่เี หลอื ใน ท่เี กิดขนึ้ ใน ดว้ ยธปู ท่มี ี ดว้ ยธปู ทต่ี ิด ทส่ี งั เกตได้ หลอด เปลวไฟ ถา่ นแดง ชดุ ทดลอง หลอด 6 cm สารใน มีฟองแกส๊ 3 cm มเี ปลวไฟ ธปู จะวาบ หลอดแก้ว ไม่มสี ขี นาด 3 cm สว่างจากเดมิ เปน็ เปลวไฟ ทข่ี ว้ั บวก เล็กผดุ ขึ้น เพียงเล็กน้อย สวา่ ง และสะสมที่ ไม่มเี สียง สารใน ปลายด้านบน หลอดแก้ว ของหลอด 6 cm สารท่ีอยใู่ น ไม่มกี าร ท่ีขั้วลบ มีฟองแก๊ส หลอดติดไฟ เปลี่ยนแปลง ไม่มสี ีขนาด เกิดเปลวไฟ เล็กผุดขึ้น ลกุ ไหม้ และ จ�ำนวนมาก มีเสยี ง และสะสมท่ี ปลายดา้ นบน ของหลอด สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 2 | สารบรสิ ทุ ธ์ิ 93 คมู่ ือครูรายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์ คำ�ถามทา้ ยกิจกรรม 1. เม่ือต่อสายไฟจากแบตเตอรี่เข้ากับเครื่องแยกน�้ำไฟฟ้าให้ครบวงจร ในหลอดแก้วจากข้ัวบวกและข้ัวลบมี การเปล่ียนแปลงเหมือนหรอื ต่างกนั อย่างไร แนวคำ� ตอบ หลอดแก้วทั้งสองเกดิ การเปลยี่ นแปลงเหมอื นกนั โดยมฟี องแกส๊ ขนาดเล็กผดุ ขึ้นจากขดลวดขน้ึ ไป แทนท่นี �้ำท่ีปลายด้านบนของหลอดทดลองท้งั สอง ทำ� ใหร้ ะดับนำ้� ในหลอดลดลง แต่ต่างกันตรงท่ี ปรมิ าณแกส๊ ทเี่ กดิ ขนึ้ ในแตล่ ะหลอด โดยในหลอดทตี่ อ่ กบั ขว้ั ลบมมี ากกวา่ ในหลอดทตี่ อ่ กบั ขวั้ บวก 2. เมอ่ื เปรียบเทียบปรมิ าณสารท่เี กิดข้ึนในหลอดจากข้วั บวกและขว้ั ลบ มีอตั ราส่วนประมาณเท่าใด แนวคำ� ตอบ ปรมิ าณสารทีเ่ กดิ ขน้ึ ในหลอดจากขว้ั บวกและขวั้ ลบมอี ัตราสว่ นประมาณ 1:2 3. เมอื่ ทดสอบสารในหลอดจากขวั้ บวกและขว้ั ลบโดยใชธ้ ปู ทล่ี กุ เปน็ เปลวไฟ และธปู ทเี่ ปน็ ถา่ นแดง สงั เกตเหน็ การเปลยี่ นแปลงแตกต่างกนั หรือไม่ อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ สงั เกตเหน็ การเปลย่ี นแปลงแตกตา่ งกนั เมอ่ื ทดสอบดว้ ยธปู ทล่ี กุ เปน็ เปลวไฟ ในหลอดจากขว้ั บวก มเี ปลวไฟสว่างจากเดิมเพียงเล็กน้อย ไมม่ เี สียง สว่ นในหลอดจากขว้ั ลบเกิดเปลวไฟลุกไหม้และมี เสยี ง เมอ่ื ทดสอบดว้ ยธปู ทต่ี ดิ ไฟเปน็ ถา่ นแดง ในหลอดจากขวั้ บวกจะเกดิ เปลวไฟลกุ สวา่ งขน้ึ สว่ น ในหลอดจากขัว้ ลบ จะไมม่ กี ารเปลย่ี นแปลง 4. สารในหลอดจากข้ัวบวกและข้วั ลบเป็นสารชนิดเดียวกันหรอื ไม่ ทราบได้อย่างไร แนวคำ� ตอบ สารในหลอดจากข้วั บวกและขว้ั ลบเป็นไม่ใชส่ ารชนิดเดียวกัน ทราบได้จากผลการทดสอบด้วยธปู ซึ่งได้ผลต่างกัน โดยแก๊สในหลอดจากขั้วบวกช่วยให้ไฟติด ส่วนแก๊สในหลอดจากขั้วลบติดไฟได้ และสามารถทราบได้จากปริมาณแก๊สทีเ่ กดิ ข้นึ อกี ด้วย โดยแกส๊ ทีห่ ลอดจากขวั้ บวกมีปรมิ าณนอ้ ย กวา่ แกส๊ ท่ีหลอดจากขวั้ ลบประมาณคร่ึงหนึง่ 5. นำ้� เป็นสารบรสิ ทุ ธ์ิหรือสารผสม ทราบได้อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ น�้ำเป็นสารบรสิ ุทธิ์ ทราบได้จากสมบัติของนำ�้ ซึง่ มจี ดุ เดอื ดคงที่ และอณุ หภูมทิ นี่ ้�ำเร่ิมหลอมเหลว และหลอมเหลวจนหมดเปน็ อุณหภมู เิ ดียวกัน 6. จากกจิ กรรม สรปุ ไดว้ า่ อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ การผา่ นกระแสไฟฟา้ ลงไปในนำ�้ ซง่ึ เปน็ สารบรสิ ทุ ธิ์ ทำ� ใหน้ ำ�้ สลายตวั ไดเ้ ปน็ แกส๊ ทม่ี สี มบตั แิ ตกตา่ ง กนั 2 ชนิด คือ แก๊สท่ีชว่ ยใหไ้ ฟติดและแก๊สที่ติดไฟได้ ในอัตราส่วน 1:2 ซง่ึ แก๊สท้งั สองมสี มบัติ แตกต่างจากสมบัตขิ องนำ�้ ซึ่งเป็นของเหลว ไมม่ ีสี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

94 หนว่ ยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ ความรูเ้ พ่มิ เติมสำ�หรับครู 1. เครื่องแยกน้�ำด้วยไฟฟ้า แยกอะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนซึ่งเป็นองค์ประกอบของน�้ำออกจากกันโดย อาศัยพลังงานไฟฟ้า เมื่อประกอบเครื่องแยกน�้ำด้วยไฟฟ้าจนครบวงจร ไฟฟ้าจึงเคลื่อนระหว่างขั้วไฟฟ้าบวก และขัว้ ไฟฟ้าลบได้บ้าง แต่เน่ืองจากน้�ำเปน็ ตวั นำ� ไฟฟ้าที่ไม่ดนี ัก ควรเติมเบคก้งิ โซดาหรือนำ้� สม้ สายชูประมาณ ½ - 1 ช้อนเบอร์ 1 ซง่ึ เบคกิง้ โซดาและนำ�้ สม้ สายชเู ปน็ ตัวน�ำไฟฟ้าทด่ี กี วา่ น้�ำ จึงท�ำให้แยกน้�ำไดด้ ขี น้ึ 2. การต้ังชื่อธาตุ สหพันธ์เคมีบริสุทธิ์และประยุกต์สากล (IUPAC หรือ International Union of Pure and Applied Chemistry) เป็นหนว่ ยงานระหว่างประเทศที่ประกาศช่อื ธาตแุ ละสารอย่างเป็นทางการ ชอื่ ธาตอุ าจ ตั้งชื่อตามผู้ค้นพบ ตามสมบัติของธาตุ หรือตามแหล่งที่ค้นพบหรือสังเคราะห์ธาตุนั้น เช่น ไฮโดรเจน มาจาก ภาษากรกี Hydro แปลวา่ นำ้� คารบ์ อน มาจากภาษาละตนิ แปลวา่ ถา่ นหนิ หรอื อาจตงั้ ชอ่ื ธาตเุ พอื่ เปน็ เกยี รตแิ ก่ นักวิทยาศาสตร์ เช่น ไอนส์ ไตเนยี ม เป็นต้น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 2 | สารบริสุทธิ์ 95 คู่มอื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ เรือ่ งท่ี 2 โครงสรา้ งอะตอม หนว่ ยท่ี 2 | สารบรสิ ทุ ธิ์ 49 หนังสือเรยี นรายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์ แนวการจดั การเรียนรู้ ครูดำ� เนนิ การดังนี้ 1. ให้นักเรียนสังเกตภาพในหนังสือเรียนอ่านเนื้อหา เรอ่ื งท่ี 2 โครงสรา้ งอะตอม น�ำเร่ืองและรู้จักค�ำส�ำคัญ ท�ำกิจกรรมทบทวน คา� สา� คญั ความรู้ก่อนเรียน แล้วน�ำเสนอผลการท�ำกิจกรรม อนุภาค อะตอม หากครูพบว่านักเรียนยังท�ำกิจกรรมทบทวนความรู้ โครงสร้างอะตอม ก่อนเรียนไม่ถูกต้อง ครูควรทบทวนหรือแก้ไข นวิ เคลียส โปรตอน ความเข้าใจผดิ ของนักเรยี น เพอื่ ใหน้ ักเรียนมคี วามรู้ นวิ ตรอน อิเลก็ ตรอน พื้นฐานที่ถูกต้องและเพียงพอที่จะเรียนเร่ือง โครงสรา้ งอะตอมตอ่ ไป ภาพ 2.11 ภาพสว่ นหัวของแมลงวนั จากกลอ้ งจุลทรรศนอ์ เิ ลก็ ตรอน แบบสอ่ งกราด ทบทวนความรูก้ อ่ นเรยี น • ถ้าแบ่งธาตุ เช่น ทองค�ำ ให้มีขนาดเลก็ ลง ปจั จบุ นั นกั วทิ ยาศาสตรม์ เี ครอ่ื งมอื ทสี่ ามารถตรวจสอบโครงสรา้ งของสารหรอื สง่ิ มชี วี ติ ไดล้ ะเอยี ดจนถงึ ระดบั อะตอมหรอื ระดบั นาโนเมตร ในภาพ 2.11 ปมุ่ ทต่ี าของแมลงวนั แตล่ ะปมุ่ ประกอบดว้ ยอะตอมจา� นวนมาก ภาพของสารหรอื เรอ่ื ย ๆ จนมขี นาดเล็กทส่ี ดุ ซ่ึงมองไม่เห็น สิ่งมีชวี ิตขนาดเล็ก ๆ ทไ่ี ด้จากกล้องจลุ ทรรศน์ชนดิ นี ้ ได้มาจากการฉายอนุภาคที่มีขนาดเล็กกวา่ อะตอมลงบนสารหรือสงิ่ มี จะเป็นอย่างไร ชวี ติ อนุภาคท่ีเล็กกวา่ อะตอมคืออะไรบ้าง และอะตอมของธาตุแตล่ ะชนดิ มอี นภุ าคเล็ก ๆ เหมอื นกันหรือไม่ ก. ทองคำ� จะหายไปทัง้ หมด ข. ทองคำ� กลายเปน็ ธาตุอ่ืน ทบทวนความรู้ก่อนเรยี น ค. เหลืออะตอมของทองค�ำ ซ่ึงเล็กจนมอง ถ้าแบง่ ธาตุ เช่น ทองค�า ให้มขี นาดเลก็ ลงเร่ือย ๆ จนมขี นาดเล็กท่ีสดุ ซึ่งมองไม่เหน็ จะเปน็ อย่างไร ก. ทองค�าจะหายไปทั้งหมด ด้วยตาเปล่าไม่เห็น ข. ทองคา� กลายเป็นธาตอุ ่ืน เฉลยทบทวนความรูก้ อ่ นเรยี น ค. เหลืออะตอมของทองคา� ซ่งึ เล็กจนมองด้วยตาเปล่าไมเ่ ห็น ค. เหลืออะตอมของทองค�ำ ซ่ึงเล็กจนมอง ร้อู ะไรบา้ งกอ่ นเรียน... เขยี นสง่ิ ที่รู้เก่ยี วกบั โครงสรา้ งอะตอม ดว้ ยตาเปล่าไม่เห็น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความรเู้ พม่ิ เตมิ สำ�หรบั ครู ภาพน�ำเร่ือง คือ ภาพจากกล้องจุลทรรศน์ อเิ ลก็ ตรอนแบบสอ่ งกราด (Scanning Electron Microscope) แสดงสว่ นหวั ของแมลงวนั ส่วนสี เขียวออ่ นคอื ตาของแมลงวัน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

96 หนว่ ยท่ี 2 | สารบรสิ ุทธ์ิ คูม่ อื ครูรายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์ 2. ตรวจสอบความรู้เดิมเกยี่ วกบั โครงสรา้ งอะตอมของนกั เรียน โดยให้ท�ำกิจกรรม รู้อะไรบ้างก่อนเรยี น นักเรียนสามารถ เขียนตามความเข้าใจหรือความรู้เดิมที่นักเรียนมีและครูไม่เฉลยค�ำตอบ ครูน�ำข้อมูลจากการตรวจสอบความรู้เดิมของ นักเรียนน้ีไปใช้ในการวางแผนการจัดการเรียนรู้ว่าควรเน้นย้�ำ หรืออธิบายแก้ไขความเข้าใจคลาดเคล่ือนเรื่องใดเป็น พิเศษ เมอ่ื นักเรยี นเรยี นจบเรื่องนี้แลว้ นกั เรยี นจะมคี วามรู้ความเขา้ ใจครบถ้วน ตามจดุ ประสงค์ของบทเรยี น ตัวอย่างแนวคิดคลาดเคลอื่ นซง่ึ อาจพบในเร่ืองนี้ • อะตอมของธาตุชนดิ หนึ่งจะมีจำ� นวนโปรตอนเทา่ กบั จ�ำนวนนิวตรอนเสมอ • อเิ ลก็ ตรอนเคลอื่ นทเ่ี ปน็ รปู วงกลมลอ้ มรอบนวิ เคลยี ส เปน็ วงโคจรรปู วงกลมหรอื วงรใี นลกั ษณะเดยี วกนั กบั ดาว เคราะหเ์ คลอื่ นทเ่ี ปน็ วงโคจรรอบดวงอาทิตย์ 3. ทบทวนความรู้เกี่ยวกับอะตอม โดยใช้ค�ำถาม เช่น อะตอมคืออะไร สารชนิดใดบ้างท่ีประกอบไปด้วยอะตอม แล้ว ครูอธิบายเพ่ิมเติมว่าอะตอมมีองค์ประกอบแยกย่อยลงไปอีก นักวิทยาศาสตร์สร้างแบบจ�ำลองอะตอมเพื่อใช้ใน การอธิบายโครงสร้างภายในของอะตอม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 2 | สารบริสทุ ธ์ิ 97 คู่มอื ครูรายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ กิจกรรมที่ 2.5 โครงสรา้ งอะตอมเป็นอย่างไร แนวการจดั การเรยี นรู้กิจกรรม กอ่ นการท�ำกิจกรรม 1. ให้นักเรียนศึกษาจุดประสงค์ของกิจกรรมและวิธีการด�ำเนินกิจกรรมในหนังสือเรียน โดยก่อนเริ่มท�ำกิจกรรมครูและ นักเรยี นรว่ มกนั อภปิ รายในประเด็นดังต่อไปนี้ 1.1 กิจกรรมนีเ้ กี่ยวกบั เรอ่ื งอะไร (โครงสรา้ งอะตอม และแบบจำ� ลองอะตอม) 1.2 จุดประสงคข์ องกิจกรรมนเี้ ปน็ อย่างไร (1. วิเคราะห์และอธบิ ายโครงสร้างอะตอมจากแบบจ�ำลอง 2. สบื คน้ และ สร้างแบบจำ� ลองอะตอม) 1.3 วิธีการด�ำเนินกิจกรรมมีข้ันตอนโดยสรุปอย่างไร (สังเกตชนิดและการจัดเรียงตัวของอนุภาคภายในอะตอมจาก แบบจำ� ลองอะตอมในหนังสือเรียน บนั ทกึ ผล แลว้ สืบค้นและสร้างแบบจ�ำลองของธาตทุ คี่ รูก�ำหนดให้ 1 ธาต)ุ ครูควรอธบิ ายเพมิ่ เติมในประเด็นที่นกั เรยี นยังตอบได้ไม่ครบถว้ น 2. แนะนำ� ใหน้ กั เรยี นวางแผนการทำ� งานรว่ มกนั พรอ้ มทงั้ ออกแบบตารางบนั ทกึ ผลใหเ้ รยี บรอ้ ยกอ่ นทำ� กจิ กรรม และตรวจ สอบการออกแบบตารางบนั ทกึ ผลของนกั เรยี นแตล่ ะกลมุ่ โดยอาจใหบ้ างกลมุ่ นำ� เสนอ แลว้ ครใู หค้ ำ� แนะนำ� ปรบั แกต้ าราง ตามความเหมาะสม ระหวา่ งการทำ� กิจกรรม 3. ให้นักเรียนท�ำกิจกรรมตามวิธีการในหนังสือเรียน โดยครูสังเกตการเปรียบเทียบและบันทึกผลโครงสร้างอะตอม การ สบื คน้ และสรา้ งแบบจำ� ลองโครงสรา้ งอะตอมของนกั เรยี น เพอื่ ใหค้ ำ� แนะนำ� รวมทงั้ นำ� ขอ้ มลู มาใชป้ ระกอบการอภปิ ราย หลังกจิ กรรม หลังการทำ� กจิ กรรม 4. ให้นักเรยี นรวบรวมผลการทำ� กจิ กรรม ครเู ลอื กนกั เรยี นให้น�ำเสนอผลการสังเกตและเปรียบเทียบชนิดและการจดั เรยี ง ตัวของอนุภาคภายในอะตอม และบันทึกผลลงกระดาน จากน้ันครูและนักเรียนกลุ่มอื่นท่ีมีผลแตกต่างกันน�ำเสนอจน ครบทกุ ประเดน็ แลว้ ใหน้ กั เรยี นนำ� เสนอหรอื จดั แสดงแบบจำ� ลองอะตอมทนี่ กั เรยี นสรา้ งขน้ึ อภปิ รายผลในชน้ั เรยี นและ ตอบคำ� ถามทา้ ยกิจกรรมในหนงั สอื เรยี น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

98 หนว่ ยที่ 2 | สารบรสิ ุทธิ์ คูม่ อื ครูรายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ 5. ให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายผลจากการท�ำกิจกรรมและเพ่ือให้ได้ข้อสรุปว่า อะตอมของธาตุประกอบด้วย โปรตอน (proton) นิวตรอน (neutron) และอิเลก็ ตรอน (electron) โปรตอนมปี ระจบุ วก นิวตรอนเปน็ กลางทางไฟฟา้ ส่วน อเิ ลก็ ตรอนมปี ระจลุ บ โดยโปรตอนและนิวตรอนอย่รู วมกันตรงกลางของอะตอม อิเลก็ ตรอนอยใู่ นทว่ี า่ งรอบ ๆ แต่ละ ธาตมุ จี ำ� นวนโปรตอน นวิ ตรอนและอเิ ลก็ ตรอนของแตกตา่ งกนั แตจ่ ำ� นวนโปรตอนและอเิ ลก็ ตรอนของแตล่ ะธาตจุ ะเทา่ กนั 6. ใหน้ กั เรยี นอา่ นเนอ้ื หาในหนงั สอื เรยี น ดวู ดี ทิ ศั นท์ แ่ี สดงโครงสรา้ งอะตอม แลว้ รว่ มกนั อภปิ รายเพอ่ื ใหไ้ ดข้ อ้ สรปุ เกย่ี วกบั โครงสร้างอะตอม ตามประเดน็ ดังน้ี • อะตอมของธาตุแตล่ ะชนดิ ประกอบด้วยอนภุ าคอะไรบา้ ง • โปรตอน นิวตรอน และอเิ ล็กตรอน มจี �ำนวน การเรยี งตวั และประจไุ ฟฟ้า เหมือนหรือแตกตา่ งกันอยา่ งไร 7. ให้นกั เรียนตอบคำ� ถามระหวา่ งเรียน เพ่ือประเมนิ ความเขา้ ใจเกี่ยวกบั โครงสร้างอะตอม เฉลยคำ�ถามระหวา่ งเรยี น • อะตอมหนง่ึ มี 7 โปรตอน 7 นวิ ตรอน สว่ นอะตอมทสี่ องมี 7 โปรตอน 8 นวิ ตรอน อะตอมทงั้ สองนเี้ ปน็ อะตอม ของธาตชุ นดิ เดียวกนั หรือไม่ เพราะเหตุใด แนวคำ� ตอบ อะตอมทัง้ สองเปน็ อะตอมของธาตชุ นิดเดียวกัน เพราะมจี �ำนวนโปรตอนเท่ากนั • นิวเคลยี สของธาตแุ ตล่ ะชนดิ มปี ระจุไฟฟ้ารวมเปน็ อยา่ งไร เพราะเหตุใด แนวคำ� ตอบ นวิ เคลยี สของธาตแุ ตล่ ะชนดิ มปี ระจไุ ฟฟา้ บวก เนอ่ื งจากประกอบดว้ ยโปรตอน ซงึ่ มปี ระจบุ วก และ นิวตรอนซงึ่ เปน็ กลางทางไฟฟ้า เมอ่ื อยูร่ วมกันจึงเป็นประจไุ ฟฟ้าบวก • ถา้ อะตอมของธาตฮุ เี ลยี มมี 2 โปรตอน 2 นวิ ตรอน และ 2 อเิ ลก็ ตรอน อะตอมของธาตฮุ เี ลยี มจะมปี ระจไุ ฟฟา้ อะไร เพราะเหตุใด แนวคำ� ตอบ อะตอมของธาตุฮเี ลยี มจะเป็นกลางทางไฟฟ้า เน่อื งจากมอี นภุ าคท่มี ีประจุบวก 2 อนุภาค อนุภาค ทเ่ี ปน็ กลาง 2 อนภุ าค และอนุภาคทีม่ ีประจุลบ 2 อนภุ าค เมือ่ อยู่รวมกนั จงึ เปน็ กลางทางไฟฟ้า 8. ใชค้ ำ� ถามเพอ่ื ใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายและสรปุ สงิ่ ทเี่ รยี นรจู้ ากการทำ� กจิ กรรมและการอา่ นเรอื่ งโครงสรา้ งอะตอม โดย ใชค้ �ำถาม เช่น อะตอมประกอบด้วยอนภุ าคอะไรบ้าง อะตอมของแต่ละธาตุเหมอื นหรอื แตกต่างกันอยา่ งไร นิวเคลยี ส ประกอบดว้ ยอนุภาคอะไรบ้าง ครูอาจวาดแบบจำ� ลองอะตอมของธาตตุ า่ ง ๆ เพ่ือใหน้ ักเรยี นระบชุ นิดและจำ� นวนของ อนภุ าคในแบบจ�ำลอง 9. หากครพู บวา่ นกั เรยี นมแี นวคดิ คลาดเคลอ่ื นเกย่ี วกบั โครงสรา้ งอะตอม ใหค้ รแู กไ้ ขแนวความคดิ คลาดเคลอื่ นของนกั เรยี น โดยให้นกั เรียนรว่ มกันอภปิ รายเพ่อื แก้ไขใหถ้ ูกต้อง เชน่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 2 | สารบรสิ ุทธิ์ 99 คมู่ อื ครรู ายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ แนวคิดคลาดเคลื่อน แนวความคดิ ทถี่ ูกต้อง อิเล็กตรอนเคลื่อนท่ีเป็นรูปวงกลมล้อมรอบนิวเคลียส อิเล็กตรอนเคล่ือนที่อยู่ในที่ว่างซึ่งอยู่ล้อมรอบนิวเคลียส เปน็ วงโคจรรปู วงกลมหรอื วงรใี นลกั ษณะเดยี วกนั กบั ดาว แต่การเคล่อื นทขี่ องอเิ ล็กตรอมไมจ่ ำ� เปน็ ตอ้ งเป็นวง เคราะห์เคลือ่ นทีเ่ ป็นวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ อะตอมของธาตุชนิดหนึ่งจะมีจ�ำนวนโปรตอนและ อะตอมของธาตุชนิดหน่ึงจะมีจ�ำนวนโปรตอนและ นิวตรอนเท่ากนั เสมอ อเิ ลก็ ตรอนเทา่ กนั เสมอ แตจ่ ำ� นวนโปรตอนไมจ่ ำ� เปน็ ตอ้ ง เทา่ กบั จำ� นวนนวิ ตรอน 10. เช่ือมโยงไปสู่การเรียนเร่ืองต่อไปว่า แม้จะมีธาตุแตกต่างกันถึง 118 ชนิด แต่นักวิทยาศาสตร์สามารถจัดธาตุเป็น หมวดหมู่ใหญ่ ๆ การจัดหมวดหมู่ธาตุยังสัมพันธ์กับการใช้ประโยชน์จากธาตุและสารประกอบอีกด้วย นักเรียนจะได้ เรยี นรเู้ กี่ยวกับการจำ� แนกธาตุและการนำ� ธาตแุ ละสารประกอบไปใชใ้ นเรอื่ งต่อไป สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

100 หนว่ ยที่ 2 | สารบรสิ ุทธิ์ คู่มือครูรายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์ กจิ กรรมที่ 2.7 โครงสร้างอะตอมเปน็ อยา่ งไร จดุ ประสงค์ • วเิ คราะหแ์ ละอธบิ ายโครงสร้างอะตอมจากแบบจำ� ลอง เวลาท่ีใชใ้ น • สืบค้นและสร้างแบบจำ� ลองอะตอม การท�ำกิจกรรม 1 ชว่ั โมง วัสดแุ ละอปุ กรณ์ วัสดุและอุปกรณท์ ใ่ี ชต้ อ่ กลมุ่ การเตรียมตวั • นกั เรียนเตรยี มวัสดอุ ุปกรณท์ ี่หาไดง้ ่าย เชน่ กรรไกร กาว กระดาษสี โฟม ดินนำ�้ มัน ลวด แผน่ ลว่ งหนา้ ขอ้ ควรระวงั ซดี ี • ครเู ตรยี มสอ่ื ประกอบการสอน เชน่ ภาพหรอื วดี ทิ ศั นท์ แ่ี สดงโครงสรา้ งภายในอะตอมทปี่ ระกอบ ดว้ ย โปรตอน นวิ ตรอน และอเิ ลก็ ตรอน โดยหลกี เลยี่ งสอื่ ทแ่ี สดงรายละเอยี ดโครงสรา้ งอะตอม มากเกินกวา่ ตัวชว้ี ัดในระดับชนั้ นี้ • ครคู วรเนน้ ยำ�้ ให้นักเรยี นระมัดระวงั ในการใช้อปุ กรณ์ท่ีมีคม เช่น กรรไกร คัตเตอร์ ลวด ขอ้ เสนอแนะใน • ครอู าจเตรยี มวสั ดแุ ละอปุ กรณใ์ หน้ กั เรยี นใชส้ รา้ งแบบจำ� ลองของตนเอง หรอื ใหน้ กั เรยี นจดั หา การท�ำกิจกรรม วัสดเุ อง ส่อื การเรียนรู้/ แหลง่ เรยี นรู้ • ครเู ตรยี มชอ่ื ธาตใุ หน้ กั เรยี นเลอื กเพอ่ื สรา้ งแบบจ�ำลอง โดยควรเลอื กธาตทุ ม่ี อี ะตอมขนาดเลก็ มจี ำ� นวนโปรตอน นวิ ตรอน และอเิ ลก็ ตรอนไมม่ ากนกั เชน่ ไฮโดรเจน ลเิ ทยี ม โบรอน ไนโตรเจน ออกซิเจน นีออน โซเดียม แมกนเี ซยี ม • https://www.youtube.com/watch?v=saxOTEeGVZo นาทีท่ี 0:00 – 0.47 • https://www.youtube.com/watch?v=1N8wsQkXjD4 นาทที ่ี 0:00 – 2:50 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 2 | สารบรสิ ุทธิ์ 101 คู่มือครรู ายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ ตัวอย่างผลการทำ�กจิ กรรม อะตอมของธาตุ ชนิดอนภุ าคท่พี บ จำ� นวนอนุภาค การจดั เรียงตวั ฮีเลียม โปรตอน 2 โปรตอนและนวิ ตรอนอยูใ่ น นิวตรอน 2 นวิ เคลียส บรเิ วณตรงกลาง คาร์บอน อะตอม อิเลก็ ตรอนอยูร่ อบ ๆ อิเลก็ ตรอน 2 อะลมู ิเนยี ม นิวเคลยี ส โปรตอน 6 โปรตอนและนวิ ตรอนอยูใ่ น ธาตทุ ีส่ บื คน้ (เช่น ลเิ ทยี ม) นวิ ตรอน 6 นิวเคลียส บริเวณตรงกลาง อะตอม อเิ ล็กตรอนอยู่รอบ ๆ อเิ ลก็ ตรอน 6 นวิ เคลยี ส โปรตอน 13 โปรตอนและนวิ ตรอนอยู่ใน นิวตรอน 14 นิวเคลยี ส บรเิ วณตรงกลาง อะตอม อเิ ล็กตรอนอยู่รอบ ๆ อิเลก็ ตรอน 13 นวิ เคลียส โปรตอน 3 โปรตอนและนิวตรอนอย่ใู น นวิ ตรอน 4 นวิ เคลยี ส บรเิ วณตรงกลาง อะตอม อเิ ลก็ ตรอนอยู่รอบ ๆ อิเลก็ ตรอน 3 นวิ เคลียส สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

102 หน่วยท่ี 2 | สารบริสุทธิ์ คู่มือครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามทา้ ยกิจกรรม 1. ชนิดและจำ� นวนของอนุภาคภายในอะตอมของธาตตุ า่ ง ๆ เหมอื นหรอื แตกต่างกนั อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ อะตอมของธาตฮุ เี ลยี ม คารบ์ อน และอะลมู เิ นยี ม ประกอบดว้ ยอนภุ าค 3 ชนดิ คอื โปรตอน นวิ ตรอน และ อเิ ลก็ ตรอน เหมือนกัน แตแ่ ตกต่างกันทจ่ี ำ� นวนอนุภาค โดยฮเี ลียมประกอบดว้ ย 2 โปรตอน 2 นิวตรอน และ 2 อเิ ลก็ ตรอน คาร์บอน ประกอบดว้ ย 6 โปรตอน 6 นวิ ตรอน และ 6 อเิ ลก็ ตรอน ส่วนอะลูมิเนียมประกอบดว้ ย 13 โปรตอน 14 นิวตรอน และ 13 อเิ ล็กตรอน 2. การจัดเรียงตวั ของอนภุ าคตา่ ง ๆ ภายในอะตอมของธาตแุ ต่ละชนดิ เหมือนและแตกต่างกนั อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ การเรียงตัวของอนุภาคภายในอะตอมของธาตุฮีเลียม คาร์บอน และอะลูมิเนียม เหมือนกันคือ โปรตอนและนวิ ตรอนอยรู่ วมกนั ตรงกลางของอะตอม อเิ ลก็ ตรอนอยใู่ นทวี่ า่ งรอบ ๆ และแตกตา่ งกนั ท่จี ำ� นวนอนภุ าค 3. จากกิจกรรมสรปุ ได้วา่ อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ อะตอมของธาตปุ ระกอบดว้ ย โปรตอน (proton) นวิ ตรอน (neutron) และ อเิ ลก็ ตรอน (electron) โดยโปรตอนและนิวตรอนอยู่รวมกันตรงกลางของอะตอม อิเล็กตรอนอยู่ในที่ว่างรอบ ๆ แต่ละ อนภุ าคมปี ระจแุ ตกตา่ งกนั โดยแตล่ ะธาตมุ จี ำ� นวนโปรตอน นวิ ตรอนและอเิ ลก็ ตรอนของแตกตา่ งกนั แต่จำ� นวนโปรตอนและอเิ ลก็ ตรอนของแต่ละธาตุจะเท่ากัน ความรเู้ พม่ิ เตมิ สำ�หรับครู 1. แบบจ�ำลองอะตอมมีวิวัฒนาการจากทฤษฏีอะตอมของดาลตัน เมื่อนักวิทยาศาสตร์มีข้อมูลมากข้ึนเก่ียวกับ อนภุ าคท่ีอยู่ภายในอะตอมนักวทิ ยาศาสตร์จะเสนอแบบจำ� ลองอะตอมใหม่ ๆ ท่แี สดงรายละเอียดมากกวา่ เดิม แบบจ�ำลองอะตอมของทอมป์สันจะแสดงโครงสร้างอะตอมท่ีประกอบด้วยโปรตอน นิวตรอนและอิเล็กตรอน โดยอเิ ลก็ ตรอนเคล่อื นทีอ่ ยู่รอบ ๆ นิวเคลยี ส ในระดบั มธั ยมศกึ ษาตอนท่ี 1 นกั เรียนไม่จำ� เปน็ ตอ้ งเรยี นรกู้ ารจดั เรียงตัวเปน็ ชนั้ ๆ ของอิเลก็ ตรอน 2. อะตอมแตล่ ะอะตอมมีจำ� นวนโปรตอนเท่ากบั จำ� นวนอเิ ลก็ ตรอน อะตอมจึงเป็นกลางทางไฟฟา้ หากอะตอมสูญ เสยี หรือได้รับอิเลก็ ตรอน จะไมเ่ ป็นกลางทางไฟฟ้า เรยี กว่า ไอออน (ion) 3. อะตอมของธาตุชนิดหน่ึงแตกต่างจากอะตอมของธาตุอีกชนิดหนึ่งท่ีจ�ำนวนโปรตอน โดยอะตอมของธาตุหนึ่ง อาจมีจ�ำนวนนิวตรอนเท่ากับจ�ำนวนโปรตอน หรือมากกว่า หรือน้อยกว่าจ�ำนวนโปรตอนก็ได้ นับเป็นอะตอม ของธาตุชนดิ เดียวกนั ทั้งหมด สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 2 | สารบรสิ ทุ ธิ์ 103 ค่มู อื ครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ เร่ืองที่ 3 การจำ� แนกธาตแุ ละการใชป้ ระโยชน์ แนวการจดั การเรียนรู้ ครูดำ� เนนิ การดงั น้ี หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ 53 1. ให้นักเรียนดูภาพน�ำเร่ือง อ่านเนื้อหาน�ำเร่ืองและ หนังสอื เรียนรายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ รจู้ กั คำ� สำ� คญั ทำ� กจิ กรรมทบทวนความรกู้ อ่ นเรยี น เรอื่ งที่ 3 การจ�าแนกธาตุและการใชป้ ระโยชน์ แล้วน�ำเสนอผลการท�ำกิจกรรม หากครูพบว่า นักเรียนยังท�ำกิจกรรมทบทวนความรู้ก่อนเรียน คา� สา� คญั ไม่ถูกต้อง ครูควรทบทวนหรือแก้ไขความเข้าใจผิด โลหะ ของนักเรียน เพื่อให้นักเรียนมีความรู้พ้ืนฐาน อโลหะ ทถี่ กู ตอ้ งและเพยี งพอทจี่ ะเรยี นเรอื่ งการจำ� แนกธาตุ กึง่ โลหะ และการใชป้ ระโยชนจ์ ากธาตแุ ละสารประกอบตอ่ ไป ธาตุกมั มนั ตรงั สี กมั มนั ตภาพรังสี ภาพ 2.13 สายไฟทองแดงและสายไฟอะลมู เิ นยี ม สายไฟบางชนดิ ทา� จากธาตทุ องแดง บางชนดิ ทา� จากอะลมู เิ นยี ม เนอ่ื งจากธาตทุ งั้ สองมสี มบตั กิ ารนา� ไฟฟา้ ความแขง็ แรง และเหนียวใกล้เคียงกัน แต่แตกต่างกันที่ความหนาแน่นและราคา เมื่อขนาดหรือปริมาตรเท่ากันสายไฟอะลูมิเนียม จะมีน�้าหนักเบาเป็นครึ่งหนึ่งของสายไฟทองแดง และมีราคาถูกกว่า จึงนิยมใช้สายไฟอะลูมิเนียมภายนอกอาคารที่ต้องใช้ สายไฟยาว ๆ ส่วนสายไฟทองแดงนิยมใชใ้ นอาคาร ธาตุอื่น ๆ มสี มบัติเหมอื นหรือแตกตา่ งกนั อยา่ งไร สามารถนา� มาใช้ใน การจัดกลุม่ ธาตไุ ดอ้ ยา่ งไร ทบทวนความรกู้ อ่ นเรียน เหลก็ มวล 78.9 กรัม ทองแดง มวล 89.6 กรมั ทองคา� มวล 193.2 กรมั จดุ หลอมเหลว 1,204 oC จดุ หลอมเหลว 1,083 oC จดุ หลอมเหลว 1,063 oC จากภาพ แทง่ เหลก็ แทง่ ทองแดง และแทง่ ทองคา� มขี นาดและปรมิ าตร 10 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร เทา่ กนั เขียนเครือ่ งหมาย R หนา้ ขอ้ ทถี่ กู ต้อง £ เมอื่ ตอ่ แท่งทองแดงในวงจรไฟฟา้ ทา� ให้หลอดไฟในวงจรสว่าง แสดงว่า ทองแดงนา� ไฟฟ้าได้ £ เหล็กมคี วามหนาแนน่ สูงกวา่ ทองแดงและทองค�า £ เมือ่ ใหค้ วามร้อนจนมีอณุ หภมู สิ งู ขนึ้ เรือ่ ย ๆ แท่งทองค�าจะหลอมเหลวกอ่ นแทง่ ทองแดงและแทง่ เหลก็ รอู้ ะไรบ้างก่อนเรยี น... เขยี นสง่ิ ทีร่ ู้เกี่ยวกับโลหะ และธาตุกัมมนั ตรังสี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ทเฉบลทยวทนบคทววานมครวูก้ า่อมนรเู้กรยี่อนเรยี น เหลก็ มวล 78.9 กรัม ทองแดง มวล 89.6 กรัม ทองค�ำมวล 193.2 กรัม จดุ หลอมเหลว 1,204 C จดุ หลอมเหลว 1,083 C จดุ หลอมเหลว 1,063 C จากภาพภาพแท่งเหล็ก แท่งทองแดง และแท่งทองค�ำที่มีขนาดและปริมาตร 10 ลูกบาศก์เซนติเมตร เท่ากัน เขยี นเครือ่ งหมาย P หน้าขอ้ ทถี่ ูกต้อง .......P........ เม่ือตอ่ แท่งทองแดงในวงจรไฟฟ้า ทำ� ใหห้ ลอดไฟในวงจรสวา่ ง แสดงว่า ทองแดงนำ� ไฟฟ้าได้ .................... เหล็กมีความหนาแน่นสงู กว่าทองแดงและทองค�ำ (เหลก็ มีความหนาแน่นต่�ำกวา่ ทองแดงและทองค�ำ) .......P........ เมอ่ื ใหค้ วามรอ้ นจนมอี ณุ หภมู สิ งู ขนึ้ เรอ่ื ย ๆ แทง่ ทองคำ� จะหลอมเหลวกอ่ นแทง่ ทองแดง และแทง่ เหลก็ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

104 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คมู่ อื ครูรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์ 2. ตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียนเกี่ยวกับสมบัติการน�ำไฟฟ้า ความหนาแน่น และจุดหลอมเหลวของสาร โดยให้ ทำ� กจิ กรรม รอู้ ะไรบา้ งกอ่ นเรียน นักเรยี นสามารถเขียนไดต้ ามความเขา้ ใจของนักเรียน โดยครูไม่เฉลยค�ำตอบ และครู น�ำข้อมูลจากการตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียนนี้ไปใช้ในการวางแผนการจัดการเรียนรู้ว่าควรเน้นย้�ำ หรืออธิบาย เรอื่ งใดเปน็ พเิ ศษ เมอ่ื นกั เรยี นเรยี นจบเรอ่ื งนแี้ ลว้ นกั เรยี นจะมคี วามรคู้ วามเขา้ ใจครบถว้ น ตามจดุ ประสงคข์ องบทเรยี น ตัวอยา่ งแนวคดิ คลาดเคล่ือนซึ่งอาจพบในเรอื่ งน้ี • การจ�ำแนกธาตุสามารถใชส้ มบตั ทิ างกายภาพเพียงสมบัตเิ ดียวเปน็ เกณฑ์ • โลหะทกุ ชนดิ มคี วามหนาแนน่ สงู และโลหะทุกชนดิ มจี ุดเดือดจุดหลอมเหลวสูง • อโลหะทกุ ชนิดมจี ดุ เดอื ดและจุดหลอมเหลวต�่ำ 3. กระตนุ้ ความสนใจโดยใหน้ ักเรยี นเล่นเกมบตั รภาพท่ีแสดงภาพและชื่อธาตุ เช่น ก�ำมะถนั ฟอสฟอรัส ฟลอู อรนี คลอรนี เหลก็ เงนิ สังกะสี แคลเซียม เพื่อจ�ำแนกธาตุออกตามเกณฑท์ ี่นักเรียนตง้ั เอง ครูและนกั เรียนร่วมกันอภปิ รายโดยใช้ ค�ำถามตอ่ ไปน้ี • นักเรยี นจำ� แนกธาตุได้อย่างไร ใชเ้ กณฑ์อะไร • นักเรียนคิดว่านักวิทยาศาสตร์จ�ำแนกธาตุโดยใช้วิธีเหมือนหรือแตกต่างจากนักเรียน นักวิทยาศาสตร์ใช้อะไร เป็นเกณฑ์ แลว้ ครอู ธบิ ายเพม่ิ เตมิ วา่ นกั เรยี นจะไดท้ ราบเกยี่ วกบั การจำ� แนกธาตขุ องนกั วทิ ยาศาสตรจ์ ากกจิ กรรมท่ี 2.6 เราจำ� แนกธาตุ ได้อยา่ งไร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 2 | สารบรสิ ทุ ธ์ิ 105 คูม่ อื ครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ กิจกรรมท่ี 2.6 เราจำ� แนกธาตุได้อย่างไร แนวทางการจดั การเรยี นรกู้ จิ กรรม ก่อนการท�ำกจิ กรรม ครคู วรอภปิ รายในหัวขอ้ ตอ่ ไปน้ี 1. ใหน้ กั เรยี นอา่ นจดุ ประสงคข์ องกจิ กรรมและวธิ ดี ำ� เนนิ กจิ กรรมในหนงั สอื เรยี น โดยกอ่ นเรม่ิ กจิ กรรมครแู ละนกั เรยี นรว่ ม กันอภปิ รายในประเดน็ ต่อไปน้ี 1.1 กจิ กรรมนเ้ี กย่ี วกบั เร่อื งอะไร (ทดสอบสมบตั ขิ องธาตุตา่ ง ๆ และการจำ� แนกธาต)ุ 1.2 ตัวอย่างธาตใุ นกจิ กรรมนคี้ ือธาตใุ ดบา้ ง (อะลูมิเนยี ม เหลก็ ทองแดง สงั กะสี ก�ำมะถนั ถา่ นไม้) 1.3 กิจกรรมน้มี จี ุดประสงคอ์ ะไร (นักเรยี นตอบตามความคดิ ของตนเอง) 1.4 วธิ ีการดำ� เนินกิจกรรมโดยสรุปเป็นอย่างไร (สังเกต ทดสอบสมบตั ติ ่าง ๆ ของธาตุ วเิ คราะห์ข้อมลู สมบตั ิของธาตุ ใช้ขอ้ มูลเพอ่ื จำ� แนกธาตุออกเปน็ 2 กล่มุ โดยใชส้ มบัติทางกายภาพทุกสมบตั ิเป็นเกณฑ)์ 1.5 นักเรียนต้องรวบรวมและบันทึกข้อมูลอะไรบ้าง (สังเกตลักษณะภายนอกของธาตุ ทดสอบการน�ำไฟฟ้า ความ เหนยี ว ความมนั วาว การจำ� แนกธาตเุ ป็น 2 กลุ่มโดยใชส้ มบตั เิ ป็นเกณฑ)์ 1.6 ขอ้ ควรระวงั ในการทำ� กิจกรรมมีอะไรบ้าง ( 1. ระหว่างท�ำกจิ กรรมควรสวมแว่นตานริ ภัย 2. ระหว่างท�ำกิจกรรม ทเี่ กยี่ วขอ้ งกับกำ� มะถัน คววรระมัดระวังไม่ใหผ้ งกำ� มะถันเขา้ ตาหรือเข้าสูร่ ่างกายทางใดทางหน่งึ ) ครคู วรอธบิ ายเพมิ่ เติมในประเด็นทนี่ กั เรียนยงั ตอบได้ไม่ครบถว้ น 2. แนะน�ำให้นักเรียนวางแผนการท�ำงานร่วมกัน พร้อมท้ังออกแบบตารางบันทึกผลให้เรียบร้อยก่อนท�ำกิจกรรม และ ตรวจสอบการออกแบบตารางบันทึกผลของนักเรียนแต่ละกลุ่ม โดยอาจให้บางกลุ่มน�ำเสนอ แล้วครูให้ค�ำแนะน�ำ ปรับแกต้ ารางตามความเหมาะสม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

106 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธิ์ คมู่ ือครูรายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ ชือ่ ธาตุ ลกั ษณะภายนอก ผลการสังเกต จดุ เดือด จุด การน�ำ การนำ� ความ หลอมเหลว ความรอ้ น อะลูมิเนียม สถานะ สี ความ ไฟฟา้ เหนียว เหลก็ มันวาว ทองแดง สงั กะสี ก�ำมะถนั ถ่านไม้ ระหว่างการทำ� กิจกรรม 3. ให้นักเรียนท�ำกิจกรรมตามแผนท่ีวางไว้ โดยครูสังเกตวิธีการจัดอุปกรณ์ สังเกตการทดสอบสมบัติ การบันทึกผลการ สังเกตและการจ�ำแนกธาตุของนักเรียนทุกกลุ่ม เพ่ือให้ข้อแนะน�ำระหว่างการท�ำกิจกรรม รวมทั้งน�ำข้อมูลที่ควรจะ ปรับปรุงและแก้ไขมาใช้ประกอบการอภปิ รายหลังทำ� กจิ กรรม หลังการทำ� กจิ กรรม 4. เลือกนักเรียนหน่ึงกลุ่มเพื่อน�ำเสนอข้อมูล และให้นักเรียนกลุ่มอื่นที่มีผลการท�ำกิจกรรมแตกต่างกันอภิปรายจนครบ ทุกประเด็น หากมีนักเรยี นทม่ี ีผลการทดลองคลาดเคลอ่ื น ครูและนักเรียนร่วมกนั อภิปรายสาเหตุที่ท�ำให้เกิดผลการทำ� กจิ กรรมคลาดเคลอื่ น เช่น การตอ่ วงจรไฟฟา้ หรอื การสงั เกตลักษณะภายนอกไมถ่ กู ต้อง 5. ให้นกั เรยี นร่วมกนั อภปิ รายผลการทำ� กิจกรรม และตอบคำ� ถามท้ายกจิ กรรมเพื่อให้ได้ขอ้ สรปุ ว่า ธาตุแต่ละชนดิ อาจมี สมบตั ิทเ่ี หมือนหรอื แตกตา่ งกัน สามารถใชส้ มบตั เิ หล่าน้ีเป็นเกณฑใ์ นการจำ� แนกธาตุได้ ธาตุที่มีพืน้ ผวิ มันวาว นำ� ไฟฟา้ และนำ� ความรอ้ นไดด้ ี จดุ เดอื ดและจดุ หลอมเหลวสงู ไมเ่ ปราะ เหนยี ว จดั เปน็ ธาตโุ ลหะ (metal) สว่ นธาตทุ ม่ี พี นื้ ผวิ ดา้ น ไมม่ นั วาว นำ� ไฟฟา้ และนำ� ความรอ้ นไดไ้ มด่ ี จดุ เดอื ดและจดุ หลอมเหลวตำ�่ เปราะ ไมเ่ หนยี ว จดั เปน็ อโลหะ (non-metal) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 2 | สารบรสิ ทุ ธิ์ 107 คู่มอื ครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์ 6. ใหน้ ักเรยี นอ่านเนอ้ื หาในหนังสือเรยี นเรอื่ งการจำ� แนกธาตุเปน็ โลหะ อโลหะ กง่ึ โลหะ และเร่อื งธาตุกัมมนั ตรังสี แล้ว ร่วมกนั อภปิ รายเพ่อื ใหไ้ ดข้ อ้ สรุปเกีย่ วกับการจำ� แนกธาตุ ตามประเด็น ดงั น้ี • ธาตจุ ำ� แนกได้อย่างไรบา้ ง ใช้สมบัตใิ ดบ้างเป็นเกณฑใ์ นการจำ� แนก (ธาตุสามารถจ�ำแนกได้เปน็ โลหะ อโลหะ และ กึ่งโลหะ โดยใช้สมบัติทางกายภาพเป็นเกณฑ์ ได้แก่ ความมันวาว การน�ำไฟฟ้าและน�ำความร้อน จุดเดือดและ จุดหลอมเหลว ความเหนยี ว นอกจากนี้สามารถจ�ำแนกธาตกุ ัมมันตรังสี โดยใชส้ มบตั กิ ารแผร่ งั สเี ป็นเกณฑ)์ • ธาตุแต่ละกลุ่มมีสมบัติอย่างไร มีธาตุใดบ้างเป็นตัวแทนในแต่ละกลุ่ม (ธาตุโลหะมีพื้นผิวมันวาว น�ำไฟฟ้าและน�ำ ความร้อนไดด้ ี จดุ เดือดและจุดหลอมเหลวสงู ไมเ่ ปราะ เหนยี ว เชน่ อะลูมเิ นยี ม ทองแดง สังกะสี ธาตอุ โลหะมี พนื้ ผวิ ดา้ น ไมม่ นั วาว นำ� ไฟฟา้ และนำ� ความรอ้ นไดไ้ มด่ ี จดุ เดอื ดและจดุ หลอมเหลวตำ�่ เปราะ ไมเ่ หนยี ว เชน่ โบรมนี ก�ำมะถนั คารบ์ อน ธาตกุ ่ึงโลหะมีสมบตั ิบางอยา่ งเหมือนโลหะและสมบตั บิ างอยา่ งเหมือนอโลหะ นำ� ไฟฟ้าได้ดีกวา่ อโลหะ แตไ่ มด่ เี ทา่ โลหะ เชน่ พลวง โบรอน ซลิ คิ อน สว่ นธาตกุ มั มนั ตรงั สแี ผร่ งั สไี ด้ เชน่ ยเู รเนยี ม เรดอน พอโลเนยี ม) 7. ใหน้ ักเรยี นตอบคำ� ถามระหวา่ งเรียน เพ่ือประเมินความเข้าใจเกี่ยวกบั การจำ� แนกธาตเุ ป็นโลหะ อโลหะ และกง่ึ โลหะ เฉลยคำ�ถามระหวา่ งเรยี น • ถา้ จำ� แนกธาตุ เปน็ โลหะ อโลหะและกง่ึ โลหะ โดยใชเ้ กณฑข์ า้ งตน้ จากขอ้ มลู ทไี่ ดส้ งั เกตลกั ษณะทางกายภาพ และขอ้ มูลจากตาราง แตล่ ะกลุ่มมีธาตใุ ดบา้ ง แนวคำ� ตอบ กลุ่มโลหะ ประกอบด้วย อะลูมเิ นียม เหลก็ ทองแดง สังกะสี กลมุ่ อโลหะ ประกอบดว้ ย กำ� มะถัน และถา่ นไม้ 8. ใหน้ กั เรยี นอา่ นเนอื้ หาในหนงั สอื เรยี นเรอื่ งการใชป้ ระโยชนธ์ าตโุ ลหะ อโลหะ กงึ่ โลหะ และธาตกุ มั มนั ตรงั สี แลว้ รว่ มกนั อภิปรายเพอ่ื ให้ไดข้ อ้ สรุปเกย่ี วกับการใช้ประโยชน์ธาตุ ตามประเดน็ ดงั นี้ • ธาตุโลหะนำ� ไปใช้ประโยชนไ์ ด้อยา่ งไรบ้าง (ธาตุโลหะใชใ้ นเครือ่ งจกั ร เครอ่ื งใชไ้ ฟฟ้า ภาชนะหงุ ตม้ • ธาตุอโลหะนำ� ไปใชป้ ระโยชน์ได้อยา่ งไรบา้ ง (ธาตอุ โลหะเป็นองค์ประกอบของปุ๋ย) • ธาตกุ ึง่ โลหะนำ� ไปใชป้ ระโยชน์ไดอ้ ย่างไรบา้ ง (ธาตุก่งึ โลหะใชใ้ นอุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ เปน็ สารกง่ึ ตวั น�ำ แบตเตอรี่ รถยนต์ แผงเซลลแ์ สงอาทติ ย์ แผน่ ซีด)ี • ธาตุกัมมันตรังสีน�ำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างไรบ้าง (ธาตุกัมมันตรังสีใช้ในการแพทย์ การเกษตร อุตสาหกรรม เช่น การรักษาโรคมะเรง็ การฉายรังสอี าหาร การตรวจสอบรอยร้าวในโลหะ) • ธาตโุ ลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ และธาตุกมั มันตรังสีอาจก่ออนั ตรายไดอ้ ย่างไรบ้าง (โลหะบางชนิดทใี่ ชใ้ นอุตสาหกรรม อาจก่อให้เกดิ อนั ตรายตอ่ ตับ หวั ใจ ไต ธาตุกึ่งโลหะบางชนิดเปน็ พิษตอ่ ร่างกาย เชน่ สารหนู ซิลคิ อน) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

108 หน่วยที่ 2 | สารบริสุทธ์ิ ค่มู อื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ หากครพู บว่านักเรยี นมีแนวคิดคลาดเคล่ือนเก่ียวกบั การจำ� แนกธาตุ ให้ครแู ก้ไขแนวความคดิ คลาดเคลอ่ื นของนกั เรยี น โดยให้นกั เรียนรว่ มกันอภปิ รายเพอ่ื แกไ้ ขให้ถูกตอ้ ง เช่น แนวคดิ คลาดเคล่ือน แนวความคดิ ท่ถี กู ต้อง การจ�ำแนกธาตุสามารถใช้สมบัติทางกายภาพเพียง การจ�ำแนกธาตุใช้สมบัติทางกายภาพและสมบัติทาง สมบัตเิ ดยี วเปน็ เกณฑ์ได้ เคมีหลายสมบตั ิร่วมกันเป็นเกณฑ์ โลหะทุกชนิดมีความหนาแน่น จุดเดือดและ โลหะมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง ส่วนใหญ่มี จุดหลอมเหลวสงู สถานะเป็นของแข็งทีอ่ ุณหภูมิหอ้ ง ยกเว้นปรอท โลหะ อาจมคี วามหนาแนน่ สงู หรอื ต�่ำก็ได้ เช่น อะลูมิเนยี มมี อโลหะทุกชนิดมีความหนาแน่น จุดเดือดและ ความหนาแน่นต�่ำ จดุ หลอมเหลวตำ�่ อโลหะอาจมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต�่ำ ยกเว้น คารบ์ อนในรูปของเพชร แกรไฟต์ ถ่านไม้ซ่ึงมจี ดุ เดอื ด และจดุ หลอมเหลวสงู อโลหะอาจมสี ถานะเปน็ ของแขง็ ของเหลว หรือแกส๊ ที่อุณหภมู ิหอ้ ง มีความหนาแนน่ ต่ำ� 9. ใหน้ กั เรียนตอบคำ� ถามระหว่างเรยี น เพ่ือประเมนิ ความเขา้ ใจเก่ียวกับการใชป้ ระโยชน์ธาตุโลหะ อโลหะ กงึ่ โลหะและ ธาตกุ ัมมนั ตรงั สี เฉลยคำ�ถามระหวา่ งเรียน จบั คู่ธาตุและการใชป้ ระโยชน์ให้ถูกตอ้ ง โดยใชแ้ ต่ละตวั เลอื กเพียงครั้งเดยี ว ...ง... 1. รักษาโรคมะเรง็ บางชนดิ ก. ทองแดง (โลหะ) ...ค... 2. ชิ้นส่วนอเิ ล็กทรอนกิ ส์ ข. โพแทสเซยี ม (อโลหะ) ...ก... 3. สายไฟภายในอาคาร ค. ซิลคิ อน (ธาตุกง่ึ โลหะ) ...ข... 4. ปุย๋ เคมี ง. เรเดยี ม (ธาตุกัมมันตรงั ส)ี 10. ใหน้ กั เรยี นทำ� กิจกรรมเสรมิ เพอ่ื ให้นกั เรียนเรยี นรู้เพมิ่ เติมเกี่ยวกบั ประโยชน์และอันตรายจากการใช้ธาตุโลหะ อโลหะ กง่ึ โลหะ และธาตุกมั มนั ตรงั สี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 2 | สารบรสิ ทุ ธิ์ 109 คู่มือครูรายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามระหว่างเรยี น • สืบค้นการใช้ประโยชนจากธาตุโลหะ อโลหะ กึ่งโลหะและธาตุกัมมันตรังสี อย่างละ 1 ชนิด วิเคราะห์ผล จากการใช้ธาตเุ ปลา่ นัน้ ที่มีต่อสง่ิ มีชวี ิต สิ่งแวดลอ้ ม เศรษฐกจิ และสงั คม นำ� เสนอผลการวิเคราะหใ์ นรปู แบบ ต่าง ๆ ทน่ี ่าสนใจ เชน่ การ์ตนู อนิ โฟกราฟกิ ผังมโนทศั น์ บทความ แนวคำ� ตอบ แผนภาพการใช้ธาตุเหลก็ และผลกระทบต่อสง่ิ มชี ีวติ สิ่งแวดล้อม เศรษฐกิจและสงั คม ขยะจากเหลก็ ผลติ ภัณฑ์เหลือใช้หรือเส่อื มสภาพ การถลงุ แรเ่ หล็ก ขยะจากเหลก็ สง่ ผลต่อ กลายเป็นขยะจากเหลก็ ประเทศไทยไม่มี ส่งิ แวดลอ้ ม การรไี ซเคลิ หรือนำ� เหล็กกลบั มาใช้ใหม่ การถลงุ แร่เหล็ก จงึ ต้องซอ้ื ชว่ ยลดผลกระทบต่อส่งิ แวดล้อมและ วัตถุดิบจากต่างประเทศ สิ่งมชี วี ติ และลดตน้ ทนุ การผลติ สง่ ผลดี สง่ ผลกระทบต่อเศรษฐกจิ ต่อเศรษฐกจิ อุตสาหกรรมและ ผบู้ ริโภค การผลติ เหล็กเสน้ น�ำผลิตภัณฑไ์ ปใช้ และเหล็กแผ่น โรงงานผลิตส่งผลกระทบต่อ การแปรรูปเป็นผลติ ภัณฑท์ ่ใี ชเ้ หลก็ เศรษฐกิจและสังคม ท�ำให้ เชน่ เครือ่ งจกั ร เคร่อื งใช้ไฟฟ้า รถยนต์ คนมงี านทำ� แตอ่ าจส่งผลต่อ ผลิตภณั ฑ์ทใี่ ชใ้ นอตุ สาหกรรมส่งผลดีตอ่ สงิ่ แวดล้อม เนื่องจากใชพ้ ลังงาน เศรษฐกิจ นอกจากนเ้ี ครือ่ งใช้ไฟฟ้าและ รถยนต์ทำ� ใหเ้ กิดความสะดวกสบายใน ไฟฟา้ ชวี ติ การขนส่งเหล็ก การขนสง่ เหลก็ ใชพ้ ลงั งานเชอื้ เพลงิ ซึ่งจะ ปล่อยแก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ อาจสง่ ผล ต่อสงิ่ แวดล้อม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

110 หน่วยท่ี 2 | สารบริสุทธิ์ คูม่ ือครูรายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์ กจิ กรรมเสรมิ การใช้ธาตมุ ีผลอยา่ งไรบ้าง สืบคน้ เกย่ี วกบั การใชป้ ระโยชน์ธาตุในประเทศไทยโดยระบุว่าธาตุนน้ั เปน้ ธาตุโลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ หรอื ธาตุกมั มันตรังสี และบอกผลจากการใช้ธาตนุ น้ั ให้กัมมันตภาพรังสี ซ่ึง หากรวั่ ไหลจะกอ่ อนั ตราย ตอ่ ส่งิ มชี ีวิตจำ� นวนมาก ให้กัมมันตภาพรังสีที่ การใช้ การผลติ ขนสง่ และการกำ� ดั วสั ดเุ หลอื สามารถใช้รักษาเน้ือ ธาตเุ รเดียม ใช้จากการใช้ธาตุเรเดียม ต้องอาศัย งอกหรือมะเร็ง ซ่ึงไม่ ความระมัดระวัง เพื่อป้องกันการรั่ว สามารถรักษาได้ด้วยวิธี A ไหลของกัมมนั ตภาพรงั สี อื่น ผู ้ มี ส ่ ว น เ กี่ ย ว ข ้ อ ง กั บ ก า ร ใ ช ้ ธ า ตุ กมั มนั ตรงั สตี ้องมีความรู้อยา่ งเพียงพอ องค์ความรทู้ ี่ได้ ธาตบุ างธาตุมีการใชป้ ระโยชนใ์ นประเทศไทยปริมาณมาก เช่น ธาตเุ หลก็ และทองแดงซึง่ เปน็ โลหะ ธาตุไนโตรเจนซง่ึ เปน็ อโลหะ ส่วนธาตซุ ลิ ิคอนซึ่งเปน็ ธาตุกึ่งโลหะอาจใชใ้ นปรมิ าณนอ้ ย แตใ่ ชแ้ พร่หลายในผลิตภณั ฑ์ และเทคโนโลยีหลายชนิด การใชธ้ าตเุ หล่านก้ี ่อใหเ้ กิดประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคม นอกจากนี้ ธาตกุ ัมมนั ตรงั สี ถงึ แม้จะมีการใช้ในประเทศไทยในปริมาณจ�ำกดั และอาจก่อใหเ้ กดิ อันตราย แตม่ คี วามจ�ำเป็นเนื่องจากไมม่ ีธาตุอนื่ ที่ มีสมบตั ิเหมือนกนั พอทีจ่ ะทดแทนได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 2 | สารบรสิ ทุ ธิ์ 111 คมู่ ือครรู ายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์ 11. ใชค้ ำ� ถามเพอื่ ใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายและสรปุ สง่ิ ทเี่ รยี นรจู้ ากการทำ� กจิ กรรมเราจำ� แนกธาตไุ ดอ้ ยา่ งไร โดยใชค้ ำ� ถาม เชน่ สรปุ วา่ ธาตุแบ่งเป็นกี่ประเภท อะไรบ้าง ใช้เกณฑ์อะไร ธาตุแตล่ ะประเภทมสี มบตั ิ ประโยชน์ และอนั ตรายอย่างไร บา้ ง ครใู หน้ กั เรยี นสรปุ สงิ่ ทเี่ รยี นรโู้ ดยโดยใชค้ ำ� สำ� คญั และคำ� ศพั ทท์ เ่ี กยี่ วขอ้ ง โดยการเขยี นบรรยาย วาดภาพ หรอื เขยี น ผังมโนทศั น์สง่ิ ทไี่ ดเ้ รยี นร้จู ากบทเรียน โดยอาจแบง่ งานให้นักเรยี นแต่ละกลุ่มทำ� ผงั มโนทศั นย์ อ่ ยของ 1 เรื่อง แลว้ นำ� ผัง ของแตล่ ะกลมุ่ มาผนวกรวมกนั หรอื ครใู หบ้ ตั รคำ� ทเ่ี ปน็ หวั ขอ้ ใหญ่ ใหน้ กั เรยี นเตมิ หวั ขอ้ ยอ่ ยและรายละเอยี ดทเี่ กย่ี วขอ้ ง 12. ให้นักเรียนน�ำเสนอ โดยอาจออกแบบให้นักเรียนน�ำเสนอและอภิปรายภายในกลุ่ม หรืออภิปรายร่วมกันในช้ันเรียน หรือติดผลงานบนผนังของห้องเรียนและให้นักเรียนเดินพิจารณาให้ความเห็น จากน้ันครูและนักเรียนอภิปรายสรุป องคค์ วามรู้ทไี ด้จากบทเรียนรว่ มกนั ตวั อยา่ งผังมโนทัศน์ การสรปุ องค์ความรใู้ นบทเรยี นการจำ�แนกและองคป์ ระกอบของสารบรสิ ุทธ์ิ สารบริสทุ ธ์ิ ธาตุ ประกอบด้วย สารประกอบ อะตอม จำ� แนกตาม จำ� แนกตาม จ�ำแนกตาม การแผร่ ังสี สมบัตกิ ายภาพ สมบัตกิ ายภาพ ธาตุ โลหะ กง่ึ โลหะ อโลหะ กมั มันตรังสี ประโยชนแ์ ละโทษ ประโยชน์และโทษ ประโยชน์และโทษ ประโยชน์และโทษ มอี งค์ประกอบคือ • ใชใ้ นการ • ใชใ้ น • ใช้ในอเิ ลก็ ทรอ • สว่ นประกอบ โปรตอน นวิ ตรอน อิเล็กตรอน แพทย์ เครื่องจักร นกิ ส์ ของสง่ิ มีชวี ิต (+) (-) • บางโลหะอาจ • ธาตุก่งึ โลหะ • ถา้ ปรมิ าณสูง • อาจท�ำ เปน็ อันตราย บางชนดิ เป็น เกนิ ไปจะเกดิ ต�ำแหน่งในอะตอม ต�ำแหนง่ ในอะตอม อันตรายตอ่ ตอ่ ส่งิ แวดล้อม พิษ มลพษิ เนื้อเยือ่ ในนิวเคลียส รอบนิวเคลยี ส สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

112 หน่วยท่ี 2 | สารบริสทุ ธิ์ คูม่ ือครรู ายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ 13. นักเรียนทำ� กจิ กรรมท้ายบท ตอบคำ� ถามท้ายกจิ กรรม 14. ให้นักเรียนร่วมกันอภปิ รายคำ� ถามสำ� คญั ของบท 15. ใหน้ กั เรยี นตรวจสอบตนเองเกยี่ วกบั ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรท์ ไี่ ดท้ ำ� ในบทเรยี นนี้ พรอ้ มทงั้ รว่ มกนั อภปิ ราย ทกั ษะท่ีนักเรยี นไดท้ ำ� ในบทเรียนน้ี 16. เชอื่ มโยงไปสูก่ ารเรียนรู้ในบทเรียนตอ่ ไปในหน่วยท่ี 3 หน่วยพน้ื ฐานของส่ิงมชี วี ิต เฉลยคำ�ถามสำ�คัญของบท • นกั วิทยาศาสตรจ์ ำ� แนกสารบรสิ ุทธเิ์ ป็นประเภทใดบ้าง ใชเ้ กณฑอ์ ยา่ งไร แนวคำ� ตอบ นกั วทิ ยาศาสตรจ์ ำ� แนกสารบรสิ ทุ ธเิ์ ปน็ ธาตแุ ละสารประกอบโดยใชอ้ งคป์ ระกอบของสารเปน็ เกณฑ์ ธาตเุ ปน็ สารบรสิ ทุ ธทิ์ มี่ อี ะตอมเพยี งชนดิ เดยี วเปน็ องคป์ ระกอบ สว่ นสารประกอบประกอบดว้ ยธาตุ ตา่ งชนดิ กนั • องค์ประกอบของธาตุและสารประกอบเป็นอย่างไร แนวคำ� ตอบ ธาตปุ ระกอบดว้ ยอะตอมชนดิ เดยี วกนั ซง่ึ อะตอมแตล่ ะชนดิ มลี กั ษณะเฉพาะสำ� หรบั ธาตนุ น้ั อะตอม ประกอบด้วยโปรตอน นิวตรอน และ อิเล็กตรอน อะตอมของแต่ละธาตุแตกต่างกันที่จ�ำนวน โปรตอน นิวตรอนและอเิ ล็กตรอน ส่วนสารประกอบประกอบด้วยธาตุต้ังแต่ 2 ชนดิ ขน้ึ ไปรวมตวั กันดว้ ยอัตราส่วนคงที่ • ธาตแุ บ่งเป็นประเภทใดได้บ้าง แตล่ ะประเภทมีสมบัตอิ ย่างไร แนวคำ� ตอบ ธาตแุ บ่งเปน็ 3 ประเภท คือ โลหะ อโลหะ และกึง่ โลหะ แตล่ ะประเภทมสี มบัติทางกายภาพ ดงั น้ี โลหะมจี ุดเดอื ดจุดหลอมเหลวสงู มีผวิ มนั วาว นำ� ความร้อน นำ� ไฟฟา้ เหนยี ว อโลหะส่วนมากมี จุดเดือดจุดหลอมเหลวต่�ำ มีผิวไม่มันวาว ไม่น�ำความร้อน เปราะแตกหักง่าย มีความหนาแน่น ต�่ำ ไมน่ �ำไฟฟา้ ยกเวน้ ถา่ นไม้ ส่วนธาตกุ ึง่ โลหะมีสมบัตบิ างประการเหมอื นโลหะ และสมบัติบาง ประการเหมือนอโลหะ • ธาตุใชป้ ระโยชนใ์ นชีวิตประจำ� วันไดอ้ ยา่ งไร แนวคำ� ตอบ ในชีวติ ประจ�ำวันการใชป้ ระโยชนจ์ ากธาตุโลหะ เชน่ ทองแดงในสายไฟ เหล็กในโครงสรา้ งอาคาร ประโยชน์จากอโลหะ เช่น ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสเปน็ สว่ นประกอบของป๋ยุ ธาตกุ ึง่ โลหะ เชน่ ซิลิคอน ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ส่วนธาตุกัมมันตรังสี เช่น พอโลเนียมและยูเรเนียมใช้เป็น แหล่งพลงั งาน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 2 | สารบริสทุ ธ์ิ 113 คู่มือครูรายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์ กจิ กรรมท่ี 2.6 เราจำ� แนกธาตไุ ด้อยา่ งไร จุดประสงค์ ทดสอบและเปรียบเทยี บสมบัติทางกายภาพของธาตุ เพอื่ ใชใ้ นการจำ� แนกธาตุ เวลาที่ใช้ใน 2 ชัว่ โมง การท�ำกิจกรรม วสั ดุและอปุ กรณ์ วสั ดแุ ละอปุ กรณท์ ี่ใช้ตอ่ กลมุ่ การเตรยี มตวั รายการ ปริมาณ/กลุม่ ล่วงหน้า 1. ตวั อยา่ งธาตตุ า่ ง ๆ ไดแ้ ก่ อะลมู เิ นยี ม เหลก็ ทองแดง สงั กะสี 1 ชดุ กำ� มะถนั ถ่านไม้ 1 หลอด 2. หลอดไฟ 2.5 โวลต์ 2 เสน้ 3. สายไฟ พร้อมคลปิ ปากจระเข้ 1 กอ้ น 4. แบตเตอร่ี 1.5 โวลต์ 1 อนั 5. ค้อนยางขนาดเลก็ 1 ถงุ 6. ถุงพลาสตกิ ขนาดเล็ก 1 อัน/คน 7. แวน่ ตานริ ภัย (ถา้ ม)ี 1 แผน่ 8. กระดาษทราย (ถ้ามี) ควรตรวจสอบแบตเตอรี่และหลอดไฟ อาจเตรียมแบตเตอรี่และหลอดไฟส�ำรอง ตรวจสอบ ปรมิ าณตวั อย่างธาตุให้เพียงพอตอ่ การทดสอบ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

114 หนว่ ยที่ 2 | สารบรสิ ทุ ธ์ิ คูม่ ือครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์ ขอ้ ควรระวงั 1. ระหวา่ งทำ� กจิ กรรมทดสอบความเหนยี วของตวั อย่างธาตุ นักเรียนควรสวมแวน่ ตานิรภัย 2. ระหว่างท�ำกิจกรรมที่เก่ียวข้องกับก�ำมะถัน ควรระมัดระวังไม่ให้ผงก�ำมะถันเข้าตาหรือเข้าสู่ รา่ งกายทางใดทางหนึ่ง ข้อเสนอแนะใน 1. ครอู าจจดั กจิ กรรรมเปน็ ฐานใหน้ กั เรยี นแตล่ ะกลมุ่ ไดท้ ดสอบสมบตั บิ างอยา่ งของตวั อยา่ งธาตุ การท�ำกจิ กรรม ทกุ ตัวอยา่ ง และบนั ทกึ ผลการทำ� กิจกรรมร่วมกนั ท้ังช้นั เรียน สื่อการเรียนร/ู้ • หนังสอื เรียนวทิ ยาศาสตร์ระดบั มัธยมศกึ ษาปที ่ี 1 สสวท. แหลง่ เรยี นรู้ ตวั อย่างผลการทำ�กิจกรรม ตัวอย่างผลการทดสอบและวเิ คราะห์สมบัตขิ องธาตุ ผลการสังเกต ช่ือธาตุ ลักษณะภายนอก การน�ำ ความ จดุ เดอื ด จุด การน�ำ ผลการ ไฟฟา้ เหนียว ( C ) หลอมเหลว ความร้อน จำ� แนก อะลูมิเนยี ม สถานะ สี ความ 2,467 เหล็ก มนั วาว 2,750 ( C) กลุ่ม 1 ทองแดง 2,567 กลุ่ม 1 สงั กะสี ของแข็ง เทาอ่อน มันวาว นำ� ไฟฟ้า บดิ งอได้ 907 660 นำ� ความ กลุ่ม 1 ก�ำมะถนั ทบุ ไม่แตก 445 1,535 ร้อนได้ดี กลุ่ม 1 ถ่านไม้ - 1,083 นำ� ความ กลมุ่ 2 ของแข็ง เทาออ่ น มันวาว นำ� ไฟฟ้า บดิ งอได้ 420 รอ้ นไดด้ ี กลุ่ม 2 ทบุ ไม่แตก 113 นำ� ความ สงู มาก รอ้ นไดด้ ี ของแข็ง ทองแดง มนั วาว นำ� ไฟฟา้ บิดงอได้ (>3,600) น�ำความ ทบุ ไมแ่ ตก รอ้ นไดด้ ี ไม่นำ� ความ ของแขง็ เทาอ่อน มันวาว นำ� ไฟฟ้า บดิ งอได้ ทบุ ไม่แตก รอ้ น ไมน่ ำ� ความ ของแขง็ เหลืองอ่อน ไม่มันวาว ไม่นำ� ไฟฟ้า เปราะ แตก ง่าย รอ้ น ของแข็ง ด�ำ ไมม่ นั วาว ไม่นำ� ไฟฟ้า เปราะ แตก ง่าย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี