ติวเข้ม O-NET Get 100 วิชาเคมี

ชองทรูปลกู ปญญา โทรทศั นค วามรดู สู นกุ ทางทรวู ชิ น่ั ส 6 ทกุ รายการสาระความรู สาระบันเทงิ และการปลูกฝงคณุ ธรรมจริยธรรมตลอด 24 ช่วั โมง พบกับเร่อื งราวสรางแรงบนั ดาลใจ • รายการสอนศาสตร รายการสอนเสริมแนวใหมครบ 8 วชิ า ม.3 ม.6 ตวิ สดทกุ วนั โดยติวเตอรช่อื ดงั • รายการ I AM แนะนาํ อาชพี นาสนใจโดยรุนพีใ่ นวงการ • รายการสารสังเคราะห นําขาวสารมาสังเคราะหอัพเดทกัน ทรูปลกู ปญ ญา แบบไมต กเทรนด หนวยงานเพ่ือการศึกษา ภายใตกลุมบริษัท ทรู คอรปอเรชั่น จาํ กดั (มหาชน) ทีบ่ ูรณาการเทคโนโลยีและความ เชย่ี วชาญดานคอนเทนต พฒั นาเปนสอ่ื ไลฟส ไตลเ พ่อื สง เสรมิ นติ ยสารปลกู plook การศึกษาและคณุ ธรรม สามารถเชื่อมโยงทกุ มิตกิ ารเรยี นรูไ ด อยางครบวงจร นิตยสารสงเสริมความรูคูคุณธรรมสําหรับเยาวชนฉบับแรก ในประเทศไทย วางแผงทุกสัปดาหแรกของเดอื น หยิบฟรไี ดท่ี True Coffee TrueMove Shop สถานศึกษา แหลง การเรยี นรู หอ งสมดุ และโรงพยาบาล ทั่วประเทศ หรอื อา นออนไลนใน www.trueplookpanya.com www.trueplookpanya.com ทรูปลูกปญ ญาดอทคอม คลังความรูคูค ุณธรรมท่ใี หญ ทส่ี ดุ ในประเทศไทย อดั แนน ดว ยสาระความรใู นรปู แบบมลั ตมิ เี ดยี สนกุ กบั การเรียนรดู ว ยตวั เอง ทัง้ ยงั เปดโอกาสใหทกุ คนสราง แอพพลิเคช่นั Trueplookpanya.com เนอ้ื หา แบงปนความรรู วมกัน โดยไมม ีคา ใชจา ย ตอบโจทยไ ลฟส ไตลก ารเรยี นรขู องคนรนุ ใหม ดว ยฟรแี อพพลเิ คชนั่ “Trueplookpanya.com” ใหคณุ พรอ มสําหรบั การเรยี นรใู นทกุ ท่ที ุกเวลา รองรับการใชง านบน iOS (iPhone, iPod, iPad) และ พบกบั ความเปน ท่ีสุดทงั้ 4 ดานแหง การเรียนรู Android • คลงั ความรู รวบรวมเนอ้ื หาการเรียนทุกระดับชน้ั ครบ 8 กลุมสาระการเรียน • คลงั ขอ สอบ ขอสอบออนไลนพรอ มเฉลยทีใ่ หญทีส่ ดุ ใน : www.trueplookpanya.com : TruePlookpanya ประเทศไทย พรอมการประเมินผลสอบทางสถติ ิ • แนะแนว ขอมลู การศกึ ษาตอ พรอมเจาะลกึ ประสบการณ การเรยี นและการทํางาน • ศนู ยข าวสอบตรง/Admissions ขา วการสอบทุกสนาม ทกุ สถาบนั พรอมระบบแจง เตือนเรียลไทม

หนงั สือชดุ “ตวิ เขม O-NET Get 100” สรางสรรคโ ดย ทรปู ลกู ปญญา มีเดีย โครงการเพอื่ สังคมของบริษทั ทรู คอรป อเรชน่ั จํากัด (มหาชน) เลขท่ี 46/8 อาคารรุงโรจนธ นกลุ ตกึ B ชัน้ 9 ถนนรชั ดาภิเษก แขวงหวยขวาง เขตหว ยขวาง กรุงเทพฯ 10310 โทร : 02-647-4511, 02-647- 4555 โทรสาร : 02-647-4501 อีเมล : [email protected] : www.trueplookpanya.com : TruePlookpanya หนงั สอื ชดุ “ติวเขม O-NET Get 100” ใชส ัญลักษณอ นญุ าตของครเี อทฟี คอมมอนส แบบ แสดงทีม่ า-ไมใ ชเพือ่ การคา -อนญุ าตแบบเดียวกัน 3.0 ประเทศไทย

คำนำ การสอบ O-NET หรอื ช่อื อยางเปน ทางการวา การจัดการทดสอบทางการศึกษาระดบั ชาตขิ น้ั พื้นฐาน (Ordinary National Educational Test) โดย สทศ. ถือเปนอกี สนามสอบทส่ี าํ คัญสําหรับนอ งๆ ในระดบั ป.6, ม.3, ม.6 เพือ่ เปน การประเมินผลการเรยี นรูของนองๆ ในระดับชาตเิ ลยทเี ดียว และยังเปน ตัวชี้วัดคณุ ภาพการเรียน การสอนของแตล ะโรงเรยี นอกี ดวย คะแนน O-NET ก็ยังเปน สวนสาํ คัญในการคิดคะแนนในระบบ Admissions เพอ่ื สมัครเขาคณะท่ีใจปรารถนา ไดค ะแนนดกี ็มชี ยั ไปกวา คร่ึง และเพอ่ื เปน อกี ตัวชว ยหนง่ึ ในการเตรยี มความพรอ มใหน อ งๆ กอ นการลงสนามสอบ O-NET ทาง ทรูปลกู ปญ ญาจงึ ไดจ ัดทําหนงั สอื ชุด “ติวเขม O-NET Get 100” สดุ ยอดคูมอื เตรียมตัวสอบ O-NET สาํ หรบั นอ งๆ ในระดบั ม.3 และ ม.6 ทีเ่ จาะลกึ เนื้อหาทีม่ กั ออกสอบบอยๆ โดยเหลารนุ พเ่ี ซียนสนามในวงการติว รวบรวมแนว ขอ สอบตง้ั แตอ ดีตจนถงึ ปจ จุบนั พรอ มเฉลยอยา งละเอียด และคําอธบิ ายทเ่ี ขาใจงาย จาํ ไดแ มน ยาํ นํานอ งๆ Get 100 ทําคะแนนสเู ปา หมายในอนาคต หนังสือชุด “ติวเขม O-NET Get 100” โดยทรูปลูกปญญา ประกอบดวยวิชาคณิตศาสตร ภาษาไทย สังคมศึกษา ภาษาองั กฤษ ท่รี วบรวมเนอ้ื หาระดบั มธั ยมศกึ ษาตอนตน และมธั ยมศกึ ษาตอนปลาย และวิชา ฟสกิ ส เคมี ชวี วทิ ยา ของระดบั มัธยมศึกษาตอนปลาย รวมทงั้ หมด 11 เลม โดยสามารถศกึ ษาเนือ้ หาหรือทาํ ขอ สอบ ออนไลนเ พม่ิ เตมิ ไดจ าก www.trueplookpanya.com ทม่ี ี link ใหในทายบท สามารถดาวนโ หลดหนังสือไดฟ รี ผา นเว็บไซตทรปู ลกู ปญ ญา ที่ www.trueplookpanya.com/onet ทมี งานทรูปลกู ปญญา

สารบัญ หนา เร่ือง 7 26 คุยกอ นอาน 53 บทที่ 1 71 โครงสรา งอะตอมและตารางธาตุ 87 บทท่ี 2 103 สารชวี โมเลกลุ เบ้อื งตน บทท่ี 3 ธาตแุ ละสารประกอบ บทที่ 4 เชอื้ เพลิงซากดกึ ดาํ บรรพ (Fossil) บทท่ี 5 พอลเิ มอร (Polymer) บทที่ 6 ปฏิกิริยาเคมี (Chemical reaction)

คุยกอนอาน หนังสอื ตวิ เขม O-NET Get 100 วชิ าเคมีเลมน้ีไดร วบรวมเนอ้ื หาวิชาเคมพี นื้ ฐานระดบั ช้นั มัธยมศึกษาตอนปลาย ท่ีนองๆจะตองใชในการสอบ O-Net ตอน ม.6 ซ่ึงในหนังสือเลมน้ีพ่ีก็เขียนใหนองอานงายๆ ใชภาษาท่ีเปนกันเอง เสมอื นนอ งนงั่ ฟง พอี่ ธบิ าย สาํ หรบั วชิ าเคมพี นื้ ฐานนนั้ ก็ไมไดเ ปน เรอ� งยากอะไรมาก หากนอ งตงั้ ใจ พยายามทาํ ความ เขา ใจ ไมต อ งทองจาํ อะไรมาก และกอ นสอบนอ งไดทาํ ขอสอบเกามาบา ง พคี่ ิดวา นองๆกน็ า� จะทําขอ สอบไดแ ลว บทที่ 1 โครงสรางอะตอมและตารางธาตุ ก็จะกลาวถึงความเปนมาของการคน พบธาตตุ างๆ การทาํ การทดลอง ของนกั วทิ ยาศาสตร การรจู กั องคป ระกอบพน้ื ฐานของธาตุ รจู กั การใชต ารางธาตุ และอา นคา ตา งๆ เปน ซง่ึ บทนถ้ี อื วา เปนพ้นื ฐานทส่ี าํ คญั สําหรบั การเรยี นรูในบทตอๆ ไปเลยนะ ขอใหนองทําความเขาใจดๆี นะ บทที่ 2 สารชีวโมเลกุล ในบทน้ีจะคอนขางคลายกับวิชาชีววิทยาที่นองเคยเรียนมา เชน คารโบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน กรดนิวคลอิ ิก แตจะเนน มาทางโครงสรา งทางเคมีมากขึ้น ในบทน้คี อ นขางจะเปนความรูใหม ซงึ่ นองสามารถ นาํ ความรูไปเชอ� มโยงกับทางชวี วิทยาได ซง่ึ จะทําใหน องๆ เรียนไดอยา งเขาใจมากขนึ้ บทที่ 3 สมบัตธิ าตแุ ละสารประกอบ บทน้ีคอ นขางจะเปน บรรยาย นองสามารถอานไปไดเรอ� ยๆ เหมือนทาํ ความ รูจักกับสมบัติของธาตุตางๆ และท่ีสําคัญคือเร�องของแนวโนมตามตารางธาตุ ในสวนนี้จะสอนลักษณะที่เหมือนกัน หรอื ตา งกนั ตามคาบและหมขู องตารางธาตุ ซง่ึ จะทาํ ใหน อ งสามารถคาดเดาลกั ษณะ สมบตั ติ า งๆ ของธาตไุ ด นอกจาก นี้ยังมีเรื่อง ธาตุกัมมันตรังสี ในส่วนน้ีออกข้อสอบทุกปี เช่น การคํานวณหาค่าคร่ึงชีวิต การคํานวณอายุของ ซากดกึ ดําบรรพ ซ่งึ ตองใชความรูทางดานสารกมั มนั ตรงั สี บทที่ 4 เชื้อเพลิงและซากดึกดําบรรพ ในบทน้ีนองๆ จะไดเรียนรูเกี่ยวกับชนิดของเชื้อเพลิงถานหิน นํามัน ปโ ตรเลยี ม กระบวนการผลติ การปรบั ปรงุ คณุ ภาพนาํ มนั และแกส ธรรมชาติ ซงึ่ ถอื ไดว า เปน ประโยชนอ ยา งยง่ิ เพราะ เชอ้ื เพลงิ เหลานี้นอ งๆ ก็ใชกันอยูในชวี ติ ประจาํ วนั อยแู ลว บทที่ 5 พอลเิ มอร บทนีจ้ ะกลา วถงึ วสั ดุพอลิเมอรช นิดตางๆ การผลติ ปฏิกริ ิยาทีเ่ กีย่ วขอ งกบั การผลิต ซึ่งพบได ทัว่ ๆ ไป เชน ขวดพลาสติก ยางรถยนต โดยจะทําใหนองๆ เขาใจถึงรายละเอียดของพอลิเมอรแ ตละชนิดไดดยี ง่ิ ขน้ึ

คุยกอนอาน บทที่ 6 ปฏกิ ริ ยิ าเคมี ในบทนถ้ี อื ไดว า เปน บททส่ี าํ คญั มากหนงึ่ บทเลยกว็ า ได นอกจากจะออกขอ สอบในทกุ ๆ ปแ ลว เรอ� งของการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมนี นั้ ยงั เปน พน้ื ฐานทส่ี าํ คญั ของการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าตา งๆ ทน่ี อ งๆ อาจจะไดเ รยี นตอ ไป หรอื เรยี นในวิชาเคมีเพิ่มเติม ในบทนน้ี อ งๆ จะไดรจู กั หลกั การของการเกดิ ปฏิกริ ยิ าเคมี อัตราการเกดิ ปฏกิ ิริยา พลังงาน ทเ่ี ก่ยี วขอ ง และกฎอตั รา ฟงดูแลว อาจจะคดิ วา ยากมากแน�เลย แตน องๆ อยาเพง่ิ ทอแท จริงๆ แลวไมไดย ากอยา งที่ คดิ นะ ทกุ อยา งเปน เหตเุ ปน ผล และดว ยเทคนิคตางๆ ท่ีพ่ีๆ ให จะทาํ ใหน อ งเขาใจไดม ากข้นึ ครับ พเี่ ขา ใจดวี า “วชิ าเคม”ี อาจเปน ยาขมของนอ งหลายๆ คน แตน อ งลองเปด ใจรบั มนั เขา ใจในหลกั การและเหตผุ ล ทพี่ อี่ ธบิ ายในหนงั สอื เลม น้ี ไมต อ งทอ งจาํ มาก และทาํ ขอ สอบเกา เพยี งเทา นพี้ กี่ เ็ ชอ� วา นอ งทกุ คนจะสามารถเรยี นเคมี ไดอ ยางมคี วามสขุ และประสบความสําเร็จในการสอบแน�นอน ทมี งานทรปู ลกู ปญญา

บทท่ี 1 โครงสรางอะตอมและตารางธาตุ Introduction สําหรบั บทที่ 1 โครงสรา งอะตอมและตารางธาตุ นบั ไดวาเปน บทพืน้ ฐานทส่ี ุดของการเรียนเคมเี ลยนะ เพราะฉะนน้ั พ่ี อยากใหน อ งๆทําความเขาใจบทนีใ้ หด ีๆ เพราะเปนพนื้ ฐานทสี่ าํ คญั ของบทอื่นๆ ตอไปอีกดว ย เน้ือหาในบทนก้ี ็จะมตี าม Outlines ในหวั ขอตอไปน้ี ซ่งึ เปนเสมอื นกบั จดุ ประสงคก ารเรียนรขู องบทนี้ ทีน่ อ งๆ ตอง เขาใจหลงั จากไดอ า นจบแลว Outlines 1. โครงสรา งอะตอม 2. อนุภาคมูลฐาน 3. ไอโซโทป ไอโซโทน ไอโซบาร ไอโซอิเลก็ ทรอนิก 4. คลน่ื แมเ หลก็ ไฟฟา และ สเปก ตรมั เบือ้ งตน 5. การจดั เรียงอิเลก็ ตรอน 6. ตารางธาตแุ ละการใชประโยชนจ ากตารางธาตุ 7. พลงั งานไอออไนเซชัน (Ionization Energy : IE) 8. อเิ ลก็ โตรเนกาติวติ ี (Electronegativity : EN) 1. โครงสรา งอะตอม จรงิ ๆแลวการศึกษาทางดานเคมี มีมาชา นาน ต้ังแตย ุคกรกี โบราณนับจนบัดนี้ ความรทู างดานเคมีก็ยงั ไมส ้ินสุด ดงั นัน้ ในหัวขอ น้ี กจ็ ะเปรยี มเสมอื นกับการสอนประวตั ศิ าสตรของเคมนี ั่นเอง ในสมยั กรกี โบราณมีนักปรัชญาอยหู ลายคน ซง่ึ หน่งึ ในนั้น คือ ลูชิพปุส (Leucippus) และ เดโมครติ ุส(Democritus) ได อธบิ ายไวว า “สสารประกอบดว ยอนุภาคขนาดเล็กทมี่ องไมเห็น” เขาจงึ ใหช่อื วา อะตอม ซง่ึ แปลวา ไมส ามารถแบง แยกไดอีก แตใ นขณะนน้ั มนี กั ปรชั ญาหลายคนไมเ หน็ ดว ย จงึ ยงั ไมเ ปน ทยี่ อมรบั แตแ นวความคดิ ของเดโมครติ สุ กเ็ ปน แรงจงู ใจในการศกึ ษา เคมตี อมา เวลาลว งเลยมาหลายพนั ป ในป ค.ศ. 1808 (พ.ศ. 2351) กไ็ ดมีนกั เคมชี าวอังกฤษชอ่ื วา จอหน ดาลตัน (John Dalton) ก็ไดเ สนอทฤษฏีเกี่ยวกับรปู แบบของอะตอมไวหลายประการ โดยทฤษฏีของดอลตนั ไดก ลา วไววา 1. สารประกอบดวยอะตอม ซึ่งเปนหนว ยทเ่ี ล็กที่สดุ แบงแยกตอไปอกี ไมไ ด และไมส ามารถสรางขน้ึ หรอื ทําลายให สูญหายไป 2. ธาตุเดียวกนั ประกอบดวยอะตอมชนิดเดียวกัน มมี วลและคณุ สมบตั ิเหมือนกัน แตจะแตกตา งจากธาตอุ ื่น 3. สารประกอบเกิดจากการรวมตวั ของอะตอมของธาตุตง้ั แต 2 ชนดิ ขนึ้ ไปดว ยสัดสวนท่คี งที่ 4. อะตอมของธาตุแตละชนดิ จะมรี ูปรา งและนํ้าหนกั เฉพาะตัว 5. น้ําหนักของธาตุที่รวมกนั กค็ ือนา้ํ หนักของอะตอมทั้งหลายของธาตทุ ร่ี วมกนั ซึง่ ทาํ ใหเ ขาคาดคะเนวารปู แบบของอะตอมนา จะเปน “ทรงกลมตัน” มาถึงตรงน้ี นอ งๆ หลายคนอาจจะนึกไมอ อกวา ทรงกลม ตนั มันเปน อยางไร พอี่ ยากใหนอ งนึกถงึ ลกู บอล นนั่ แหละทรงกลมตนั ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 7

ซงึ่ ในปจ จบุ นั กไ็ ดม กี ารพสิ จู นท ฤษฏขี องดาลตนั มาแลว และกพ็ บวา บางขอ กถ็ กู ตอ ง บางขอ กไ็ มถ กู ตอ ง และในเวลาตอ มาก็ไดมนี กั วิทยาศาสตรอีกหลายคนสามารถหาเหตุผล การทดลองตางๆ มาลม ลา งโครงสรางอะตอมของดาลตันได ทรงกลมตัน โครงสรา งอะตอมของดาลตัน กอ นจะไปถงึ โครงสรา งอะตอมแบบตอ ๆ ไป พอ่ี ยากทาํ ความเขา ใจกบั นอ งๆ กอ นวา ในการศกึ ษาเรอื่ งโครงสรา งอะตอม ในสมยั นนั้ ทาํ ไดย ากมาก เพราะวา อะตอมเปน สง่ิ ทค่ี นมองไมเ หน็ การทนี่ กั วทิ ยาศาสตรใ นสมยั กอ นเสนอทฤษฎขี น้ึ มาวา รปู แบบ ของอะตอมจะเปน อยา งไรนน้ั มาจากการทาํ การทดลอง และกค็ าดคะเนถงึ โครงสรา งของอะตอม ดงั นนั้ หากมนี กั วทิ ยาศาสตร ทท่ี ดลองและไดข อ มลู ใหมๆ ซง่ึ ไมส อดคลอ งกบั นกั วทิ ยาศาสตรท เ่ี สนอทฤษฎไี วก อ นหนา กจ็ ะนาํ เหตผุ ลของตนไปลม ลา ง และ ตงั้ ทฤษฎขี องตนข้ึนมาใหม และจะเปน อยางนไ้ี ปเร่อื ยๆ พจี่ ึงบอกวา การเรยี นในหวั ขอ นี้ เหมือนกบั เรานงั่ อา นประวัติศาสตร ของการศึกษาเคมีน่นั เอง ตอมามีนักฟส ิกสช าวอังกฤษชอ่ื วา เจ.เจ. ทอม สนั (Sir Joseph John Thomson) ไดท าํ การทดลองเกย่ี ว กับหลอดรังสีแคโทด (นองอาจจะสงสัยวาหลอดรังสี แคโทดมนั คอื อะไรกนั นะ เอาเปน วา เดย๋ี วพจี่ ะมาอธบิ าย ทีหลังแลวกันนะ) และไดผลการทดลองท่ีไมสอดคลอง กบั ทฤษฎอี ะตอมของดาลตนั จงึ ไดต งั้ โครงสรา งอะตอม ขึ้นมาใหมวา “อะตอมเปนทรงกลม ท่ีเปนกลางทาง ไฟฟา มีประจุบวก และประจุลบกระจายตวั อยางสมา่ํ เสมอและเทา ๆ กนั บนผิวของทรงกลม” ลกั ษณะเปน ดงั รปู นองๆ เคยสงสัยไหมวา ปกติทเ่ี ราเคยเรยี นๆ กนั มา เก่ียวกับการนาํ ไฟฟา นน้ั ประจไุ ฟฟา จะเคลื่อนทไ่ี ด จะตองผา นวสั ดุท่นี ํา ไฟฟา ได เชน โลหะ แตจ ะไมเ คลอ่ื นทใี่ นสง่ิ ของทเี่ ปน ฉนวน เชน อากาศ ยาง ผา เปน ตน แตท าํ ไมเวลาฟา แลบ ฟา ผา ประจไุ ฟฟา สามารถเคลอื่ นท่ีในอากาศได ความสงสยั นไ้ี มไ ดเ กิดขน้ึ กบั นอ งๆ เทา นั้น แตเ กิดข้นึ กบั เจ.เจ. ทอมสัน ดว ย เพียงแตถ าสงสัย แลว ปลอยมนั ผา นไปมนั กไ็ มเกิดประโยชนอ ะไร แต เจ.เจ. ทอมสนั สงสัยแลว อยากคน หาคาํ ตอบ จงึ ไดทาํ การทดลองโดยนาํ หลอดแกว ทเ่ี ปน สญุ ญากาศ ตดิ ขว้ั ไฟฟา ไวท ง้ั สองขา งปลายหลอด และตอ กบั แหลง กาํ เนดิ ไฟฟา ทมี่ คี วามตา งศกั ยส งู ๆ 10,000 โวลตแลว วางฉากเรอื งแสงท่เี คลอื บดว ยซิงสซ ลั ไฟด (ZnS) ไวภ ายในหลอด จะเห็นเสน เรืองแสงสีเขียวพงุ จากแคโทด (ขั้วลบ) ไปยงั แอโนด(ข้วั บวก) (เปนการจาํ ลองการเกิดฟาแลป ฟาผา ) และเรียกหลอดน้ีวา “หลอดรังสแี คโทด” 8 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

ทมี่ า : ch-atom.blogspot.com ปรากฏวาเมื่อปลอยกระแสไฟฟาความตางศักยสูงๆ ประจุไฟฟาจากขั้วไฟฟาแคโทดสามารถเคล่ือนที่ไดในหลอดรังสี แคโทด โดยสงั เกตจากรอยบนแผน เรอื งแสงทเ่ี ขาไดด ดั แปลงใสไ วใ นหลอดรงั สี และไดม ที อมสนั ไดท ดลองตอ โดยการนาํ สนาม ไฟฟามาลอ ประจุนัน้ ปรากฏวา ประจุชนดิ น้เี บนเขาหาข้วั บวก นนั่ กแ็ สดงวาประจชุ นิดนเี้ ปน ประจลุ บ (เพราะเปนประจุตา งชนิด กนั จะดงึ ดดู กนั แตถ า เปน ประจชุ นดิ เดยี วกนั จะผลกั กนั ) ซงึ่ ในเวลาตอ มาประจลุ บทวี่ า นน้ั กไ็ ดถ กู ตงั้ ชอ่ื วา อเิ ลก็ ตรอน (electron) นน่ั เอง พเี่ พมิ่ เตมิ ใหส าํ หรบั นอ งๆ ทเ่ี รยี นทางสายวทิ ยาศาสตรอ ยแู ลว (สาํ หรบั นอ งๆ สายศลิ ป ไมต อ งกงั วลหากไมเ ขา ใจเนอื้ หา ในยอ หนานน้ี ะ) สาํ หรับการทดลองของทอมสนั นอกจากจะนาํ สนามไฟฟามาลอประจลุ บน้ันแลว ยงั ไดใชสนามแมเ หลก็ มาลอ ดว ยเชนกัน ปรากฏวา ประจุลบทเี่ คลอ่ื นทใี่ นหลอดรงั สแี คโทดเบนเขา หาขว้ั ใตข องแมเ หล็ก ทอมสันจงึ ไดทําการลอประจลุ บนน้ั ดว ยสนามไฟฟา และสนามแมเ หลก็ พรอ มกนั และปรบั คา ของสนามไฟฟา จนใหป ระจลุ บนน้ั ไมเ บนเขา หาขว้ั ใดๆ ทง้ั นน้ั และกไ็ ด แกส มการทางฟส กิ ส จนไดค า คงทมี่ าคา หนงึ่ ซง่ึ คอื คา ประจตุ อ มวล เทา กบั 1.76x1011คลู อมบ/ กโิ ลกรมั หรอื เทา กบั 1.76x108 คูลอมบ/กรัม (คูลอมบ คือ หนวยของประจุไฟฟา) ทอมสันไมสามารถบอกไดวาประจุลบท่ีพบน้ันมีคาประจุก่ีคูลอมบ และไม สามารถบอกไดวาประจุลบนั้นมีมวลเทาใด เขาบอกไดเพียงวาถานําคาประจุมาหารดวยมวลของประจุ จะไดคาคงที่ประจุตอ มวล นองๆ มาถงึ ตรงนแ้ี ลว ลองคดิ ถงึ สถานการณใ นสมยั นน้ั ทอมสนั ทดลองหลอดรังสแี คโทดมาเยอะแยะ ไดคาประจุตอ มวลมาแลว แตไมรูวาคาประจุเทาไร ไมรูวามวลเทาไร รูแตคาสองคานี้เวลาหารกัน เพราะฉะน้ันหากมีนักวิทยาศาสตรสัก คนหนึ่งทหี่ าคา ใดคา หนงึ่ ได ก็จะไดอ ีกคาหน่งึ ไปโดยปรยิ าย (เพราะคานนั้ มนั หารกนั อยู ถาหาคาหน่ึงได อีกคา กแ็ กส มการหา ไดเ ชน กนั ) โชคดวี า มนี กั วทิ ยาศาสตรค นหนง่ึ เปน นกั วทิ ยาศาสตรช าวอเมรกิ นั ชอื่ วา รอเบริ ต มลิ ลแิ กน (Robert Millikan) ทาํ การ ทดลองหาคาประจุอิเลก็ ตรอนโดยใชเวลาอยู 7 ป ก็สามารถพัฒนาอุปกรณแ ละปรับปรงุ วิธีของทอมสนั ไดส ําเร็จ อุปกรณท ่ีมลิ ลิแกนพฒั นาขึ้น ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 9

มิลลแิ กนไดเ ปล่ยี นจากการใชนาํ้ มาใชน ํ้ามันเพราะระเหยไดชากวา นํา้ และสามารถหาความเรว็ ปลายของละอองน้ํามัน และสามารถคาํ นวณคา ประจแุ ตล ะละอองนา้ํ มนั ไดเ ทา กบั 1.6x10-19คลู อมบ ดงั นนั้ จงึ แกส มการหามวลของอเิ ลก็ ตรอนไดเ ทา กบั 9.1x10-31กโิ ลกรมั และเรียกการทดลองน้ีวา “การทดลองหยดนํ้ามันของมลิ ลิแกน” ตอ มาในป ค.ศ.1910 (พ.ศ.2453) ไดม นี กั วทิ ยาศาสตรช าวนวิ ซแี ลนด ชอื่ วา รทั เทอฟอรด (Rutherford) ไดท าํ การทดลอง ยิงอนภุ าคแอลฟา ซ่ึงมีประจเุ ปนบวกผา นแผนทองคําบางๆ (หากนกึ ไมอ อก ใหน องๆนึกถงึ ทองคาํ เปลว) ซงึ่ ไดผ ลการทดลอง ท่ไี มสอดคลอ งกบั โครงสรา งอะตอมของ เจ.เจ. ทอมสนั ดงั นั้นเขาจึงไดต้ังทฤษฎีอะตอมแบบใหมขึ้นมา โดยโครงสรา งอะตอม ของรัทเทอฟอรด มลี ักษณะเปน ที่วา งเปนสวนมาก มีของแข็งขนาดใหญอ ยตู รงกลาง มีประจุบวกอยภู ายในและมอี เิ ล็กตรอน โคจรอยูร อบนอก ซง่ึ ของแขง็ ท่วี าน้ัน รัทเทอฟอรดเรยี กวา นวิ เคลยี ส (nucleus) และประจบุ วกท่พี บวา อยูในนิวเคลยี สตอ มาก็ คือ โปรตอน (proton) นัน่ เอง ดังรูป นวิ เคลียส ภายในมโี ปรตอน อเิ ลก็ ตรอน โครงสรางอะตอมของรทั เทอฟอรด และในเวลาตอมาก็มีนักวิทยาศาสตรช่ือ เจมส แชดวิก คนพบอนุภาคอีกชนิดหน่ึงท่ีเปนกลางทางไฟฟาอยูภายใน นวิ เคลยี สเชน เดียวกนั กบั โปรตอน และไดใ หช อ่ื วา นวิ ตรอน (neutron) ในตอนนี้อนุภาคของอะตอมท่ีนอ งๆ รูจักก็มี 3 อยา งแลวนะ ไดแ ก 1. โปรตอน (proton) เปนประจุบวก อยภู ายในนวิ เคลยี ส 2. นวิ ตรอน (neutron) เปนกลางทางไฟฟา (ไมม ปี ระจุ) อยูภายในนิวเคลยี ส 3. อเิ ล็กตรอน (electron) เปนประจลุ บ โคจรอยูร อบๆ นิวเคลยี ส และพวกอนุภาคพวกนีเ้ ราเรียกรวมๆวา “อนภุ าคมูลฐาน” 2. อนุภาคมลู ฐาน กอ นทจ่ี ะไปรูจักกบั โครงสรา งอะตอมอีกสองแบบท่เี หลอื ไหนๆ ตอนนนี้ องๆก็รจู ักกบั คําวาอนุภาคมลู ฐานแลว พก่ี จ็ ะ ขอสอนเร่ืองอนุภาคมลู ฐานกอ นแลว กนั แตกอนอนื่ เราตอ งไปทาํ ความรูจ กั กบั สัญลักษณของธาตุกอ นนะ 10 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

สัญลักษณท่ีนองๆ เห็นดานขวามือนี้ เปนสัญลักษณ สากลท่ีใชสําหรับบงบอกธาตุ เราเรียกสัญลักษณ ลักษณะนว้ี า “สัญลกั ษณน วิ เคลียร” - X คือ ธาตุ เชน O กค็ อื ธาตอุ อกซิเจน C คือ ธาตุคารบ อนเปนตน - Z คือ เลขอะตอม (atomic number) - A คอื เลขมวล (mass number) ตอนนีเ้ ร่มิ มีศพั ทใ หมท ี่นองๆ อาจกําลงั งงกันอยู แตพจ่ี ะอธบิ ายใหน องเขาใจเอง ธาตุ คอื สารบรสิ ุทธิ์ซ่ึงประกอบดว ยอะตอมเพียงหนึ่งชนิด และเปน กลางทางไฟฟา เชน C (คารบอน) , N (ไนโตรเจน) , Na (โซเดยี ม) เปนตน เลขอะตอม คอื จํานวนโปรตอนทีอ่ ยูภายในนวิ เคลียสของธาตุ ซึ่งนอ งๆทกุ คนรูแลววา โปรตอนเปนประจบุ วก และเมอ่ื ก้ีพ่ีเพ่ิง บอกไปวา ธาตตุ องเปน กลางทางไฟฟา ดงั นั้นถา มีประจบุ วกกต็ อ งมปี ระจุลบ ซง่ึ ก็คอื อเิ ลก็ ตรอน นั่นเอง ดงั น้นั นอกจากเลข อะตอมจะบอกถึงจาํ นวนโปรตอนแลว ยงั บอกถงึ จํานวนอิเลก็ ตรอนของธาตนุ ั้นไดด ว ย เลขมวล คือ มวลของธาตุน้ันๆ ซ่งึ เลขมวลไดมาจากจํานวนโปรตอนรวมกบั จาํ นวนนวิ ตรอน นอ งๆ บางคนอาจจะสงสยั วา อา ว กไ็ หนพบ่ี อกวา อนภุ าคมลู ฐานมสี ามอยา งอยใู นอะตอม แตท าํ ไมพดู ถงึ มวลของธาตุ ไมร วมอเิ ลก็ ตรอนดว ยละ ? นนั่ กเ็ ปน เพราะ วา อเิ ลก็ ตรอนมนั มมี วลนอ ยมากๆ เมอื่ เทยี บกบั มวลของโปรตอนและนวิ ตรอนดงั นนั้ ถา ใหน อ งหาจาํ นวนนวิ ตรอน กง็ า ยมากแค นาํ จํานวนโปรตอน (เลขอะตอม) ไปลบออกจากเลขมวล นอ งหลายคนอาจมองไมเ หน็ ภาพวา มวลอเิ ลก็ ตรอนมนั นอ ยกวา มากๆ ยงั ไง งนั้ พจี่ ะขอบอกมวลของอนภุ าคมลู ฐานให นอ งๆไดรู แตไมต องจํานะ แคอ ยากใหนองๆ เหน็ ความนอยของมนั ไดอ ยางชัดเจน มวลโปรตอน = 1.67x10-27 กโิ ลกรัม มวลนวิ ตรอน = 1.67x10-27 กิโลกรัม มวลอิเล็กตรอน = 9.1x10-31 กโิ ลกรมั ดูอยา งนีก้ ็อาจจะยงั ไมเห็นภาพชัดเจน นองลองนาํ มวลโปรตอนหรือมวลนิวตรอนหารดว ยมวลอิเลก็ ตรอนดูซ.ิ ... จะได วามวลโปรตอนหรือนิวตรอน หนกั กวา อิเลก็ ตรอนถึง 1,835 เทา น่แี หละคือเหตผุ ลวาทาํ ไมมวลของธาตุจงึ ไมค ดิ อิเลก็ ตรอน ตอนน้ีนอ งไดรูจักกบั สัญลักษณนวิ เคลียรของธาตแุ ลว งัน้ พจี่ ะขอลองนําสัญลกั ษณจ ริงๆ มาเปนตัวอยา ง ใหน อ งๆ ฝก ตอบตามแลว กันนะ ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 11

ธาตุ ออกซิเจน จํานวนโปรตอน 8 จํานวนอเิ ล็กตรอน 8 จาํ นวนนิวตรอน 16-8 = 8 ธาตุ ฟลอู อรนี จํานวนโปรตอน 9 จาํ นวนอิเล็กตรอน 9 จาํ นวนนิวตรอน 19-9 = 10 ธาต โซเดยี ม จํานวนโปรตอน 11 จํานวนอิเล็กตรอน 11 จํานวนนวิ ตรอน 23-11 = 12 ดังนั้น “อะตอม” กค็ อื “ธาต”ุ นัน่ เอง ตอ งเปน กลางทางไฟฟา อยา งท่บี อกไปแลวในหนาทีผ่ านมา แตเน่อื งจากอะตอม ไมเ สถยี รในสภาพธรรมชาตอิ ะตอมหรอื ธาตกุ จ็ ะพยายามเปลยี่ นแปลงตนเองใหอ ยใู นธรรมชาตไิ ด โดยการเปลยี่ นแปลงจาํ นวน อิเล็กตรอนซ่ึงจากอะตอมที่เปนกลางทางไฟฟา (โปรตอน = อเิ ล็กตรอน) เม่อื มีการเปลยี่ นแปลงของอิเล็กตรอน ก็จะทําใหมัน ไมเปนกลางทางไฟฟาอีกตอไป และเราจะเรียกวาอะตอมที่มีการเปล่ียนแปลงอิเล็กตรอนวา “ไอออน (Ion)” ซึ่งลักษณะการ เปลย่ี นแปลงก็จะแบง ออกเปน 2 แบบ คือ 1) ไอออนบวก (Cation) คือ อะตอมท่ีเสียอิเล็กตรอนออกไป ก็จะทําใหมีจํานวนโปรตอนมากกวาจํานวนอิเล็กตรอน (มีความเปนบวกมากกวา ลบ) เชน Na+ (โซเดยี มไอออน) Ca2+ (แคลเซยี มไอออน) เปน ตน 2) ไอออนลบ (Anion) คอื อะตอมท่รี ับอิเลก็ ตรอนเขาไป กจ็ ะทาํ ใหม ีจํานวนอิเลก็ ตรอนมากกวา จาํ นวนโปรตอน (มีความ เปน ลบมากกวาบวก) เชน O2- (ออกไซดไอออน) F- (ฟลอู อไรดไอออน) เปน ตน ส่ิงท่ีเปลี่ยนไปตอนน้ีที่นองๆ คงเห็นไดชัดคือ วิธีการเรียกช่ือไอออน อยางเดิมถาเปนธาตุ Na (โซเดียม) พอมันเปน ไอออน Na+กอ็ านวา โซเดียมไอออน กไ็ มไ ดแปลกอะไร แตทาํ ไม O (ออกซิเจน) พอเปนไอออน O2-แลวอา นวา ออกไซดไ อออน หรอื ออกไซด พีจ่ ะอธบิ ายการเรียกชอื่ ไอออนใหฟงกอนแลวกนั นะ หลกั การกม็ งี า ยๆ ดงั นี้ 1. ไอออนบวก ใหเ รยี กเหมอื นช่ือธาตเุ ดมิ และเตมิ คาํ วา “ไอออน” ไวด านหลังของชอื่ เชน Mg2+ อานวา แมกนีเซียมไอออน เปนตน 2. ไอออนลบ ใหเ ปลย่ี นช่ือธาตุเดิมใหเ ปน เสียง “ไ_ด (_ide)” เชน S2- อา นวา ซลั ไฟด , Cl- อา นวา คลอไรด เปนตน นองอาจจะเรมิ่ งงวาแลว ทําไมอะตอมที่เปน กลางทางไฟฟา อยดู ๆี มันจะไปเปลี่ยนแปลงจํานวนอเิ ล็กตรอนทาํ ไมใหยุง ยาก เด๋ยี วพี่จะขอขา มเรอื่ งเหตผุ ลไปกอ นนะ และจะไปอธบิ ายอกี ทใี นหวั ขอ การจดั เรยี งอเิ ลก็ ตรอน แตตอนนี้รคู ราวๆ ไปกอ น วา การที่มันตองเปล่ียนแปลงก็เพื่อใหมันสามารถอยูในธรรมชาติได เพ่ือทําใหนองๆเขาใจมากยิ่งขึ้นเกี่ยวกับไอออน ลองดู ตัวอยา งตอไปนีแ้ ลวกันนะ 12 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

หลกั การ แสดงวา อะตอมรบั อเิ ล็กตรอนเขา ไป 1. ถา เปนไอออนลบ แสดงวา อะตอมเสียอเิ ลก็ ตรอนเขา ไป 2. ถา เปนไอออนบวก ไอออน ออกไซด (Oxide) จํานวนโปรตอน 8 จํานวนอเิ ลก็ ตรอน 8+2 = 10 จาํ นวนนิวตรอน 16-8 = 8 นองๆ จะเห็นไดว า “ออกไซด” เปนไอออนลบ ซงึ่ หมายความวา รบั อิเลก็ ตรอนเขาไป 2 ตัว (เพราะประจเุ ปน -2) ดงั นั้น จาํ นวนอิเล็กตรอนกต็ อ งบวกเพ่มิ เขาไปอีก 2 จึงกลายเปน 10 ไอออน ฟลอู อไรด (Fluoride) จาํ นวนโปรตอน 9 จํานวนอเิ ลก็ ตรอน 9+1= 10 จํานวนนวิ ตรอน 19-9 = 10 นอ งๆ จะเหน็ ไดวา “ฟลอู อไรด” เปน ไอออนลบ ซึง่ หมายความวารบั อเิ ลก็ ตรอนเขาไป 1 ตวั (เพราะประจุเปน -1 แต มักเขยี นยอๆเปน -) ดังนัน้ จํานวนอิเลก็ ตรอนกต็ องบวกเพิม่ เขา ไปอกี 1 จงึ กลายเปน 10 ไอออน โซเดยี มไอออน (Sodium ion) จาํ นวนโปรตอน 11 จาํ นวนอเิ ล็กตรอน 11-1= 10 จาํ นวนนวิ ตรอน 23-11 = 12 นอ งๆ จะเห็นไดวา “โซเดยี มไอออน” เปนไอออนบวก ซงึ่ หมายความวา เสยี อิเลก็ ตรอนออกไป 1 ตวั (เพราะประจุเปน +1 แตม ักเขียนยอๆ เปน +) ดังน้นั จาํ นวนอเิ ล็กตรอนกต็ อ งลบออกไปอกี 1 จึงกลายเปน 10 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 13

ไอออน อะลูมินัมไอออน (Aluminum ion) จาํ นวนโปรตอน 13 จํานวนอเิ ล็กตรอน 13-3= 10 จาํ นวนนิวตรอน 27-13 = 14 นองๆ จะเห็นไดวา “อะลมู ินัมไอออน” เปน ไอออนบวก ซ่งึ หมายความวาเสยี อเิ ล็กตรอนออกไป 3 ตัว (เพราะประจุ เปน +3) ดงั น้ันจํานวนอเิ ล็กตรอนก็ตอ งลบออกไปอกี 3 จึงกลายเปน 10 ตัวอยา งขอ สอบ ไอออนบวกของไฮโดรเจน (H+) ขาดอนุภาคมลู ฐานใด 1. โปรตอน 2. อเิ ลก็ ตรอน 2. โปรตอนและอิเล็กตรอน 4. นวิ ตรอน และอิเล็กตรอน เฉลย ขอ 4. (hydrogen) มโี ปรตอน 1 ตัว และอิเล็กตรอน 1 ตัว จะเหน็ ไดวา ไมม ีนวิ ตรอนนะ แตถ า เปน กค็ อื ไฮโดรเจน เสียอิเล็กตรอนออกไป 1 ตัว เปน ไอออน เพราะฉะนน้ั กจ็ ะไมม ีอเิ ล็กตรอนเหลอื ดวย 3. ไอโซโทป ไอโซโทน ไอโซบาร ไอโซอิเลก็ ทรอนิก กอ นอ่นื เลย นอ งๆควรรคู วามหมายของคาํ วา “ไอโซ (iso)” กอน ซ่งึ แปลวา เทา กนั ดงั น้ันในหวั ขอน้กี ็จะเกีย่ วขอ งกับ ความเทา กนั ของอะไรสักอยาง - ไอโซโทป (isotope) คอื ธาตุชนิดเดยี วกัน(มโี ปรตอนเทากัน) แตม เี ลขมวลไมเ ทา กัน หรือกลาวไดวา มีนวิ ตรอนไมเทา กนั นนั่ เองเชน กบั เปนไอโซโทปกัน - ไอโซโทน (isotone) คอื ธาตสุ องชนิดท่ีมนี ิวตรอนเทากนั หลักการจํางา ยๆ คอื โทน น. ก็คอื นวิ ตรอน เชน กับ เปนไอโซโทนกนั เพราะทงั้ คูต า งมนี ิวตรอนเทากับ 12 - ไอโซบาร (isobar) คอื ธาตสุ องธาตุที่มเี ลขมวลเทากนั เชน กบั จะเห็นไดว าทง้ั สองธาตุมเี ลขมวลเทากนั - ไอโซอเิ ลก็ ทรอนิก (isoelectronic) คอื ธาตุหรือไอออนที่มอี ิเลก็ ตรอนเทา กัน เชน กับ นอ งๆจะเห็นวา ทงั้ โซเดยี มไอออนและฟลอู อไรดไอออนมีอิเล็กตรอนเทา กนั ตัวอยางขอสอบ ธาตใุ นขอ ใดท่ีเปน ไอโซโทปกับธาตทุ ี่มีสัญลักษณเ ปน 1. 2. 3. 4. เฉลย ขอ 2. ไอโซโทป มันตอ งเปนธาตุเดียวกนั ใชป ะ แตม ีเลขมวลไมเทากนั (มีนิวตรอนไมเ ทา กัน) ซง่ึ สง่ิ ทบ่ี อกวา เปน ธาตเุ ดยี วกนั กค็ อื เลขอะตอม (จาํ นวนโปรตอน) น่นั เอง ดงั นั้น นองก็ตองเลือกกอ นวา ตองเปน B ทมี่ เี ลขอะตอมเปน 5 เหมือนกนั แตใหมี เลขมวลตา งกัน 14 ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

กลับมาที่เร่ืองโครงสรางอะตอมของเราอีกรอบนะ จากท่ีพี่ได ขา มไปอธบิ ายเรอื่ งสญั ลกั ษณน วิ เคลยี รข องธาตแุ ละไอโซโทป ไอโซโทน ไอโซบาร และไอโซอเิ ลก็ ทรอนกิ สาํ หรบั โครงสรา งอะตอมในรปู แบบถดั ไปทจ่ี ะสอนนอ งๆ นน้ั เรยี กไดว า เกดิ ความเปลย่ี นแปลงอยา งมากจาก 3 แบบทีเ่ ราไดรจู กั กันไปกอ นหนา นี้ เพราะวา 3 แบบกอ นหนา น้ี ท้งั ของ ดาลตนั ทอมสนั และรทั เทอฟอรด อธบิ ายทฤษฎขี องตนดว ยการทดลอง ทางเคมีและฟสิกสแบบสมัยเกา แตตั้งแตแบบจําลองอะตอมตอไปน้ี เปนตนไปจะเขาสูชวงท่ีการศึกษาทางฟสิกสและเคมีกาวหนาข้ึนอยาง มาก อาจจะมีหลายสาเหตุ แตสาเหตุหน่ึงพี่คิดวาเปนเพราะอยูในชวง สงครามโลก จึงทําใหการศึกษาทางดานฟสิกสและเคมีกาวหนากวาใน อดตี นอ งๆ คงจะกาํ ลงั งงสวิ า ทาํ ไมการศกึ ษาในชว งสงครามโลกถงึ ไดร งุ เรอื ง ทง้ั ๆ ทแี่ ตล ะประเทศนา จะตงั้ หนา ตงั้ ตากบั การ ทําสงคราม น่ันกเ็ ปนเพราะวา ในชวงการทําสงครามโลก แตละประเทศก็ทาํ การวิจยั อาวธุ ยทุ โธปกรณที่ทันสมัยมาตอสูกัน ใน ชวงน้นั มีการตดิ ตอสอ่ื สารแบบไรส ายเปนคร้งั แรก เชน พวกวทิ ยสุ ่อื สาร โทรศพั ทม ือถอื และที่สาํ คญั ที่สดุ ก็มนี กั วิทยาศาสตร ทส่ี ามารถคดิ คน อาวธุ ทีร่ า ยแรงทส่ี ดุ ได นนั่ ก็คอื ระเบดิ นิวเคลียร จะเหน็ ไดวา ในชวงสงครามโลก มกี ารคน ควา วจิ ัย เกดิ องค ความรใู หมๆ ข้นึ มามากมาย และในชวงเวลานัน้ เองกม็ ีนักฟสกิ สช ื่อวา “นลี ส โบร (Niels Bohr)” ไดเสนอทฤษฎีอะตอมแบบ ใหมข้ึนมา โดยทําการทดลองเก่ียวกับสเปกตรัมของไฮโดรเจน (สเปกตรัม คือ แถบรังสีของคลื่นแมเหล็กไฟฟา ขอใหนองๆ เขา ใจไปกอ นวาเปน รูปแบบหนึ่งของพลงั งานแลว กัน) และไดข อ สรุปเปนโครงสรา ง ดงั รปู โดยหลกั การทเี่ ขาเสนอพข่ี ออธบิ ายใหเ ขา ใจงา ยๆ นะ คอื วา เขาทาํ การทดลองโดยการนาํ อะตอมของไฮโดรเจนมาแลว ใหพ ลงั งานเขา ไปในอะตอม ปรากฏวา อะตอมสามารถคายพลงั งานทเี่ ขาใสเ ขา ไปออกมาได โดยเขาสามารถสงั เกตเหน็ พลงั งาน ทอี่ ะตอมไฮโดรเจนคายออกมาได และเขาเรยี กพลงั งานที่มันคายออกมาวา “สเปกตรัม (spectrum)” โบรอ ธบิ ายวา การทเ่ี ขาใหพ ลงั งานเขา ไปในอะตอมของไฮโดรเจน ทาํ ใหอ เิ ลก็ ตรอนทโี่ คจรอยใู นวงโคจรชน้ั ลา ง (ground state) ถกู กระตนุ ใหขนึ้ ไปอยูในวงโคจรทส่ี งู ขึ้น (excited state) ทําใหอ เิ ล็กตรอนนนั้ ไมเสถียร จึงคายพลังงานทร่ี บั เขา ไปออก มา เพื่อจะไดกลบั มาอยูในวลโคจรเดมิ โดยพลงั งานทคี่ ายออกมาก็คือ สเปกตรมั นน่ั เอง พี่เช่ือวาตอนน้ีนองหลายคนกําลังไมเขาใจวาอะไรคือ สเปกตรัม พอพ่ีบอกวา สเปกตรัมคือแถบรังสีของ คลนื่ แมเ หล็กไฟฟา กจ็ ะเกดิ คาํ ถามตอ ไปอกี วา แลว อะไรคือคลนื่ แมเหล็กไฟฟา ? ดงั นน้ั พีจ่ ะขออธิบายใหนอ งๆเขา ใจเก่ียวกบั คล่ืนแมเ หล็กไฟฟาเบอื้ งตนกอ นนะ 4. คลนื่ แมเ หล็กไฟฟา และสเปกตรมั เบอ้ื งตน คลื่นแมเหลก็ ไฟฟา คอื คล่นื ชนิดหนึ่งที่ไมตอ งอาศยั ตวั กลางในการเคลือ่ นท่ี เชน คล่ืนวิทยุ รังสอี นิ ฟราเรด คลน่ื แสง รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอ็กซ เปนตน สามารถเคลื่อนที่ไดในสุญญากาศ เชน แสงและความรอนจากดวงอาทิตยสามารถ เคลอื่ นทีผ่ า นสุญญากาศเขา มาในโลกได ตา งจากคลนื่ เสียงท่เี ปนคล่นื ทตี่ องอาศยั ตวั กลางในการเคลื่อนท่ี ซึ่งก็คอื อนภุ าคของ อากาศ เสยี งไมส ามารถเคล่อื นท่ใี นสุญญากาศได เชน ถานองไปพดู บนดวงจันทร นอ งกจ็ ะไมไ ดยนิ เสียงตัวเอง เพราะบนดวง จนั ทรไ มม อี ากาศ ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 15

ทม่ี า : wiki.stjohn.ac.th จากภาพน้ีนองจะเห็นไดวา คลื่นแมเหล็กไฟฟามีเยอะมาก เรียงจากความถี่นอย (ซาย) ไปความถ่ีมาก (ขวา) แตที่พ่ี อยากใหนองสังเกตคือ ชองท่ีเขียนวา visible หรือ “แสงท่ีมองเห็นไดดวยตาเปลา” ซ่ึงก็คือแสงที่เรามองเห็นไดอยูในชีวิต ประจาํ วนั ซ่งึ กม็ ีสี มว ง คราม น้ําเงิน เขยี ว เหลอื ง แสด และแดง ทาํ ไมพ่ถี งึ ใหนอ งสังเกต visible เปน พิเศษ ก็เพราะจะบอก วา จรงิ ๆแลว แสงหรือสีทเ่ี รามองเห็นนั้นก็คือ คล่ืนแมเหล็กไฟฟา ชวงๆหนึง่ นั่นเอง แตค ล่นื แมเหล็กไฟฟา ไมไ ดม แี คแ สงที่เรา มองเหน็ ยงั มอี กี เยอะ เชน ไมโครเวฟ รงั สอี นิ ฟราเรด (คลน่ื ความรอ น) รงั สอี ลั ตราไวโอเลต ฯลฯ ทง้ั หมดนกี้ เ็ ปน คลนื่ แมเ หลก็ ไฟฟา ทง้ั สิน้ แตท ีเ่ ราเหน็ ไดดวยตาเปลา มีเพียงแตคล่นื ชวง visible light เทาน้นั สิง่ ที่ตา งกนั ของคลื่นแมเ หลก็ ไฟฟา กค็ ือ ความถี่ (frequency) ความยาวคล่ืน (wave length) ซึง่ คล่นื แมเหล็กไฟฟาที่ เรามองเห็นได จะมคี วามความยาวคล่ืนอยใู นชว ง 400 – 700 nm (นาโนเมตร) ซึ่งถา ไมไดอ ยใู นชวงนีม้ นษุ ยก ไ็ มส ามารถมอง เหน็ ได โดยถา คลน่ื ท่ีมีความยาวเกนิ 700 nm ก็จะเปน ชว งของรงั สีอินฟราเรด (infrared) ซงึ่ เราไมเ ห็นแตสมั ผสั ไดด วยความ รอ น เพราะรงั สอี นิ ฟราเรดคอื รงั สคี วามรอ น ในขณะทคี่ ลนื่ ทม่ี คี วามยาวคลน่ื ตา่ํ กวา 400 nm กจ็ ะเปน ชว งของรงั สอี ลั ตราไวโอเลต ซ่งึ เราก็มองไมเ ห็นเชนกัน ตอนนี้พี่เช่ือวานองๆ นาจะเขาใจหลักการเบื้องตนของคล่ืนแมเหล็กไฟฟาบางแลว พ่ีขออธิบายไวคราวๆ หากนอง ตองการรเู พิม่ เตมิ นองสามารถไปสืบคน จากแหลงตา งๆ ไดน ะ กลบั มาทีโ่ ครงสรางอะตอมของเรากอ นดีกวา จากการท่นี ลี ส โบร เสนอโครงสรา งอะตอมของเขามา ทาํ ใหสรปุ ไดว า ลักษณะอะตอมของเขาคลายๆ กับของรัทเทอฟอรด ตางกันตรงท่ีรัทเทอฟอรดไมไดอธิบายเกี่ยวกับวงโคจรของอิเล็กตรอน โคจรมากนัก เพียงแคบอกวาอิเล็กตรอนอยใู นวงโคจรทีอ่ ยูร อบนอกเทา น้นั แตโครงสรา งอะตอมของโบร เนน ไปทล่ี กั ษณะวง โคจรของอเิ ลก็ ตรอนทมี่ ลี กั ษณะเปน ชน้ั ๆ โดยอเิ ลก็ ตรอนสามารถเคลอื่ นทข่ี น้ึ – ลงระหวา งชน้ั ได แตต อ งอาศยั พลงั งานในการ เปลย่ี นแปลงวงโคจร (ระดบั พลงั งาน) ซงึ่ หากเปน การเปลยี่ นระดบั พลงั งานจากชนั้ ลา ง (ground state) ไปอยใู นระดบั พลงั งาน ทสี่ ูงกวาจะเปน การดดู พลังงาน แตห ากเปนการเปลย่ี นระดบั พลังงานจากช้ันบน (excited state) กลบั มาอยใู นระดบั พลงั งาน ทต่ี ่าํ กวา จะเปนการคายพลังงานออกมา เน่ืองจากวาแบบจําลองอะตอมของโบรสามารถอธิบายเสนสเปกตรัมของธาตุไฮโดรเจนไดดีแตไมสามารถอธิบายเสน สเปกตรมั ทม่ี หี ลายอเิ ลก็ ตรอนได จงึ ไดม ีการศึกษาเพ่ิมเติมทางกลศาสตรค วอนตมั มาถงึ โครงสรา งอะตอมแบบสดุ ทา ยเลยดกี วา โครงสรา งนมี้ ชี อื่ วา “โครงสรา งอะตอมแบบกลมุ หมอก” คดิ คน โดยกลมุ นักวิทยาศาสตร ซึ่งประกอบไปดวยนักเคมีและนักฟสิกส โดยหลักการของโครงสรางอะตอมแบบนี้คอนขางยากและซับซอน เพราะใชห ลกั การของควอนตมั ฟส กิ สม าอธบิ าย แตพ ข่ี อพดู ครา วๆ ใหน อ งๆไดพ อจะรจู กั แลว กนั นะ สว นนอ งคนไหนทส่ี นใจเพมิ่ เตมิ ก็ลองไปหาขอ มูลเพมิ่ เติมไดนะ 16 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

สําหรับหลกั การคราวๆ ของโครงสรางอะตอมแบบกลุมหมอก คือ ตรง กลางของอะตอมเปน นวิ เคลยี สทป่ี ระกอบดว ยโปรตอนและนวิ ตรอน สว นรอบ นอกจะเปนกลุมหมอก โดยท่ีกลุมหมอกหมายถึงความนาจะเปนที่จะพบ อิเลก็ ตรอนบรเิ วณนัน้ นอ งๆ จะเหน็ ไดว า ใกลๆ กับนิวเคลยี สจะมีความหนา แนนของกลุมหมอกมากกวาดานนอก นั่นหมายความวา มีโอกาสท่ีจะพบ อิเล็กตรอนบริเวณใกลๆ กับนิวเคลียสไดมากกวารอบนอกนั่นเองโดยใน ปจจุบันเรายึดถือ โครงสรางอะตอมแบบกลุมหมอกนี้ในการอธิบาย ปรากฏการณต างๆ ของอะตอม 5. การจดั เรียงอเิ ลก็ ตรอน หลังจากท่ีเราไดเรียนเรื่องโครงสรางอะตอมไปแลว เราก็ไดรูจักกับ อนุภาคมลู ฐานไปแลว ซงึ่ ไดแ ก โปรตอน นิวตรอน และอเิ ล็กตรอน สาํ หรบั โปรตอนและนวิ ตรอนมันกอ็ ยภู ายในนิวเคลยี ส แตอเิ ลก็ ตรอนมนั จะโคจรอยู รอบนอก ซงึ่ อะตอมหนง่ึ ๆ กม็ ีวงโคจร (ระดับพลงั งาน) หลายชน้ั มาก ดงั นน้ั ในหัวขอ นเี้ ราจะมาเรียนวา ในแตล ะระดบั พลังงาน มีอเิ ลก็ ตรอนอยูก ีต่ ัว และทาํ ไมมันถงึ ตองอยูแ บบน้นั และกจ็ ะสามารถอธบิ ายการเกิดพนั ธะเคมีกับอะตอมธาตอุ น่ื ๆ ไดอกี ดวย เพราะฉะนน้ั พ่ีอยากใหน อ งตงั้ ใจเรยี นหัวขอ นด้ี ๆี เพราะเปนหัวขอ ท่ีสําคญั มากและเช่อื มโยงกับหัวขออื่นๆ อกี มากมาย สําหรับการจัดเรยี งอเิ ลก็ ตรอน จรงิ ๆ แลว มีอยูหลายวิธี แตพจ่ี ะขออธบิ ายวิธีทีพ่ นื้ ฐานท่สี ดุ เพอ่ื ใหนองๆ เขา ใจไดง าย และนําไปใชไ ดจ รงิ จากรปู ทนี่ อ งเหน็ ทางดา นขวามอื น้ี คอื รปู แบบของอะตอมทมี่ นี วิ เคลยี ส ตรงกลาง และมรี ะดบั พลงั งานลอ มรอบนิวเคลียสอยู กอ นอ่นื ท่ีเราจะรไู ดวา อเิ ลก็ ตรอนมนั จดั เขา ไปอยูใ นระดับพลังงาน เราตอ งรูก อ นวาในแตละช้นั ของ ระดบั พลงั งานสามารถบรรจอุ เิ ลก็ ตรอนเขา ไปอยไู ดก ตี่ วั โดยมวี ธิ คี าํ นวณ ดงั น้ี จาํ นวนอเิ ลก็ ตรอนในแตละชั้น = 2n2เมอ� n คอื ระดับพลังงาน นอ งๆจะเหน็ จากกรอบดา นขวามอื n = 1 : 2(12) = 2 n = 5 : 2(52) = 50 นีน้ ะน่นั คอื จาํ นวนอเิ ลก็ ตรอนทม่ี ากทีส่ ดุ n = 2 : 2(22) = 8 n = 6 : 2(62) = 72 ทจี่ ะบรรจใุ นช้ันตา งๆได ดังนนั้ เราลองมา n = 3 : 2(32) = 18 n = 7 : 2(72) = 98 ดตู วั อยา งกนั นะ n = 4 : 2(42) = 32 ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 17

ตวั อยางท่ี 1 จงจัดเรยี งอิเล็กตรอนของ (คารบ อน) ขน้ั ตอนการทํา พออา นโจทยเ สรจ็ นอ งๆก็ตองรูกอนวา มีอิเล็กตรอนเทา ไหร จะไดวา มอี เิ ลก็ ตรอน เทา กบั 6 เน่อื งจาก ระดบั พลงั งานท่ี 1 (n=1) บรรจอุ ิเลก็ ตรอนไดม ากสุด 2 ตวั เพราะฉะนน้ั อิเลก็ ตรอนอีก 4 ตวั ก็ตอ งไปอยูใ นระดับพลงั งานท่ี 2 (n=2) สรปุ วา จัดเรียงอิเล็กตรอนไดเ ปน 2,4 ตวั อยางที่ 2 จงจดั เรียงอเิ ลก็ ตรอนของ (นีออน) จากสัญลักษณข องธาตุ ทาํ ใหร วู า Ne มอี เิ ล็กตรอน 10 ตัว เนอ่ื งจาก ระดบั พลังงานท่ี 1 (n=1) มีอิเลก็ ตรอนไดมากสดุ 2 ตวั ดังนั้น อิเลก็ ตรอนอีก 8 ตัว จะอยใู นระดับพลงั งานท่ี 2 (n=2) สรปุ วา Ne จัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2 , 8 ตัวอยา งที่ 3 จงจัดเรียงอเิ ลก็ ตรอนของ (โซเดียม) จากสัญลักษณ ทําใหรวู า มีอเิ ล็กตรอน 11 ตวั เน่อื งจาก ระดบั พลังงานที่ 1 (n=1) มอี เิ ลก็ ตรอนไดม ากสุด 2 ตัว และระดบั พลังงานที่ 2 (n=2) มอี เิ ล็กตรอนไดม ากสุด 8 ตัว ดังนั้น อิเลก็ ตรอนอีก 1 ตวั ตองอยูในระดับพลงั งานท่ี 3 (n=3) สรุปวา จดั เรียงอเิ ล็กตรอนเปน 2 , 8 , 1 ตวั อยางท่ี 4 จงจดั เรยี งอเิ ลก็ ตรอนของ (โปแตสเซยี ม) จากสัญลกั ษณ ทําใหร ูวา มีอเิ ลก็ ตรอน 19 ตัว เนอ่ื งจาก ระดับพลังงานท่ี 1 (n=1) มีอเิ ล็กตรอนไดม ากสดุ 2 ตวั และระดับพลงั งานที่ 2 (n=2) มีอเิ ลก็ ตรอนไดมากสดุ 8 ตวั ดังนั้น อิเล็กตรอนอกี 9 ตวั ตองอยูในระดับพลังงานที่ 3 (n=3) สรุปวา จดั เรยี งอเิ ลก็ ตรอนไดเปน 2 , 8 , 9 แตจ ริงๆ แลว ไมไดจดั อยา งนี!้ !! แตก ลบั จัดเปน 2 , 8 , 8 , 1 ทําไมละ? นอ งคงจะสงสยั กัน ก็ในเม่ือระดบั พลังงานที่ 3 (n=3) บรรจอุ ิเล็กตรอนได 18 ตวั ไมใ ชห รอ เราใสเ ขา ไป 9 ตวั เปน 2, 8, 9 กไ็ มนาจะผิดหนิ เดี๋ยวพีจ่ ะอธิบายเหตุผลใหนะ ในตัวอยางดา นบนท่นี องๆ ไดเรยี นไปนัน้ เราเรียกวา เปนการจัดเรียงอิเลก็ ตรอนในระดบั พลังงานหลกั (shell) ก็คอื n=1, 2, 3, 4… ซงึ่ แทจรงิ แลว ยงั มีระดับพลังงานยอ ย (subshell) ลงไปอกี ไดแ ก s, p, d, f ดงั เชน ในรูปนี้ 18 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

จากรปู น้ีนองจะเห็นไดชดั เจนขึน้ คอื ระดบั พลงั งานยอ ยจะซอ นทับ กันที่ระดับพลงั งานที่ 3 (n=3) โดยไปซอ นทับกับระดับพลงั งานท่ี 4 (n=4) ทีน้ีนอ งคงงงวา แลวจะจดั เรียงอเิ ลก็ ตรอนได อยา งไร แคร ะดบั พลงั งานหลกั ยงั จดั ไมค อ ยเปน เลย ยงั มีขอยกเวนอกี พีก่ อ็ ยากจะแนะนาํ วา นอ งลองลืมการ จัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานหลักไปกอนนะ มาเรียนการจัดระดบั พลังงานยอ ยดกี วา เพราะวาแทบ จะไมม ขี อ ยกเวน และถา เราจดั เรยี งแบบระดบั พลงั งาน ยอ ยไดแ ลว การจัดระดบั พลงั งานหลักกง็ ายมาก ระดบั พลงั งานยอ ย (subshell) ในหัวขอท่ีแลว ระดับพลังงานหลกั เราเรียกชอื่ แตล ะชั้นเปน 1 , 2 , 3… ใชไ หมครบั และแตล ะช้ันมีอเิ ลก็ ตรอนไดไ มเกิน 2n2 แตพ อมาเรียนระดับพลงั งานยอ ย มชี ่อื ระดับพลังงานทนี่ องตองจําใหม ดังน้ี s มีอิเล็กตรอนไดไมเ กนิ 2 ตัว p มอี ิเลก็ ตรอนไดไมเ กนิ 6 ตวั d มอี เิ ลก็ ตรอนไดไมเกนิ 10 ตัว f มอี ิเลก็ ตรอนไดไมเ กนิ 14 ตวั ทนี พ้ี อนองจาํ ไดแลว วา ระดบั พลงั งานยอ ยมี s , p , d , f แลว ขอใหน องๆดูแผนภาพขางลา งน้ีใหช ินตาไวน ะ และควร จะเขยี นใหได ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 19

แผนภาพนี้นองควรจะจําได และเขียนได เพราะนองตองใชไป ตลอดการเรียนเคมีเลยกว็ าได พ่เี ชอ่ื วานองทกุ คนจาํ ไดอยแู ลว ไมไดย าก เลยใชไ หม? พอนองจําแผนภาพดานบนไดแ ลว พอี่ ยากใหนอ งนําปากกาแดงมาขีด ลกู ศรตามภาพน้นี ะ นอ งหลายคนคงถามวา จะขดี ลกู ศรไปทําไม? คาํ ตอบกค็ อื วา เสนลกู ศรเหลานค้ี อื ลาํ ดบั การบรรจุอเิ ลก็ ตรอนในระดบั พลงั งานยอ ย สงั เกตดๆี นะ ลกู ศรทกุ เสนขนานกนั นะ ถา นอ งลากลูกศรผดิ คาํ ตอบกจ็ ะผิดนะ เพราะฉะนัน้ ระวังใหด ลี ะ ถา นอ งจําแผนภาพไดแ ลว และลากลกู ศรไดถกู ตอ งแลว ตอ มาเราจะ ลองมาจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลงั งานยอ ยกนั งัน้ พ่ขี อใชโจทยเหมือนกับ ตวั อยา งท่ีผา นมากอ น เพื่อจะใหน องเหน็ ชัดๆ วา มนั ใชแ ทนกันได ตัวอยา งที่ 1จงจัดเรียงอเิ ล็กตรอนของ (คารบอน) โดยจัดในระดับพลังงานยอ ย ตอนนีเ้ รารูแลว วา มอี เิ ลก็ ตรอน 6 ตัวข้นั ตอนตอ มากค็ อื เราตองมานั่งดูแผนภาพ อา นตามทศิ ทางของลูกศร ถาจบลกู ศรเสน หนงึ่ แลวใหอ า นอกี เสน ลงมาเรอ่ื ยๆ และคอยบวกเลขท่ีอยูดา นบน s p d f ใหไดครบตามจาํ นวนอิเลก็ ตรอนท่ี เราตอ งการ ดงั นี้ จัดเรียงไดเปน 1s2 2s2 2p2(สังเกตวาเลขดานบนบวกกันได 6 แลว ) และเม่ือตอนตน พ่ีบอกวา ถา นองจัดเรียง อิเล็กตรอนแบบระดบั พลังงานยอยได นองจะสามารถแปลงกลบั ไปเปน ระดบั พลงั งานหลกั ได ดงั น้ี 1s22s22p2 n=1 n=2 ดังนน้ั จงึ จดั เปน 2 , 4 มี 2 e- มี 4 e- ตวั อยางท่ี 2 จงจดั เรียงอิเลก็ ตรอนของ (โซเดยี ม) โดยจดั ในระดบั พลงั งานยอย เนอ่ื งจาก เรารวู า มอี ิเล็กตรอนเทา กับ 11 ตวั ดังนน้ั จดั เรียงอเิ ลก็ ตรอนไดเ ปน 1s2 2s2 2p6 3s1 1s22s22p63s1 n=1 n=2 n=3 ดงั นน้ั จงึ จัดเปน 2 , 8 , 1 มี 2 e- มี 8 e- มี 1 e- 20 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

ตัวอยางที่ 3 จงจัดเรียงอิเล็กตรอนของ (โปแตสเซียม) โดยจดั ในระดับพลังงานยอย เนอ่ื งจาก เรารวู า มอี เิ ลก็ ตรอน 19 ตวั ดงั นน้ั จัดเรียงอิเลก็ ตรอนไดเ ปน 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 เพราะฉะนนั้ จัดเรยี งอเิ ลก็ ตรอนในระดับพลังงานหลักไดเปน 2, 8, 8, 1 นองๆ จะเห็นไดวาการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอย (subshells) มีประโยชนมาก เพราะมีกฎเกณฑ ขอ ยกเวนนอยมาก และยังสามารถแปลงใหเปนในรูปพลังงานหลักไดอีกดวย แตสําหรับขอยกเวนในการจัดเรียงอิเล็กตรอนใน subshells พขี่ อไมอ ธบิ ายเหตผุ ลนะ เพราะวา มนั จะลกึ เกนิ ไปสาํ หรบั นอ งๆ ทเี่ รยี นทางดา นศลิ ป- ภาษา และศลิ ป- คาํ นวณ เพราะ หนงั สือเลมนี้ทําข้ึนมาเพือ่ ใหครอบคลุมเนื้อหา O-net เทาน้ัน แตห ากนอ งๆ ตอ งการรเู พ่ิมเติม นองๆสามารถไปสืบคนไดน ะ ขอ ยกเวน ในการจัดเรยี งอเิ ล็กตรอนในระดบั พลงั งานยอย จะไมพบการจัดเรยี งเปน 4s2 3d4 และ 4s2 3d9 แตจ ะเปลย่ี นเปน 4s1 3d5และ 4s1 3d10 ตามลําดบั เสมอ ขอควรรู อเิ ลก็ ตรอนทอ่ี ยวู งนอกสดุ เรามกั เรยี กวา เวเลนซอ ิเล็กตรอน (valence electron) 6. ตารางธาตแุ ละการใชประโยชนจ ากตารางธาตุ สง่ิ ท่ีสาํ คญั มากๆ ในการเรียนเคมี กค็ ือ “ตารางธาตุ (periodic table)” เพราะตารางธาตสุ ามารถบอกรายละเอยี ดคราวๆของ แตล ะธาตใุ หเราทราบได ดังน้นั เราจึงตองเรยี นรกู ารใชป ระโยชนจ ากตารางธาตุ ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 21

6.1 การอานตารางธาตุ Carbon ช่ือธาตุ 6 เลขอะตอม (atomic number) C สญั ลักษณข องธาตุ 12.011 เลขมวล (mass number) 6.2 สวนประกอบของตารางธาตุ IVA VIA VIIIA IA IIA IIIA VA VIIA Transition คาบ 1 คาบ 2 คาบ 3 คาบ 4 คาบ 5 คาบ 6 คาบ 7 Inner Transition คําศัพททีค่ วรรู คาบ คือ แนวนอนของตารางธาตุ ซึ่งจะเรยี งตามเลขอะตอมไปเร่ือยๆ ซึ่งจะมคี าบท่ี 1–7 สมบตั ขิ องธาตุในแตละธาตุในคาบ เดียวกนั นนั้ มีลักษณะคอนขางแตกตางกันมาก หมู คอื แนวตง้ั ของตารางธาตุ โดยธาตทุ ีอ่ ยูในหมเู ดยี วกนั จะอเิ ลก็ ตรอน วงนอกสดุ (valence electron) เทากัน และแตล ะ ธาตมุ สี มบัตคิ ลา ยๆกนั โดยในตารางธาตจุ ะแบงออกเปนได 2 หมูใหญๆ ไดแ ก - หมู A (representative) ซง่ึ มีทงั้ ส้นิ 8 หมู (ตั้งแต IA – VIIIA) - หมู B (transition) คือ ธาตุท้ังหมดที่เหลือทไี่ มใชหมู A เปนโลหะท้ังหมด บางครัง้ เราเรยี กวา โลหะแทรนซชิ นั เสน ข้นั บันได คือ เสน ท่กี ้ันระหวา งธาตุทเี่ ปนโลหะและธาตทุ เ่ี ปน อโลหะ โดยธาตทุ ี่อยูท างดา นขวาของเสน ข้ันบันได คอื ธาตุ อโลหะธาตุทอ่ี ยูทางดานซายมือของเสนข้ันบันได คอื ธาตุโลหะ สว นธาตุทีอ่ ยูใกลๆกบั เสนขนั้ บันได คือ ธาตุก่งึ โลหะ เสน ขั้นบันได 22 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

6.3 การบอกตําแหนงของธาตุในตารางธาตุ จากหัวขอ สวนประกอบของตารางธาตุ นองๆก็นาจะรจู ักกับคําวา “คาบ” และ “หมู” แลว ซ่ึงเราจะใชประโยชนใน การบอกตําแหนงของธาตใุ นตารางธาตุได เชน หากเราจะระบตุ ําแหนงของ Na (โซเดียม) เราก็จะพูดวา Na อยู หมทู ่ี IA คาบท่ี 3 หรอื ตําแหนงของ Ca (แคลเซียม) เราจะไดพ ดู วา Ca อยูหมูที่ IIA คาบท่ี 4 (นองดูไดจ ากรูปตารางธาต)ุ เปนตน พ่คี ดิ วา นอ งคงจะเขา ใจหลักการการบอกตาํ แหนงธาตุแลว นะ กค็ ือ ตอ งบอกทั้งหมู และ คาบ แตส ง่ิ ท่ีนอ งๆ จะตองแปลกใจกบั ความอัศจรรยกค็ ือ “การจัดเรียงอิเล็กตรอนสามารถบอกตาํ แหนงของธาตุได” ไมต อ ง แปลกใจนะนองๆ กท็ เ่ี ราตอ งมาน่งั เรยี น งงแลว งงอกี กับเรื่องการจัดเรยี งอิเลก็ ตรอน และพกี่ ็ย้ําอยนู ั่นแหละวา มันสาํ คญั ใน ที่สุดนอ งๆกไ็ ดเห็นถึงความสาํ คัญของมันแลว เพราะฉะนนั้ ใครท่ยี ังไมเขา ใจเรอื่ งการจัดเรยี งอิเล็กตรอน ยอนกลบั ไปอาน ทบทวนเลยนะ พี่ขอบอกไวก อ นนะวา “การจดั เรียงอิเล็กตรอน” ทบี่ อกวาสามารถบอกตําแหนงธาตไุ ดเนยี่ มันคอื “การจดั เรียงอิเลก็ ตรอนในระดับพลงั งานหลัก” นะ แตกค็ งไมใ ชป ญหาของนอ งๆ แลวละ เพราะตอนนเ้ี ราจดั แบบ subshells ใหไ ด นนั้ มันจะตองแปลงมาเปน แบบระดบั พลังงานหลกั ได งน้ั เราลองมาดูตัวอยางดกี วาวา การจดั เรยี งอเิ ล็กตรอนมนั บอกตาํ แหนง ของธาตไุ ดอ ยา งไร?? หลกั การ 1. ตวั เลขตวั สุดทา ย (อเิ ล็กตรอนวงนอกสุด หรือ เวเลนซอ เิ ลก็ ตรอน) คอื หมู ท่ีธาตุน้ันอยู 2. จํานวนตัวเลข (จาํ นวนระดับพลังงาน) คอื คาบ ทธ่ี าตนุ ัน้ อยู 3. การบอกตาํ แหนง ของธาตดุ ว ยการจดั เรยี งอิเล็กตรอน บอกไดแ คหมู A เทา นนั้ ตวั อยา งที่ 1 จงบอกตาํ แหนงของธาตุ Na (โซเดียม) ในตารางธาตุ เน่อื งจากเรารูว า Na มอี ิเล็กตรอน 11 ตวั มีการจดั เรียงเปน 2,8,1 เวเลนซอ ิเล็กตรอน เทากับ 1 ดังนนั้ Na อยูหมู IA คาบท่ี 3 มีระดบั พลังงาน 3 ระดบั Na อยคู าบที่ 3 ตวั อยา งที่ 2จงบอกตําแหนง ของธาตุ Br (โบรมีน) ในตารางธาตุ เน่อื งจากเรารวู า Br มีอเิ ล็กตรอน 35 ตัว มีการจดั เรยี งเปน 2 , 8 , 18 , 7 เวเลนซอ ิเลก็ ตรอน เทา กับ 7 ดงั นน้ั Br อยหู มู VIIA คาบที่ 4 มีระดับพลงั งาน 4 ระดบั Br อยูคาบท่ี 4 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 23

7. พลังงานไอออไนเซชัน (Ionization Energy: IE) ไหนๆ นองก็ไดเรียนเรื่องการจัดเรียงอิเล็กตรอนแลว เราก็นาจะรูคาพลังงานบางอยางเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลง อิเลก็ ตรอนภายในธาตกุ ันหนอยเนอะ พพ่ี ดู ครา วๆ นะ หากนอ งอยากรเู พ่มิ เติม สามารถไปสืบคนเพ่ิมเติมได พลังงานไอออไนเซชนั (IE) คือ พลงั งานนอ ยท่สี ุดทธี่ าตุรบั เขาไปจนทําใหธาตุนั้นเสียอเิ ล็กตรอนออกไปไดโดยมนั จะมี ลาํ ดบั นดิ หนอ ย เชน IE1 (ไอออไนเซชนั ลาํ ดบั ท่ี 1) คอื พลงั งานทนี่ อ ยที่สดุ ทจี่ ะทาํ ใหอ เิ ลก็ ตรอนตวั ทห่ี นง่ึ (นบั จากเวเลนซเ ขา ไป ถึงชัน้ ในสุด) หลดุ ออกไปจากอะตอม เชน IE5 (ไอออไนเซชนั ลําดบั ที่ 5) ก็คือ พลงั งานนอยทีส่ ดุ ท่ีจะทาํ ใหอิเลก็ ตรอนตัวท่ี 5 (นับจากเวเลนซ) หลดุ ออกไปจากอะตอม ถายงั ไมเ ขาใจ ลองมาดูภาพนะ IE3 จากรปู นอ งจะเหน็ วา เปน อะตอมของ Na ซงึ่ จดั เรยี ง IE2 อิเลก็ ตรอนเปน 2,8,1 เพราะฉะนน้ั IE1 ก็จะเปน พลังงานที่ Na ดดู เขา ไป เพอื่ ทาํ ใหอ เิ ลก็ ตรอนตวั ท่ี 1 นนั้ หลดุ ออกไป และ IE3 ก็เปน เชนนี้ไปเรือ่ ยๆ โดย IE1<<IE2<IE3 … ทาํ ไมระหวา ง IE1และ IE2จึงเปน สญั ลักษณ <<(นอ ยกวา มากๆ) ก็เปนเพราะวา พออเิ ล็กตรอนตวั ท่ี 1 หลุดออกไปแลว การจะใชพ ลงั งานมาดงึ อเิ ลก็ ตรอนอกี ตัวนึงท่อี ยูคนละระดบั พลงั งานจะตอ งใชพลังงานเยอะมากๆ ดังนัน้ คาพลงั งานท่ีตองใชม ันเลยตางกนั มาก Idea นม้ี ปี ระโยชนดวยนะนอง เพราะ เราสามารถดคู า IE และสามารถทํานายไดว าธาตุน้ันอยูห มูอ ะไร อยางตวั อยา งนี้ IE1<<IE2แสดงวามเี วเลนซ 1 ตวั กเ็ ทากับ วาอยหู มู IA อีกส่งิ หนงึ่ ทีส่ าํ คัญก็คือวา เม่อื กี้มีคาํ วา “ธาตุรับพลังงาน” หรือ “ธาตดุ ูดพลงั งาน” เขา ไป น่นั หมายความ พลงั งาน ไอออไนเซชนั (IE) เปน การเปลีย่ นแปลงแบบ ดดู พลงั งาน (endothermic) และในเมอื่ มันเปน พลงั งาน ดังน้ันหนวยของ IE ก็ ตองเปนหนว ยของพลังงาน เชน จูล (J) แคลอรี (cal) เปน ตน ดังน้นั ธาตทุ ี่มี IE นอยๆ ก็หมายความวา “ใชพ ลังงานนอยในการทําใหอิเลก็ ตรอนหลุดออกไป” ซึ่งก็แปลวา ธาตนุ น้ั มีแนวโนม เปนไอออนบวก (cation) สูง เชน พวกโลหะ ในทางกลับกนั ถา ธาตใุ ดมี IE มากๆ หมายความวา ธาตนุ ้ันเสีย อเิ ล็กตรอนยาก ซง่ึ มนั จะรบั อิเลก็ ตรอนไดดี (เปน ไออนลบไดด )ี เชน พวกอโลหะ ซงึ่ เราจะไปเรยี นกนั ในหัวขอ ตอไปนะ 8. อเิ ล็กโตรเนกาติวติ ี (Electronegativity: EN) อเิ ลก็ โตรเนกาตวิ ิตี หรือ EN ตรงกันขา มกับ IE อยางสนิ้ เชงิ เลยนะ EN คอื ความสามารถในการรับอิเล็กตรอน พยี่ าํ้ นะวา เปน “ความสามารถ” ไมใชพ ลงั งานนะ เพราะฉะน้นั มันไมมหี นวย เพยี งแตไวเปรียบเทียบความสามารถในการรับ อเิ ลก็ ตรอนกบั ธาตอุ น่ื เทา นนั้ ถา ธาตุใดมี EN สูงๆ แปลวา มคี วามสามารถรับอิเลก็ ตรอนไดดี ก็คอื เปน ไอออนลบไดด ี เชน พวกอโลหะ ในทางกลับ กัน พวกโลหะ รบั อิเล็กตรอนไดไมด ี เพราะฉะนั้น EN ของโลหะจะตํ่า 24 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

นอ งๆ สามารถศกึ ษาเพ่ิมเติมไดที่ Tag : สอนศาสตร เคมี อะตอม โครงสรางอะตอม ตารางธาตุ อนภุ าคมูลฐาน • 01 : โครงสรา งอะตอมและตารางธาตุ http://www.trueplookpanya.com/book/m6/onet-chemistry/ch1-1 • 02 : ตารางธาตุ http://www.trueplookpanya.com/book/m6/onet-chemistry/ch1-2 • สอนศาสตร : ม.ปลาย : เคมี : โครงสรางอะตอม http://www.trueplookpanya.com/book/m6/onet-chemistry/ch1-3 • โครงสรา งอะตอม+ตารางธาตุ ตอนท่ี 1 http://www.trueplookpanya.com/book/m6/onet-chemistry/ch1-4 • โครงสรา งอะตอม+ตารางธาตุ ตอนที่ 2 http://www.trueplookpanya.com/book/m6/onet-chemistry/ch1-5 • โครงสรางอะตอม+ตารางธาตุ ตอนที่ 3 http://www.trueplookpanya.com/book/m6/onet-chemistry/ch1-6 ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 25

บทท่ี 2 สารชีวโมเลกุลเบือ้ งตน Introduction สาํ หรบั ในบทสารชวี โมเลกลุ น้ี พข่ี อยาํ้ กับนองๆ ทกุ คนวาเปนบทท่สี าํ คัญมาก เพราะเปนบทที่ออกขอ สอบ O-Net มาก ทส่ี ดุ ในทกุ ๆปน ะ โดยเนอ้ื หาจะแตกตา งจากเนอ้ื หาวชิ าเคมที นี่ อ งไดเ รยี นมาในบทอนื่ ๆ เพราะบทอนื่ ๆ สว นมากเปน เคมที เ่ี รยี ก วา เคมอี นินทรีย (Inorganic Chemistry) ซงึ่ กค็ ือเคมที ีไ่ มเ กี่ยวของกับส่ิงมีชีวิต แตส ารชีวโมเลกุลจะเปน อกี สาขาหน่ึงของเคมี คือเปนเคมีอนิ ทรยี  (Organic Chemistry) ท่เี ก่ยี วของกับสิ่งมชี วี ิตทงั้ หลาย แตน อ งๆ ทําใจสบายๆนะ ไมไดยากเกนิ ไป ถานอง เรียนบทนี้ไดด ี พี่รับรองวา ในการสอบ O-Net ในสว นวิชาเคมี นองทําไดด อี ยา งแนนอน Outlines 1. คารโ บไฮเดรต 2. โปรตีน 3. ลิพดิ 4. กรดนิวคลอิ กิ 5. ตัวอยางขอสอบ 1. คารโบไฮเดรต (Carbohydrates) คารโ บไฮเดรต เปน สารชวี โมเลกลุ ทพี่ บไดม ากทสี่ ดุ ในโลก มตี น กาํ เนดิ มาจากการสงั เคราะหด ว ยแสง (photosynthesis) ซงึ่ หนาทีข่ องมันก็มีมากมาย แตหลกั ๆ ก็คอื เปนแหลง สะสมพลงั งานของสิง่ มชี ีวติ โดยคารโบไฮเดรต 1 กรัม ใหพ ลังงาน 4 Pกิโลแคลอรี ซ่ึงหากเราพูดคําวา “คารโบไฮเดรต” มันจะมีความหมายที่กวางมาก ที่รวมถึงสารจําพวก นํ้าตาล แปง ไกลโคเจน เซลลโู ลส เปน ตน ทีจ่ ริงคารโบไฮเดรตยังมอี ีกมากมาย แตพ ข่ี อพูดถึงเนอ้ื หาเบอื้ งตน ทเ่ี ราตอ งใชใ นการสอบแลว กันนะ ง้ันเรา มาดูกนั ท่หี วั ขอแรกกันเลย 1.1 น้าํ ตาล (Saccharides) พี่เชอื่ วา นองๆ คงรจู กั น้าํ ตาลเปน อยา งดี นํ้าตาลท่ีใชในการปรุงอาหารน้นั ทนี่ องรูจกั น้ัน มนั เปนแคสว นหน่ึงของนาํ้ ตาลท่พี จี่ ะ สอนในหัวขอ นี้ เด๋ียวเราจะไดม าดกู นั วา นาํ้ ตาล มีอะไรบาง กอนอืน่ นองตอ งรูจักกอ นวา น้ําตาลน้นั เปนสารประกอบประเภทอะไร นํ้าตาลมี 2 ประเภท ใหญๆ คือ น้ําตาลอัลโดส และนํา้ ตาลคีโตส นา้ํ ตาลอัลโดส คอื นํ้าตาลที่เปน “สารประกอบของพอลไิ ฮดรอกซีอัลดีไฮด” (polyhydroxyaldehydes) นํ้าตาลคีโตส คอื น้ําตาลทเี่ ปน “สารประกอบของพอลิไฮดรอกคีโตน” (polyhydroxyketones) โห!!! นีม่ นั สารประกอ บอะไรเนีย่ ชื่อยาวมาก แตเพือ่ ความงา ย นองดรู ูปโครงสรา งของน้าํ ตาลทง้ั สองนีน้ ะ 26 ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

HC O หมูอ ัลดไี ฮด CH2OH CO CHO C H หมูคีโตน HO C H H C OH H C OH H C OH CH2OH CH2OH P จากรูปโครงสรางของนา้ํ ตาลสองชนิด ที่มีคารบ อน 5 ตวั เหมอื นกัน นอ งจะเห็นวา มคี วามแตกตา งกันตรงทพี่ ่ที ํากรอบ ส่ีเหลีย่ มเอาไว ตรงน้นั เราเรียกวา “หมฟู ง กช นั ” (functional group) ซึ่งหมฟู งกช นั นีเ้ องจะเปนตวั กาํ หนดสมบตั ติ า งๆของสาร อินทรีย หากเปนนํ้าตาลอัลโดส (aldose) ก็จะมีหมูอัลดีไฮดในสารประกอบ สวนน้ําตาลคีโตส (ketose) ก็จะมีหมูคีโตนใน สารประกอบ แตส ิ่งทีเ่ หมือนกันของน้าํ ตาลทั้งสองชนดิ คอื มหี มไู ฮดรอกซี (hydroxy: -OH) เหมอื นกนั ซึง่ นอ งๆ จะเห็นไดจาก ทีช่ อื่ สารมีคาํ วา “พอลไิ ฮดรอกซ”ี คาํ วา “พอลิ (poly)” หมายถงึ จาํ นวนมาก นอกจากการแบงน้ําตาลตามประเภทของหมฟู ง กชันแลว ยังแบง ไดตามขนาดไดอกี ดว ย ดงั น้ี 1.2 น้ําตาลโมเลกุลเดย่ี ว (Monosaccharides) นํา้ ตาลโมเลกุลเด่ียว หรือ นํา้ ตาลเชิงเดี่ยว คอื คารโ บไฮเดรตที่มนี ้ําตาลเพียง 1 หนว ย มีคารบอนต้งั แต 3 อะตอมขึน้ ไป มสี ูตรอยางงายคอื (CH2O)n ที่สาํ คัญๆ อยากใหนอ งรูจกั คอื กลูโคส ฟรุกโทส กาแลกโทส ไรโบส ไรบโู ลส เปน ตน กลูโคส ฟรกุ โทส กาแลกโทส ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 27

นอ งอาจจะงงวา กลโู คสกับกาแลกโทสตา งกันอยา งไร? ดูดๆี นะ จะเห็นวา หมู OH ตําแหนง คารบ อนทีต่ าํ แหนงที่ 4 มันสลับกันใชไหมเอย?? การสลับกันเพียงเล็กนอยของโครงสราง ทําใหเปล่ียนเปนน้ําตาลคนละชนิดกันเลยนะ แตเร่ือง โครงสรา งทมี่ ันสลับกันแบบน้ีนอ งไมตอ งไปเครียดมากนะ มันจะลกึ เกนิ ไป ไวไปเรียนในมหาวทิ ยาลยั แลวกนั นะ แตพี่กลวั นอง จะไมเหน็ ความแตกตา ง กเ็ ลยบอกเฉยๆ ออ มีอกี เร่อื งนึง นอ งหลายคนอาจจะสงสัยวา ทําไมเมอ่ื กีพ้ ีพ่ ดู ถงึ นํ้าตาลอัลโดสกับคี โตส โครงสรางมนั เปน เสน ตรง แลว ทาํ ไมตอนนน้ี ้าํ ตาลมนั เปนโครงสรา งวงแหวนปด พี่พูดครา วๆ แลวกันนะวา ในโครงสรา ง ท่ีมันเปน เสน ตรง บงั เอิญวามันมหี มูฟงกช นั บางตวั ในเสนตรงนั้นทาํ ปฏกิ ริ ยิ ากันเองได มันก็เลยทําปฏิกริ ิยากนั จนทาํ ใหเปน รูป วงปด นะ แตน อ งไมตองสนใจมาก เผ่ือนอ งบางคนสงสยั พีเ่ ลยอธิบายไว นาํ้ ตาลโมเลกลุ เดยี่ วนสี้ าํ คญั มากเลยนะนอ งๆ เพราะเดย๋ี วพอเรยี นตอ ไป เราจะพบวา มนั เปน หนว ยยอ ยของคารโ บไฮเดรต อื่นๆ อีกเยอะแยะเลยแหละ การท่ีมันเปนหนวยยอยเรามีศัพทไวเรียกดวยนะ เรียกวามันเปน “มอนอเมอร (monomer)” หมายความวาถา พวก กลโู คส ฟรกุ โทส กาแลกโทส มันมารวมตวั กัน ตอเปนสายยาวๆ มันจะไดสารใหมข นึ้ มานะ ซง่ึ สารใหมท่ี เกิดขน้ึ มาจากหนว ยยอ ยพวกนเ้ี ราก็จะเรยี กวา “พอลเิ มอร (polymer)” นองเรมิ่ สงสยั แลวใชไหมวา มันรวมตวั ตอกันยาวๆ แลว ไดสารอะไร ง้นั เราไปดูกนั ในหัวขอ ตอไปเลย 1.3 ออลโิ กแซก็ คาไรด (Oligosaccharides) ออลโิ กแซ็กคาไรด คอื น้ําตาลโมเลกุลเดย่ี วตงั้ แต 2 – 10 โมเลกุล มาตอ กนั ดว ยพันธะไกลโคซดิ ิก (ไมตองจําชอ่ื พันธะ กไ็ ด แตพี่อยากใหนอ งคนุ ๆชอ่ื เอาไว) และเสยี น้ํา (H2O) ออกไป 1 โมเลกุล แตในทีน่ พ้ี ่ขี ออธบิ ายเฉพาะทนี่ ้าํ ตาลโมเลกุลเดีย่ ว ตอ กนั 2โมเลกลุ เปน นา้ํ ตาลโมเลกลุ คู (Disaccharides) ซงึ่ นอ งๆนา จะไดเ คยรจู กั มาบา งจากการเรยี น ม.ตน เชน ซโู ครส (นาํ้ ตาล ทราย) มอลโทส และแลกโทส คุน ๆ ไหม งัน้ เรามาทบทวนกนั นะ ซโู ครส (sucrose) หรือนํ้าตาลทราย แลกโทส (lactose) มอลโทส (maltose) กลโู คส + ฟรกุ โทส กลูโคส + กลูโคส แลกโทส + กลูโคส น้าํ ตาลโมเลกุลคูเหลา นท้ี พ่ี ยี่ กมาเปน ตัวอยาง สามารถแตกตวั กลับไปเปนนํา้ ตาลโมเลกุลเด่ยี วไดนะนอ งๆ ซงึ่ มีหลาย วธิ ี ยกตัวอยางเชน ใหความรอนและใชกรดเปน ตัวเรงใชเ อนไซมเ ปนตน 28 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

1.4 พอลแิ ซก็ คาไรด (Polysaccharides) พอลิแซ็กคาไรด กค็ ือ การนําน้าํ ตาลโมเลกุลเดี่ยว (monosaccharides) หลายๆตวั (มากกวา 10 โมเลกลุ ) มาตอเขา ดว ยกัน ดวยพันธะไกลโคซดิ ิก ทําใหเ กิดเปน สารตา งๆ ท่ีมีสมบตั ิแตกตางกันออกไป ในที่นพ้ี ่ีจะอธิบายแค แปง(starch) เซลลโู ลส (cellulose) และ ไกลโคเจน (glycogen) 1) แปง (starch) นองๆ คงจะรจู ักแปง เปน อยา งดี แปงก็คอื อาหารจาํ พวกแปง แบบท่ีเราเรยี นกันต้ังแตป ระถมอะนะ เชน ขา ว แปง มัน สําปะหลงั เปนตน แตตอนนเ้ี ราจะมาเรยี นรูโ ครงสรางกันหนอยนะ เนือ่ งจากแปง เปน พอลิแซก็ คาไรดที่ใหญม าก จงึ ประกอบ ดวยพอลแิ ซ็กคาไรดยอ ยๆ อีก 2 ชนดิ ไดแ ก ก.อะไมโลส (Amylose) อะไมโลส เปน พอลิแซ็กคาไรดช นิดหน่ึง มีหนว ยยอยๆเปน กลโู คส มีลกั ษณะเปน เสนตรง เปนองคประกอบของแปง ประมาณ 20% ทดสอบกบั สารละลายไอโอดีนไดส ีน้ําเงิน ข. อะไมโลเพกตนิ (Amylopectin) อะไมโลเพกตนิ เปน พอลแิ ซก็ คาไรดส ว นใหญข องแปง คอื ประมาณ 80% มหี นว ยยอ ยเปน กลโู คสเหมอื นกบั อะไมโลสแหละ แต วา มนั เปน โครงสรา งทตี่ อ กบั อะไมโลสแลว เปน กงิ่ แยกยอ ยออกมา ทดสอบกบั สารละลายไอโอดนี ไดส นี าํ้ ตาลแดง ทาํ ใหโ ครงสรา ง ของแปง เปน โครงสรา งแบบก่งิ นะนองๆ การยอ ยสลายแปง การยอ ยสลาย (Hydrolysis) ของแปง ทําไดห ลายวิธี เชน เติมกรด นา้ํ ลาย (มีเอนไซมย อยอย)ู ยสี ต ตม ใหรอน เปนตน และเนอื่ งจากแปงมีขนาดโมเลกลุ ใหญม าก การสลายตัวเลยไมไดก ลูโคสในตอนแรก แตจ ะเปน ลําดบั ยอ ยสลายลงมา เรือ่ ยๆ ดังน้ี แปง เด็กซตริน มอลโทส กลูโคส 2) ไกลโคเจน (glycogen) ไกลโคเจน เปน คารโ บไฮเดรตท่ีสะสมในเซลลของสตั ว มกั จะพบในตับและกลา มเน้ือไกลโคเจนมีลักษณะเปนโซก ิ่ง แต มีขนาดและมวลโมเลกลุ มากกวา อะไมโลเพกตินมีหนว ยยอยเปนกลโู คสเชน กัน ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 29

3) เซลลโู ลส (cellulose) เซลลูโลส เปนคารโ บไฮเดรตทีพ่ บมากทส่ี ดุ ในโลกเลยนะนอ งๆ เพราะวา มนั เปน สวนประกอบของผนังเซลล (cell wall) ของสาหรา ยสเี ขยี วและพชื เซลลโู ลสมพี อลเิ มอรข องกลโู คสโครงสรา งเปน เสน ตรง และเซลลโู ลสเปน โครงสรา งทแี่ ขง็ แรงมาก ในชีวติ ประจาํ วนั ของเรากม็ ีการใชป ระโยชนจ ากเซลลูโลสเยอะนะ เชน สาํ ลี กระดาษทิชชู ฝาย เปนตน เซลลโู ลสทําหนาท่ีเปนโครงสรางของพืช เม่อื ยอ ยสลายเซลลโู ลสจะได Disaccharides ท่มี ีช่อื วา “เซลโลไบโอส” ซึ่ง เปนไอโซเมอรข องมอลโทส และถา ยอ ยตอ ไปอกี ก็จะไดก ลูโคส การทดสอบคารโ บไฮเดรต กอ นอนื่ เราตอ งรกู อ นวา “การทดสอบ” คอื อะไร และทาํ ไปเพอื่ อะไร เพราะวา อกี สามหวั ขอ ทตี่ อ จากนเ้ี รากจ็ ะตอ งเรยี น เรอื่ งการทดสอบ พเ่ี ลยขออธบิ ายความหมายและจุดประสงคไปกอ นดีไหม? นองๆ จะไดเขา ใจกนั วาเราเรียนทําไม ถาสมมติวานอ งเขา ไปทาํ แลป็ ในหอ งแล็ป มสี ารใสอยูในบีกเกอรห ลายใบ เรามองแลว ก็ดูเหมือนๆ กนั ไมตางกัน ไมสามารถ แยกแยะออกไดวาคือสารอะไร เพราะฉะน้ันเราจึงตองเรียนวิธีการทดสอบดวยวิธีตางๆ เพื่อจะไดสรุปวาสารท่ีอยูในบีกเกอร ตางๆ คืออะไร นองๆ จะสังเกตเห็นไดวาจรงิ ๆ แลวหนวยยอ ยทสี่ ดุ ของคารโบไฮเดรตก็คือ น้าํ ตาล นน่ั เอง เพราะฉะน้นั เราก็ ตองรูวธิ กี ารทดสอบนาํ้ ตาล เราจะใช “สารละลายเบเนดกิ ต” ในการทดสอบนาํ้ ตาล โดยไมใ ชว า น้ําตาลทกุ ชนิดจะทดสอบได แตพ ีอ่ ยากใหน อ งจํา ไวแ คตัวเดียวท่ีทดสอบกบั เบเนดกิ ตไมได คอื ซโู ครสหรือนํ้าตาลทรายน่ันเอง สว นสาเหตุพข่ี ออธิบายสัน้ ๆ งา ยๆ วา ซูโครสมัน 30 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

ไมม หี มู Aldehyde group ท่ใี ชใ นการเกดิ ปฏกิ ิริยากับสารละลายเบเนดกิ ตเ หมอื นกับตัวอ่นื เลยทําใหทดสอบไมไ ด แลวเราจะรูไดอยางไรวาสารในบีกเกอรของเรามันเปนสารละลายน้ําตาล?? หลังจากที่นําสารน้ันมาตมกับเบเนดิกต (สารสฟี า ) แลว สารละลายในบีกเกอรจะมีตะกอนสีแดงอฐิ เกิดข้นึ สมการที่เห็นขางบนน้ี นองไมตอ งจํานะ รแู ควา ถา สารทีเ่ ราทดสอบเปล่ียนสีสารละลายเบเนดิกตจากสีฟาเปนตะกอน สแี ดงอฐิ ก็แสดงวา สารน้ันเปน นํ้าตาล โจทยตวั อยา ง พจิ ารณาขอมูลของสาร A B และ C ตอไปน้ี สาร แหลงทพี่ บ โครงสราง การละลายน้าํ A ในคนและสตั ว โซก ่ิง ไมล ะลาย B ในพชื เทา น้นั สายยาว ไมละลาย C ในพชื ทเี่ ปน เมล็ดและหวั โซตรงและโซก ิง่ ละลายนาํ้ ไดเ ลก็ นอ ย สาร A B และ C นา จะเปน สารอะไร A B C ไกลโคเจน เซลลโู ลส แปง ตัวเลอื ก เซลลูโลส ไกลโคเจน แปง 1 ไกลโคเจน เซลลูโลส 2 แปง ไกลโคเจน 3 แปง 4 เซลลูโลส ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 31

ตอบขออะไรนองๆ?? เฉลยกค็ อื ..... ขอ 1. มาดวู ิธีการคดิ กันนะ พ่เี ลอื กดู B กอน เขาบอกวามีแตใ นพืชเทาน้ัน กแ็ สดงวา ตองเปน “เซลลูโลส” เพราะเซลลโู ลสเปน สว น ประกอบของผนังเซลลข องพชื ซึง่ มาดทู ่ีตวั เลือก B เปน เซลลูโลสก็มี 2 ขอ เหลอื สาร A และ C ท่ตี อ งคิด ซง่ึ นอ งจะเลอื กดู จากอะไรกไ็ ด พว่ี า กพ็ อๆ กนั เชน สาร A เขาบอกวา พบในคนและสตั ว พก่ี ค็ ดิ วา ตอ งเปน “ไกลโคเจน” แนเ ลย เพราะวา ไกลโคเจน เปน คารโบไฮเดรตทสี่ ะสมในกลา มเนือ้ และตับของคนและสตั ว และสาร B ก็ตองเปนแปง ซึง่ อาจจะดไู ดจากพบในพชื ที่เปน หัว และเมลด็ 2. โปรตีน (Protein) เปน สารชีวโมเลกลุ ทีม่ ีมวลโมเลกลุ มาก ประกอบดว ยธาตุ C H O N เปน หลกั โดยหนว ยทเ่ี ล็กท่ีสุดของโปรตนี คือ “กรด อะมโิ น (Amino acid)” หมายความวา โปรตนี เปน พอลเิ มอรข องกรดอะมโิ นนนั่ เองนะนอ งๆ นอกจากนโี้ ปรตนี กเ็ ปน แหลง พลงั งาน ของรา งกายเชน กันกบั คารโ บไฮเดรต และโปรตนี 1 กรมั ใหพลังงาน 4 กิโลแคลอรี เหมอื นกบั คารโบไฮเดรต กรดอะมิโนคืออะไร?? คําถามท่ีตามมาของนองๆใชไหม กรดอะมิโนก็คือ กรดอินทรียชนิดหน่ึง ท่ีมีหมูคารบอกซิล (-COOH) กับ อะมโิ น (-NH2) เกาะอยทู คี่ ารบ อนเดียวกัน ( -amino อา นวา แอลฟาอะมโิ น) ดงั รูป R หมูโซขา ง หมอู ะมิโน H2N C COOH หมคู ารบ อกซิล H โดยพน้ื ฐานของกรดอะมโิ น กค็ อื จะมหี มคู ารบ อกซลิ และหมอู ะมโิ นเกาะทค่ี ารบ อนเดยี วกนั ( -amino) แบบนนี้ ะ แตว า ท่ี ทําใหกรดอะมิโนแตกตา งกันกค็ อื หมโู ซข า งทจี่ ะเขามาเกาะน่ันเอง รูปดานลา งนเ้ี ปนช่อื และโครงสรางของกรดอะมโิ นมาตรฐานนะ ทําไมถงึ ตอ งมีคําวา “มาตรฐาน” นน่ั ก็เปน เพราะวา มี กรดที่มีสมบตั ิตา งๆ เหมือนกรดอะมิโน คือ มหี มูคารบ อกซิลและหมูอะมิโนเกาะอยูท่ีคารบ อนเดียวกนั ( -amino) แตไมไ ดเ ปน สวนประกอบของโปรตนี แตใ นระดับเรารเู ทาน้กี ็พอแลว ใครอยากรเู พิ่มไปลองหาอานไดน ะ ดังนั้นเราจะเรยี กกรดอะมิโนทีเ่ ปน สว นประกอบของโปรตนี วา “กรดอะมิโนมาตรฐาน” นอ งๆ ไมต องจาํ โครงสรางของมัน อา นชือ่ ใหพอคุนหูคุนตาก็พอแลว 32 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

ท่ีมา : www.proteinsynthesis.org 2.1 กรดอะมิโนจาํ เปน (Essential Amino Acid: EAA) คือ กรดอะมิโนที่รา งกายไมส ามารถสงั เคราะหข ึ้นเองได ตองรับจากภายนอก ไดแก เมไทโอนนิ ทรีโอนนิ ไลซนี เวลนี ลวิ ซีน ไอโซลวิ ซนี ฟน ลิ อะลานีน ทรปิ โตเฟน ฮิทิดนี (สาํ หรบั ในเด็กทารกมี อารจีนนี เพ่ิมดวย) และถา โปรตนี ท่ีเรารบั ประทานเขาไป มกี รดอะมิโนจําเปนครบ เราจะเรียกวา “โปรตนี สมบูรณ (complete proteins)” เชน เนอ้ื ปลา เปด ไก ไข นม แตถ า โปรตนี ท่ีมี EAA ไมครบเราจะเรยี กวา “โปรตนี ไมสมบรู ณ (incomplete proteins)” เชน พืชตระกูลถัว่ ธัญพืช เปน ตน 2.2 พนั ธะเพปไทด (peptide bond) พันธะเพปไทด ก็คือ พนั ธะทเ่ี ชอ่ื มระหวางกรดอะมิโนตัง้ แต 2 โมเลกลุ ข้ึนไป ตอกันไปเรือ่ ยๆ จนเปนพอลเิ มอรข องกรดอะมิโน ซึ่งกค็ อื โปรตนี นน่ั เอง ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 33

จากรปู นองๆเห็นไหมวา มกี รดอะมโิ นอยู 2 โมเลกุล (ดานบน) มันจะมาตอกันดวยพันธะเพปไทด มันตอ งมกี ารสูญเสยี นาํ้ (H2O) ออกไป 1 โมเลกลุ จงึ จะเกดิ พันธะเพปไทดไ ด ขอสังเกตจากรปู นะนอ งๆ อนั นี้พี่เสริมใหนะ คือ เนอ่ื งจากกรดอะมิโนมันมีปลาย 2 ฝง ก็คอื ปลาย –COOH (เราเรียก วา C-terminus) และปลาย –NH2 (เราเรียกวา N-terminus) การสูญเสยี นํา้ (H2O) จะมีการดึง OH ออกจาก C-terminus และ ดึง H ออกจาก N-terminus เมอ่ื มารวมกันก็จะไดน ํา้ (H2O) 1 โมเลกุล พอดีและตอจากนี้นองๆ ก็คงดตู าํ แหนง ของพันธะ เพปไทดเปน แลว ใชไ หม?? ซงึ่ กค็ อื ตําแหนง –CO-NH- งั้นเราลองมาดูตวั อยา งโมเลกลุ ของโปรตีน และใหนอ งๆ ลองแยกออก มาใหเ ปนกรดอะมโิ นยอยๆ โดยการตดั ท่ตี าํ แหนง พนั ธะเพปไทดน ะ O C HN O CH3 H2N C NH O C C OH H3C H HN H O นอ งลองมาคอ ยๆ ตดั ทต่ี าํ แหนง พนั ธะเพปไทด (-CO-NH-) ดซู วิ า โมเลกลุ โปรตนี ทเ่ี หน็ นปี้ ระกอบดว ยกรดอะมโิ นยอ ยๆ กโ่ี มเลกลุ O C HN O CH3 H2N C NH O C C OH H3C H HN H O จากรูปที่พ่ตี ัดใหด ูนี้ นอ งๆกจ็ ะเหน็ ไดว า โมเลกุลโปรตนี ทใี่ หไปน้ัน ประกอบไปดว ยกรดอะมโิ นยอยๆ 4 โมเลกลุ (เททระเพปไทด) 2.2.1 การเรียกชื่อพอลิเพปไทด เน่ืองจากโปรตีนก็คือกรดอะมิโนท่ีมาเรียงตอกันดวยพันธะเพปไทด โปรตีนบางตัวก็อาจจะมีกรดอะมิโนมาตอกันเพียงสอง โมเลกลุ โปรตีนบางตัวก็อาจจะมกี รดอะมโิ นมาตอ กัน 3 4 5 … โมเลกุล ใชไ หม? ทนี ี้เราจะเรยี กชื่อมนั ยังไงละ? สมมตพิ ใ่ี ห แทนสัญลกั ษณของกรดอะมิโน และแทนพันธะเพปไทดแ ลวกนั นะถามีกรดอะมิโน 2 โมเลกลุ เชอื่ มกันดวยพนั ธะเพปไทด เรา เรียกวา ไดเพปไทด ไตรเพปไทด เททระเพปไทด 34 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

นองๆ หลายคนมักจะงงกับจดุ น้ี เพราะวา การอานมันจะขึ้นตน ดว ย จํานวนท่เี ปน ภาษาละตนิ และกรกี (โมโน ได ไตร เททระ...) และตามดวยคาํ วา “เพปไทด” ซงึ่ ถานอ งลองยอ นกลับไปดรู ปู Sense มันมกั จะบอกวา มันบอกจํานวนพนั ธะเพปไทด ใชไ หม? เชน เททระเพปไทดม นั มี 3 พนั ธะเพปไทด มนั กน็ า จะชอื่ วา “ไตรเพปไทด” แตจ รงิ ๆ ไมใ ชน ะ จาํ นวนทรี่ ะบนุ น้ั เปน จาํ นวน ของกรดอะมโิ นเลย เพราะฉะนน้ั มีกรดอะมิโน 4 โมเลกุล กช็ อ่ื วา “เททระเพปไทด” เลย ระวงั ดีๆนะ!! ตวั อยา งขอ สอบ HO HHO HO N C C NC C N CC HH H HH C H H จากรูป มีพนั ธะเพปไทดก พี่ ันธะ มกี รดอะมโิ นกี่โมเลกุล และมีกรดอะมิโนกช่ี นิด ตวั เลือก จํานวนพันธะเพปไทด กรดอะมโิ น (โมเลกลุ ) กรดอะมิโน (ชนดิ ) 1 2 2 3 2 2 3 2 3 3 3 3 4 3 4 2 เฉลย ถานอ งลองวงกลมตดั ทพ่ี ันธะเพปไทด จะไดรูปอยางท่พี ว่ี งน้นี ะ ซ่งึ มพี นั ธะเพปไทด 2 พันธะ มกี รดอะมโิ น 3 โมเลกุล แตม ีกรด อะมิโนเพยี ง 2 ชนดิ เพราะโมเลกุลแรกและโมเลกลุ ที่สอง เปนกรดอะมโิ นชนิดเดยี วกัน HO HHO HO N C C NC C N CC HH H HH C H H ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 35

2.3 โครงสรา งของโปรตนี โครงสรางปฐมภูมิ (Primary structure) โครงสรางปฐมภูมิก็คือโครงสรางท่ีงายๆมีกรดอะมิโนมา เรยี งตอกนั เปนสายยาวๆ อาจจะมพี นั ธะท่ีเกดิ ข้ึนระหวาง กรดอะมโิ นดว ยกนั เองนอกเหนอื จากพนั ธะเพปไทดไ ด เชน พันธะไดซัลไฟดท่ีเกิดระหวางกรดอะมิโนซิสเทอีน (Cysteine) ทม่ี า : http://imgarcade.com/1/collagen-primary-structure/ โครงสรางทตุ ิยภมู ิ (Secondary structure) ประกอบดว ย 2 ลกั ษณะ ไดแกเ กลยี วแอลฟาและแบบจีบเบตา ที่มา : https://lebiochemblog.wordpress.com/2013/02/25/amino-acids-proteins-p2/ เปนเสน ออ นนุม เชน Fibrin พบเปนโครงสรางหลักในเคอราทนิ โครงสรา งตติยภมู ิ (Tertiary structure) เกดิ จากโครงสรา งแบบเกลียวแอลฟา แตส ว นที่ ไมใ ชเกลยี วแอลฟา มวนตัวเขา หากันเพราะมแี รง ยดึ เหนยี่ วออ นๆ โครงสรางแบบนจ้ี ะมีลกั ษณะ จาํ เพาะขึ้นอยูกับการเรยี งตวั ของกรดอะมิโนและ พรอมที่จะทําหนา ที่ตา งๆ ในสงิ่ มีชีวติ ทมี่ า: http://kvhs.nbed.nb.ca/gallant/biology/tertiary_structure.jpg\\ 36 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

โครงสรางจตรุ ภมู ิ (Quaternary structure) เกดิ จากการรวมตัวของหนวยยอยชนิดเดียวกนั หรือตางชนิดกันของโครงสรา งแบบตติยภมู ิ โดยอาจจะรวมตัวเปน โปรตีนกอ นกลมหรือ โปรตนี เสนใย ท่ีมา : https://lebiochemblog.wordpress.com/2013/02/25/amino-acids-proteins-p2/ 2.4 การทดสอบโปรตนี เชนเดียวกับการทดสอบคารโบไฮเดรตนะนองๆ โปรตีนเราก็ตองรวู ิธีการทดสอบเชนกันนะ โดยการทดสอบโปรตนี เรา จะใช “สารละลาย CuSO4ในสารละลายเบส NaOH” ซึ่งมสี ฟี าโดยเมือ่ ทดสอบแลวถา มโี ปรตนี จะไดส ีมวง - ชมพู วิธีการน้ีเรา เรยี กวา “การทดสอบไบยูเร็ต” ซ่งึ การทดสอบนีก้ ็มขี อจาํ กดั นะ คือ ทดสอบไดแตโปรตนี ทมี่ ีพนั ธะเพปไทดต้งั แต 2 พนั ธะข้ึนไป (ไตรเพปไทดขึ้นไป) ดังน้นั การทดสอบไบยเู รต็ นจ้ี งึ ไมสามารถใชท ดสอบกรดอะมิโนได จากรูปดานบนนี้ สารสีมว ง – ชมพู ที่ไดจ ากการทดสอบโปรตนี ก็เปนเพราะวาเปน สีของสารเชิงซอ นของ Cu นนั่ เอง คําถามตอ มานองคงสงสยั วาแลวถา เราอยากจะทดสอบกรดอะมิโนจะทําไง?? มนั ก็มีอกี วิธหี น่ึงที่ใชใ นการทดสอบกรดอะมิโน นั่นกค็ อื เราจะใชส ารนินไฮดรนิ ในการทดสอบ โดยถา มีกรดอะมโิ น จะไดส ีมว งในการทดสอบดวยนนิ ไฮดริน 2.5 การเสียสภาพโปรตีน (Protein Denaturation) กอนอนื่ นอ งตองเขา ใจหลักการของ “การเสียสภาพ” กอ นนะ คือ การเสียสภาพของโปรตนี มันตางจากการไฮโดรไลส (Hydrolyse) เพราะการไฮโดรไลสคือการสลายพันธะไปเลย ซ่ึงสําหรับโปรตีนก็คือการสลายพันธะเพปไทด แตถาเปนการไฮ โดรไลสข องคารโ บไฮเดรตกจ็ ะเปน การสลายพนั ธะไกลโคซดิ กิ ทเ่ี ชอ่ื มระหวา งโมเลกลุ ของนาํ้ ตาลโมเลกลุ เดยี่ ว แตก ารเสยี สภาพ ของโปรตีนคอื การทีโ่ ปรตีนสูญเสยี สภาพโครงสรา งจตุรภูมิ ตติยภูมิ ทุติยภูมิ มาเปน ปฐมภูมิ กลา วคอื พันธะเพปไทดยังคงอยู แตสภาพการทํางานของโปรตนี น้นั ๆ อาจจะเสียสภาพไป งัน้ เรามาดปู จ จยั ท่ีทําใหโ ปรตนี เสียสภาพกนั มีดังน้ี 1) ความรอ น 2) สารละลายกรด 3) สารละลายเบส 4) แอลกอฮอล 5) โลหะหนัก ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 37

2.6 ประเภทและหนา ที่ของโปรตนี ประเภท หนา ท่ี ตวั อยา งของโปรตีน เอนไซม โครงสราง - ยอ ยสลายซโู ครส - ซเู ครส ลําเลยี งสาร - ยอ ยสลายโปรตนี - ทรปิ ซนิ ฮอรโมน - สรางเอ็นและกระดกู ออน - คอลลาเจน แอนติบอดี - สรา งผม ขน และผวิ หนงั - เคราติน - ลําเลยี งออกซิเจน - ฮีโมโกลบนิ - เพ่ิมประสทิ ธภิ าพการเผาผลาญกลโู คสใน - อนิ ซูลิน รางกาย - ทาํ ใหร า งกายเจริญเตบิ โตไดป กติ - ฮอรโมนเจริญเติบโต (Growth Hormone) - ภูมิคมุ กนั - อมิ มูโนโกลบลู ิน จรงิ ๆ แลว ประเภทและหนา ทต่ี างๆ ของโปรตีนยงั มีอีกเยอะแยะเลยนะ แตพ่ีเลอื กทสี่ ําคัญๆ มาใหนองดูกนั นะ 2.7 คุณคา ทางชีววทิ ยา คุณคา ทางชวี วิทยา คอื โปรตีนจากแหลงอาหารท่ีรางกายสามารถนําไปใชส รา งเนื้อเยือ่ ได เชน ไข มคี ุณคาทาง ชวี วิทยา 100 แสดงวา ไข มีแหลง โปรตนี ที่รา งกายสามารถนาํ ไปสรา งเนอื้ เยื่อได 100% เราลองมาดตู ารางคณุ คาทาง ชวี วิทยากันนะ โปรตีนจากแหลง อาหาร คุณคา ทางชีววทิ ยา ไข 100 นมววั 93 เนอ้ื สตั วและปลา 75 ขา ว 86 ขาวโพด ถว่ั ลิสง 72 ขา วสาลี 56 44 ท่ีมา : หนังสอื สาระการเรียนรพู ื้นฐานสารและสมบตั ขิ องสาร 38 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

3. ลิพิด (Lipid) ลิพดิ คอื อะไร? ลิพิดก็คอื ไขมัน (Fat) หรอื นํา้ มนั (Oil) ฟอสโฟลิพิด (Phospholipid) ไข (Wax) และสารสเตียรอยด (Steroid) นั่นเอง นอ งหลายคนอาจจะสงสัยวาไขมันและน้าํ มนั ตางกนั อยางไร? เดี๋ยวบทนเ้ี ราจะมาเฉลยคาํ ตอบแลว กนั นะ 3.1 ไขมันและนํ้ามัน (Fat and Oil) ไขมนั และนํา้ มัน มสี ว นประกอบทเ่ี หมอื นกนั ก็คอื เปนสารประเภทเอสเทอร (Ester) ท่ีเกดิ ปฏิกริ ิยาเอส เทอรฟิ เ คชนั (Esterification) จากกลเี ซอรอลและกรดไขมัน นองหลายคนอาจจะงงกบั ยอหนา น.ี้ ... อะไรคือเอสเทอร? และ เอสเทอริฟเ คชัน มนั คอื อะไรเนย่ี ? เอาเปนวาพ่ีจะอธบิ ายคราวๆ นะ ในทางเคมีอนิ ทรียเรามกี ารศึกษาปฏิกริ ิยาหลายๆ อยา ง แตปฏิกริ ยิ าทสี่ ําคัญปฏกิ ิริยาหน่งึ เรียกวา “ปฏกิ ิริยาเอส เทอริฟเคชัน (Esterification)” เปน ปฏกิ ริ ยิ าทเ่ี กิดจาก การนาํ สารทีเ่ ปน แอลกอฮอล (Alcohol) มาทาํ ปฏกิ ิรยิ ากบั สารท่เี ปน ก รดอนิ ทรียหรอื เรยี กวา กรดคารบ อกซิลิก (Carboxylic acid) โดยมีตัวเรง ปฏกิ ริ ิยาเปนกรดแก จะทําใหเกดิ สารประเภทหนึง่ ข้นึ เราเรยี กวา สารประเภท “เอสเทอร (Ester)” อนั นเี้ ปนหลักการครา วๆ นะ ซงึ่ เราลองกลบั มาดทู ร่ี ูปดานบนของเรากันนะ จะเห็นไดวาแอลกอฮอลท ีน่ าํ มาทําปฏิกิรยิ านคี้ อื กลีเซอรอล (Glycerol) มาทําปฏกิ ริ ิยากบั กรดไขมนั ซึ่งกค็ ือกรดอนิ ทรยี  นน่ั เอง มีตัวเรง และความรอน ทาํ ใหไ ดไขมนั และนาํ้ มันออกมาเปนผลติ ภัณฑทางดานขวา ซึ่งไขมนั และนํ้ามันกค็ อื สารประ เภทเอสเทอรน นั่ เองหรือบางทีเรามกั เรยี กไขมนั หรือน้าํ มนั วา “ไตรกลเี ซอไรด (Triglyceride)” คํานน้ี อ งนา จะเคยคุนๆหบู า ง เนอะ เพราะฉะน้ันตอ ไปนห้ี ากไดย ินคาํ น้ีอีก ก็ใหเ ขาใจวาเปน ไขมนั และนาํ้ มันแลว กัน ทีน้สี ิง่ ที่ตามมากค็ อื แลว อะไรละ ทเี่ ปนตวั แบงแยกวาปฏกิ ริ ิยาไหนจะเกิดไขมนั และปฏิกริ ยิ าไหนจะเกดิ นํา้ มัน? คํา ตอบกค็ ือ กรดไขมัน นน่ั เอง แลว จะดูไดยงั ไงละ ? เราลองมาดกู ันในหัวขอ ถดั ไปนะ 3.2 กรดไขมนั อ่ิมตัวและกรดไขมนั ไมอ มิ่ ตัว (Saturated and Unsaturated Fatty Acid) ส่งิ ที่จะบอกเราไดว า ผลิตภัณฑของเราท่ีไดหลงั เกดิ ปฏกิ ริ ิยาสะปอนนิฟเคชัน วาจะไดไ ขมัน หรอื น้ํามัน ขนึ้ อยูกบั กรด ไขมัน เพราะเราสามารถแบงกรดไขมนั ออกเปน 2 ชนดิ ดงั น้ี 1) กรดไขมันอิ่มตัว (Saturated Fatty Acid) กรดไขมันอม่ิ ตัว คือ กรดไขมนั ทไี่ มม ีพนั ธะคูอยูภายในโครงสรางโมเลกุลเลย มแี ตพ ันธะเดย่ี ว (Single bond) ท่เี รา ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 39

เรียกวา อม่ิ ตวั เพราะวา โครงสรา งของมนั อม่ิ ตัวไปดวยไฮโดรเจน (H) ไมส ามารถเติมอะไรลงไปไดอีก มสี ตู รเคมเี ปน CnH2n+1COOHเพราะฉะน้ันเวลามนั เกิดปฏกิ ิรยิ ากบั กลีเซอรอล จะได “ไขมัน (Fat)” ซึ่งจะมลี กั ษณะเปนของแขง็ ท่อี ณุ หภมู ิ หอง เชน พวกไขมนั สัตว เปนตน 2) กรดไขมนั ไมอมิ่ ตัว (Unsaturated Fatty Acid) กรดไขมันไมอ ม่ิ ตัว คือ กรดไขมนั ท่มี ีพนั ธะคูอยางนอ ย 1 ตําแหนงในโครงสรา ง ทาํ ใหโ ครงสรา งไมไดอ่ิมตัวดว ย ไฮโดรเจน (H) เวลาเกดิ ปฏกิ ริ ิยากับกลีเซอรอลก็จะได “นํา้ มัน” ซงึ่ มีลกั ษณะเปน ของเหลวทอี่ ุณหภมู ิหอง เชน น้าํ มนั พืช เปน ตน หมฟู ง กช นั ของ กรดไขมนั พันธะคนู ้ี ไมนับนะนอ งๆ ที่มา : vichakarn.triamudom.ac.th ลองมาดูรูปน้ี นอ งๆ จะเห็นวาถา เปน โครงสรางทีอ่ ่มิ ตวั โครงสรา งจะเปนเสน ตรง ดูคอ นขางหนาแนน แตถ า เปน โครงสราง ไขมนั ทไี่ มอ่ิมตัว ตําแหนงท่เี ปน พันธะคจู ะทาํ ใหเกิดมุมงอมมุ บิดในโครงสราง ทําใหโครงสรา งไมห นาแนน นะ ดงั น้นั หลักการจํางา ยๆ ก็คอื ถา โครงสรา งมนั หนาแนน (อม่ิ ตวั ) เวลาเกิดปฏิกริ ยิ า ผลติ ภณั ฑท่ีไดจะเปน ของแข็ง (ไข มนั ) แตถาเปน โครงสรางท่ีไมห นาแนน (ไมอม่ิ ตวั ) จะไดผ ลิตภัณฑท เ่ี ปนของเหลว (น้าํ มนั ) นองๆ ควรจะรจู กั กรดไขมนั อ่มิ ตัวและไมอ ่ิมตวั ไวบ างนะ ดูจากตารางขา งลางนี้ กรดไขมนั อ่มิ ตัว กรดไขมนั ไมอ ่ิมตวั ลอรกิ (C11H23COOH) โอเลอิก (C17H33COOH) ไมรีสตกิ (C13H27COOH) ไลโนเลอกิ (C17H31COOH) ปาลม ติ กิ (C15H31COOH) ไลโนเลนกิ (C17H29COOH) สเตียรกิ (C17H35COOH) กรดไขมนั จําเปน 40 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

สาเหตทุ ี่ไลโนเลอิกและไลโนเลนกิ เปน กรดไขมันจําเปน เพราะวารางกายไมสามารถสงั เคราะหข ึ้นมาไดเอง จึงตอ งรบั มาจาก อาหาร 3.3 การทดสอบความอิม่ ตัวของกรดไขมนั กเ็ หมือนกับหวั ขอ ท่ผี า นมา เราตองรูวธิ กี ารทดสอบ สําหรับการทดสอบความอ่ิมตวั ของกรดไขมนั ไมย ากเลย แตว าพี่ ยํ้ากับนองๆ ทุกคนนะวา หวั ขอ น้อี อกขอสอบทกุ ป ยา้ํ !! ออกทกุ ป ปล ะ 1-2 ขอ เพราะฉะน้ันนอ งๆ ตองเรียนรอู ยา งตง้ั ใจ และทาํ ความเขาใจ และเดยี๋ วทายบทเราลองมาดูขอ สอบดวยกัน วิธีการทเี่ ราใชทดสอบความอิม่ ตวั ของกรดไขมนั ท่เี ราเรยี นในชัน้ ม.ปลายนี้ จะบอกไดแคว า อะไรอ่มิ ตวั หรือไมอ ิ่มตัว มากกวา กัน คือเปน แคก ารเปรยี บเทียบความอม่ิ ตวั ของกรดไขมันตั้งแต 2 ชนดิ ขึน้ ไป แตเ ราไมส ามารถบอกไดวา อิม่ ตวั หรือไม อม่ิ ตัวมากนอยขนาดไหนนะอา นแลว อาจจะงง ไวลองไปดตู ัวอยา งดว ยกนั นาจะเขาใจขน้ึ สาํ หรับวิธีทเ่ี ราใช และเปน วิธีงา ยๆ คือ การทดสอบดวยการหยดนํา้ คลอรนี (Cl2) นํา้ โบรมีน (Br2) หรอื อาจจะเปน สารละลายไอโอดีน (I2) ก็ได (ใชสารประกอบของธาตุหมู VIIA เพราะมีสมบตั ริ บั อเิ ลก็ ตรอนไดดี) โดยพวกสารประกอบหมู VIIA น้ี มีสมบัติทเี่ หน็ ไดช ดั คือมนั เปน สารที่มีสี เชน คลอรีนมสี เี ขยี วเหลือง โบรมนี มีสีนํ้าตาล ไอโอดนี มสี มี ว ง เมื่อหยดสาร พวกน้ลี งไปในสารละลายกรดไขมนั ทเี่ ตรยี มไว มันจะถูกฟอกจางสี (สีของสารจะหายไป) เน่อื งจากเกิดปฏกิ ิริยาการแทนท่ี หรือปฏิกริ ยิ าการเตมิ กบั สารละลายกรดไขมัน (ไมตองซเี รียสเรอ่ื งชอ่ื ของปฏิกริ ิยานะ) ซึง่ เราจะดูความอม่ิ ตัว-ไมอมิ่ ตัวไดจาก จาํ นวนหยดท่เี ราหยดสารประกอบหมู VIIA จนกวาสารละลายกรดไขมนั จะไมส ามารถฟอกจางสไี ด พดู งายๆ ก็คอื เราจะนบั จํานวนหยดทเี่ ราหยดพวกสารประกอบหมู VIIA ไปเร่ือยๆ จนกวา สมี นั จะไมจ างหายไปนั่นเองโดยถา จํานวนหยดท่หี ยดลงไป จนกวา สีจะไมห ายเปนจาํ นวนมาก หมายความวา กรดไขมนั นัน้ มีความไมอ ิ่มตัวมากในทางกลบั กนั ถาจาํ นวนหยดที่หยดลงไป จนกวา สีจะไมห าย เปนจาํ นวนนอย หมายความวา กรดไขมันน้นั มคี วามอม่ิ ตวั มาก หยดมาก ไมอ่มิ ตวั หยดนอ ย อม่ิ ตวั 3.4 สมบัติตา งๆ ของกรดไขมัน 1. กรดไขมันทีเ่ สถียรมักจะมี C เปน เลขคู สว นใหญพ บ C 16 อะตอม และ C 18 อะตอม 2. ในกรณีทมี่ ีจํานวนคารบ อนเทา กนั ไขมันจะมจี ุดเดอื ดสงู กวานา้ํ มนั เพราะกรดไขมนั อมิ่ ตัวจะมีมวลโมเลกุลสูงกวา และมีรูป รา งทม่ี คี วามหนาแนนสงู จงึ ทําใหมจี ดุ เดือดสงู กวา 3. ในกรณที ่มี จี ํานวนคารบ อนเทากัน การเผาไหมนาํ้ มันจะเกิดเขมามากกวาไขมนั 4. ไขมันและนา้ํ มนั จะละลายในตัวทาํ ละลายอินทรยี  เพราะเปนสารทไ่ี มม ขี วั้ 5. การเหมน็ หืน น้ํามันจะเหมน็ หืนไดง ายกวาไขมนั เพราะการเหม็นหืนเกดิ จาก O2 ในอากาศเขาทําปฏิกริ ยิ ากบั ตาํ แหนง พนั ธะคู ไดแ อลดีไฮด และกรดไขมนั เล็กๆ ซง่ึ เหม็นหืน ** ในปจจบุ ัน น้ํามนั พืช มกั เติมสาร BHA BHT หรือวติ ามนิ E ทาํ ใหไ มเหม็นหนื 6. ในรา งกายของคนและสตั ว มกี รดไขมนั อมิ่ ตัวเปน สว นมาก 7. หากรบั ประทานไขมนั อ่มิ ตัวมากๆ อาจจะสง ผลใหเ ปน โรคเสน เลอื ดหัวใจอุดตัน ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 41

ตวั อยา งขอสอบ ตาราง ปริมาณกรดไขมันชนดิ ตางๆ ในน้าํ มันบางชนิด นาํ้ มนั CO121HH23C CO123HH27C รอ ยละของกรดไขมัน CO127HH31C CO127HH29C CO125HH31C OC127HH35C CO127HH33C A 43.8 23.4 13.6 9.6 4.3 2.3 0.0 B 22.7 11.5 19.0 26.0 8.0 7.9 0.0 C 0.0 0.0 17.6 40.3 2.1 32.1 1.4 D 0.0 0.0 10.5 3.4 26.0 46.9 6.1 จากขอมูลในตาราง น้ํามนั ชนดิ ใดฟอกจางสนี า้ํ โบรมนี ใหหายไปไดม ากท่ีสดุ ................? เฉลย น้าํ มนั ชนดิ D เพราะวา มีความไมอ ม่ิ ตัวสูงทีส่ ดุ โดยดจู ากรอยละของกรดไขมนั ที่มนั มี เนื่องจากนองๆ รวู า สตู รเคมีของกรดไขมันทอ่ี ม่ิ ตัวคือ CnH2n+1COOH จะเหน็ ไดว ากรดไขมันทไ่ี มอ ิ่มตัวกจ็ ะมี C17H33CO2H C17H31CO2H C17H29CO2H ใชไหม? และนา้ํ มันชนิด D ก็มีรอ ยละของกรดไขมันพวกนี้สูงท่ีสุด ก็เลยตอ งใชนา้ํ โบรมนี ในการ ฟอกสมี ากที่สดุ 3.6 การทดสอบไขมนั และนาํ้ มนั อันน้ีตางจากการทดสอบความอิ่มตัวนะ โดยการทดสอบไขมันและน้ํามันนั้นงายมากๆ เพียงแตทดสอบดวยกระดาษ หากเปน ไขมนั และนํา้ มันจะทําใหกระดาษทที่ ดสอบโปรง แสง 3.7 สบูแ ละผงซกั ฟอก นอ งรหู รอื ไมว า สบแู ละผงซกั ฟอกหรอื ผลติ ภณั ฑท าํ ความสะอาดเกอื บทกุ ชนดิ ทาํ มาจากอะไร? แนน อนวา พเ่ี อามาสอน ในหัวขอ น้ี นองกค็ งตอบไดแลว วา ..... สบูและผงซกั ฟอกมันมที ีม่ าจากลิพิดแนน อน เฉลยนะ สบแู ละผงซกั ฟอกทีเ่ ราใชก ันอยู ทกุ วนั ทาํ มาจากไขมันหรอื น้าํ มนั ขนึ้ อยูกับประเภท ชนิด ของผลิตภัณฑ เพราะฉะนั้นในหวั ขอนี้เรากจ็ ะมาดโู ครงสรา งและหลัก การทาํ งานของผลติ ภัณฑทําความสะอาดทีเ่ ราใชกันทกุ ๆ วนั ไขมัน (Triglyceride) สบ/ู ผงซกั ฟอก กลเี ซอรอล เกลอื โซเดียมคารบอกซเิ ลต 42 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

ดจู ากสมการดานบนนี้นะ สบูและผงซักฟอกทั่วๆ ไปเปน เกลือของกรดไขมัน นองคงจะงงวา “อา ว สบทู ่ีเราใชทุกวนั เปน เกลอื หรอเนี่ย?” อาๆ มาดสู มการกนั กอนแลว กัน เรมิ่ จากเรามไี ขมนั ซงึ่ ก็คอื ไตรกลเี ซอไรด ทําปฏิกิรยิ ากบั เบสแก (ในทน่ี ้ี คือโซเดยี มไฮดรอกไซด : NaOH) ตม ใหรอ น เราจะไดผ ลิตภณั ฑเปน สบู ซึ่งเปนเกลือของกรดไขมัน 3 โมล (หนว ยของการวัด ปริมาณสาร) และไดกลีเซอรอลออกมาดวย โดยสวนมากเบสท่ีเรานํามาใชตมก็มักจะเปนโซเดียมไฮดรอกไซด (NaOH) หรือ โซดาไฟ หรอื อาจจะใชโ พแทสเซียมไฮดรอกไซด (KOH) หรือดา งคลี กไ็ ด 3.7.1 สบกู อน VS. สบูเหลว นอ งๆ เคยสงสยั ไหมวา .... สบกู อ นและสบเู หลวตา งกนั อยา งไร หรอื มวี ธิ กี ารผลติ ตา งกนั อยา งไร ..... จรงิ ๆ แลว กรรมวธิ ี ไมแ ตกตา งกนั เลยนะ ก็ใชส มการเมอื่ ก้ีนแี้ หละ แตถ า ตอ งการสบูกอ น เราจะใชไตรกลีเซอไรดท ี่เปน “ไขมนั (Fat)” จําไดไ หม.. ไขมนั พ่ีสอนไปแลว วา มนั เปน ของแขง็ เพราะโครงสรา งมนั หนาแนน (ถา ลมื กลับไปอา นใหมเลยนะ) สว นถาเปนสบูเหลวจะใช “น้ํามนั (Oil)” เพราะโครงสรางไมหนาแนน เวลาไดเปนสบูออกมาก็จะไดสบเู หลวน่นั เอง 3.7.2 การทาํ งานของสบูและผงซกั ฟอก สบแู ละผงซกั ฟอกมนั ทาํ ความสะอาด รา งกายและเสื้อผา ของเราไดอ ยา งไร? เราลองมาดูทโ่ี ครงสรา งของสบกู นั กอ น แลว กนั จากรูป นองจะเห็นโครงสรางของ สบู ซ่งึ เราจะแบงเปน 2 สว น คือ สว นหวั ท่ี มีขั้ว (polar head) และสวนหางที่ไมมีขั้ว (nonpolar tail) ซึง่ ลกั ษณะทโี่ ครงสรา งของ มนั มีทงั้ สวนทมี่ ขี ัว้ และไมมขี ว้ั จึงทําใหมัน สามารถทาํ ความสะอาดสิง่ สกปรกได ขว้ั ในทนี่ ห้ี มายถงึ ขว้ั ของโมเลกลุ ซง่ึ เปน สภาพทางไฟฟา นะ นอ งไมต อ งซเี รยี สมาก เอาเปน วา Na+ เปน หวั ของโครงสรา ง เราจะเหน็ วา Na+ มปี ระจบุ วกอยู นนั่ แหละ เราเรยี กวา มนั มขี วั้ สว นหางทไี่ มม ขี ว้ั กจ็ ะเปน สว นทเ่ี ปน ไฮโดรคารบ อน (สารประกอบ ทมี่ ีแต H และ C) ของกรดไขมนั สวนน้ีจะไมมีขั้วนะ ทีนี้ความพเิ ศษมันอยูตรงที่ อะไรกต็ ามที่มขี ั้วมันจะละลายไดใ นสารท่มี ขี วั้ และอะไรกต็ ามทไี่ มม ีขว้ั จะละลายไดในสารท่ี ไมมีขั้ว เราเรยี กหลกั การนว้ี า “like dissolve like” โดยสบเู นีย่ มนั มีสว นทมี่ ีขัว้ และไมม ขี ้วั อยภู ายในโมเลกลุ เดยี วกัน เลยทําให มันละลายน้ําได (น้ํามีขัว้ ) และสามารถดงึ คราบไขมัน (ไขมนั ไมม ขี ้ัว) ออกจากรางกายได ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 43

เวลาเราอาบนํ้า สบูมันจะละลายน้ํา และอยูในรูป “ไมเซลล (micelle)” ดังรูปดานขวานี้ นองจะเห็นคําวา “Hydrophillic head” ซ่ึงมนั ก็คอื อันเดียวกับคําวา “polar head” คอื มันเปน สวนที่ชอบน้ํา ซ่ึงคําวา (phil แปลวา ชอบ) ดังนั้นมันก็จะหัน หวั ออกไปในน้าํ ทาํ ใหส บสู ามารถละลายนา้ํ ได สวนหางที่หนั ไป รวมกนั ดา นใน “Hydrophobictail” (pho แปลวา ไมช อบ) คอื อนั เดียวกับ “nonpolar tail” มันเปนสวนท่ีไมชอบน้ํา หรือสวนท่ี ไมม ีข้ัว มันกจ็ ะหันตัวเองหนีน้ํา ซึง่ ทาํ ใหส ามารถไปดึงเอาพวก คราบสกปรก คราบไขมันออกมาได (ไขมนั ไมมีขวั้ กจ็ ะละลาย อยใู นสว น nonpolar tail) 3.7.3 ทําไมนํ้ากระดา งทําใหส บูห มดประสิทธิภาพ? นอ งๆ คงจะรจู กั “นาํ้ ออ น” และ “นาํ้ กระดา ง” กนั ตง้ั แตส มยั ม.ตน แลว ใชป ะ ลมื กนั ไปหรอื ยงั งน้ั พจี่ ะทวนใหน ดิ หนอ ย แลว กันนะ แตก อ นเราเรยี นกนั มาวา “นา้ํ กระดา ง” คือน้าํ ที่ทําใหส บไู มม ีฟอง แตม า ม.ปลาย แลว เราตองรเู พ่มิ ข้นึ ก็คือการทม่ี ัน ทําใหสบไู มเ กิดฟอง เปนเพราะวา มนั ไปทาํ ใหสบหู มดประสทิ ธิภาพการทาํ ความสะอาด โดยการไปทาํ ใหส บตู กตะกอน แตไมใช ตะกอนแบบกอนหินนะ แตมนั จะเปนตะกอนเบา ทเี่ ราเรียกวา “ไคลสบ”ู คลายเปน คราบโดยท่ีนา้ํ กระดา งมนั จะมี Mg2+ , Ca2+ ง้ันเราลองมาดสู มการกนั ดกี วา 2C17H35COOH + Ca2+ C17H35COOH Ca + Na+ สบู สบูท่ถี ูกแทนที่ดว ย Ca2+ มีลกั ษณะเปนของแข็ง 3.7.4 ผงซักฟอก โครงสรางของผงซกั ฟอกกค็ ลายๆสบูแตต างกันตรงท่ี Polar Head 44 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

ผงซักฟอกมีหลายชนดิ ดงั น้ี โครงสรา งที่ 1 : เปน โซต รง จุลินทรยี สามารถยอ ยสลายไดทง้ั หมด กอ ใหเ กิดปญ หาสิง่ แวดลอ มนอ ย โครงสรางที่ 2 : เปนโซก ่งิ และมวี งเบนซีน จุลินทรยี สามารถยอ ยสลายไดเปนสว นใหญ กอใหเ กิด ปญ หาส่ิงแวดลอ ม โครงสรา งที่ 3 : เปนโซก งิ่ มากและมวี งเบนซนี จลุ ินทรยี ไมส ามารถยอ ยสลายได กอใหเกิดปญ หา ส่งิ แวดลอ ม 3.7.5ปญหาของผงซกั ฟอก 1. โครงสรางบางชนิดสลายตวั ไดยาก ทําใหเ กดิ ปญ หาตอ สิง่ แวดลอม 2. ในผงซักฟอกมสี ารประกอบพวกฟอสเฟต (PO43-) จากสาร Na5P3O10 (โซเดียมไตรฟอสิฟอสเฟต) ซงึ่ เปน สารชว ย ทําความสะอาด และลดความกระดา งของนาํ้ สารนี้จะทาํ ใหพ ชื เจริญเตบิ โตไดด ี เพราะเหมือนเราเตมิ ปยุ P ใหพชื และเมอื่ พชื เหลา นีต้ ายลงตองยอยสลายดว ย O2 ทาํ ใหน ํา้ มี O2 ไมเพยี งพอทําใหเกิดปญหาน้ําเนา ได 3.7.6 การทดสอบฟอสเฟต การตรวจสอบฟอสเฟตทาํ ไดโ ดยเตมิ สารละลายแอมโมเนยี มโมลบิ เดต (NH4)2MoO4ลงไปในนํา้ ตัวอยา ง ถาน้ํานน้ั มฟี อสเฟตจะ ไดต ะกอนสเี หลอื ง ลองดูสมการนิดนงึ แลว กนั นะ 3NH4+ + 12MoO42- + PO43- + 24H+ (NH4)3PO4 12MoO3 + 12H2O นอกจากไขมันและนํ้ามันที่เรารูแลววาคือลิพิดแลว ยังมีสารอีกหลายชนิดท่ีก็เปนชนิดหน่ึงของลิพิดดวย แตในช้ัน ม.ปลาย พีจ่ ะขอพูดถึงแค ฟอสโฟลพิ ดิ ไข และสเตยี รอยด นะ 3.8 ฟอสโฟลิพดิ (Phospholipid) ฟอสโฟลพิ ิด คือ ไตรกลเี ซอไรด (ไขมันหรือน้าํ มัน) ท่ีถูกแทนท่ดี ว ยฟอสเฟต (PO43-) 1 ตําแหนง โดยสว นของกรดไขมนั ก็จะเปน สว นทีไ่ มม ีข้ัว (nonpolar tail) ซ่งึ ไมชอบน้าํ ในขณะท่ฟี อสเฟต (PO43-) เปนโมเลกุลทมี่ ขี ้ัว เพราะฉะนนั้ กจ็ ะเปน (polar head) ซึ่งชอบนํา้ อา นแลว กค็ ลายๆกบั เร่ืองสบเู ลยใชไ หม? หลักการคลา ยๆกนั เราลองมาดโู ครงสรางกนั กอ น ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 45

อนั น้ีเปน โครงสรางของ ไตรกลเี ซอไรด หรอื ไขมนั ท่เี รารจู ักกัน จะเหน็ ไดว า มีกลเี ซอรอล 1 โมเลกลุ และมกี รด ไขมัน 3 โมเลกลุ มาเกาะ ถา เปน ฟอสโฟลิพิด ก็จะเปนฟอสเฟต มาเกาะแทนที่กรดไขมันไป 1 ตาํ แหนง ท่มี า:http://homepage.smc.edu/wissmann_paul/anatomy2textbook/phospholipids.html 46 ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

เราจะพบฟอสโฟลพิ ิดอยทู เ่ี ย่ือหมุ เซลล (Cell membrane) โดยเปนโครงสรางทหี่ ันสว นทม่ี ขี ้วั (polar head) ออกไป สองฝง (ฝง ในเซลลและนอกเซลล) และหันสวนที่ไมม ขี วั้ (nonpolar tail) เขาหากนั นอกจากเย่ือหุม เซลลแ ลว ยงั พบไดท ่ี เซลลประสาท อกี ดวย 3.9 ไข (Waxes) ไข คอื ไขมันชนดิ หนึง่ แตเปนไขมนั ท่ีเกดิ จากกรดไขมันทม่ี ีโซย าว (C14– C30) และแอลกอฮอลท ่ีมีโซยาว (C16– C30) ตวั อยาง ไข เชน ข้ีผ้ึง C15H31COOH + C30H61OH C15H31COOC30H61 + H2O 3.10 สเตียรอยด (Steroids) สเตยี รอยด คอื ลพิ ดิ ท่ีไมมีกลเี ซอรอล และกรดไขมนั มีโครงสรางเปนวง สเตียรอยด จะมีโครงสรา งหลกั ๆ ที่ เหมอื นๆ กนั กค็ อื รปู นนี้ ะ เราเรยี กวา “สเตยี รอยด นวิ เคลยี ส (steroid nucleus)” สว นสงิ่ ท่ีทาํ ใหสารส เตียรอยดต างกันกค็ ือหมทู ่ีจะ มาเกาะที่ตําแหนงตางๆ ของสเตียรอยด นิวเคลียส ทม่ี า: http://cnx.org/resources/4e1c51290fa732e94a25cbdf7bf159df/Figure_09_01_08.jpg ติวเขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 47

จากแผนภาพสเตยี รอยดน ้ี นอ งกจ็ ะเห็นวา สารสเตยี รอยดมเี ยอะมาก แตห ลักๆ ก็จะมีสเตยี รอยด นิวเคลียสเหมอื นกัน และ ตางกันทหี่ มูที่มาเกาะ กจ็ ะทําใหชอื่ และหนา ทีม่ นั เปลี่ยนไปแลว ทเ่ี อามาใหด ูน้ันเปน ฮอรโมนในรางกายมนษุ ย จริงๆยังมสี ารส เตียรอยดอกี เยอะแยะ ใครอยากรเู พิ่มเตมิ ไปคนเพิม่ ได 4. กรดนิวคลอิ ิก (Nucleic Acid) นองคงรูจกั กบั “กรดนิวคลอิ ิก” แลว นะ เพราะเรียนมาในชีวะ ต้งั แต ม.4 แลว และเราจะเอามาเรยี นในเคมีดว ย เพอ่ื เปน การตอกยาํ้ แตก ารเรยี นในวชิ าเคมไี มไ ดล ะเอยี ดเทา กบั ในชวี ะนะ เราเนน เฉพาะลกั ษณะทวั่ ๆ ไป อยา งทนี่ อ งๆ รกู รดนวิ คลอิ กิ เปน กรดท่ีเปนสวนประกอบของสารพันธกุ รรมของสงิ่ มีชวี ติ กรดนิวคลอิ ิกมี 2 ชนิด กค็ อื 1) DNA (Deoxyribonucleic Acid) 2) RNA (Ribonucleic Acid) DNA เปนรหสั พนั ธุกรรมในรา งกายทคี่ วบคุมลกั ษณะตางๆ บนรา งกายเรา มนั ก็จะมอี ยทู กุ ๆ เซลลอะนะ สว น RNA ก็ จะมอี กี หลายประเภท ซ่งึ นอ งๆ เรยี นมาในชีวะ (สําหรับเด็กสายวทิ ย) สําหรบั ขอสอบ O-Net กไ็ มไดออกยากขนาดนั้น งายๆ ก็ คอื RNA ทาํ หนาเกี่ยวกบั การสังเคราะหโปรตีนเพ่อื นาํ มาใชประโยชนในเซลลและรางกายของเรา 4.1 DNA (Deoxyribonucleic acid) รปู ทางดานขวามือนก้ี ค็ อื หนา ตาของ DNA ท่เี ปนสาร พันธุกรรมของรางกายส่ิงมีชีวิตก็จะมีลักษณะเปน เกลยี วบนั ไดเวยี นขวา และนอ งเหน็ ราวบนั ไดทเี่ ปน เมด็ กลมๆ สีฟาและสแี ดงไหม และเหน็ ขั้นบันไดแตล ะขน้ั ไหมพใ่ี หน อ งทายวา มนั คอื อะไร….? เดย๋ี วอา นไปเรอ่ื ยๆ นองกจ็ ะรคู ําตอบเอง ที่มา : www.astrochem.org 4.1.1 โครงสรา งและองคประกอบของ DNA DNA มีหนวยยอยๆ (มอนอเมอร) เปน “นิวคลีโอไทด (nucleotide)” เพราะฉะนั้นเวลามันเปนสายยาวๆ ก็คือมันเปนพอลิเมอรของนิวคลีโอไทด เพราะฉะนน้ั เรากอ็ าจจะเรียกวา “พอลนิ วิ คลโี อไทด (polynucleotide)” งัน้ เรา มาดูโครงสรา งของนิวคลโี อไทด กจ็ ะรูโ ครงสรางของ DNA โครงสรา งพนื้ ฐานของนวิ คลโี อไทดก จ็ ะเปน แบบรปู ดา นขวานกี้ ค็ อื มเี บส (base), นาํ้ ตาลดอี อกซไี รโบส (deoxyribose sugar) และฟอสเฟต (phosphate) แตน อ ง ก็คงจะรูมาจากชีวะแลววา นิวคลีโอไทดม ี 4 แบบ ซงึ่ ตวั ทท่ี ําใหต า งกนั กค็ อื เบส (ไนโตรจนี สั เบส) ทมี่ าเกาะนนั่ เองทมี่ ี A (adenine) , T (thymine) , G (guanine) ,และ C (cytosine) แตหลักๆกค็ อื นาํ้ ตาลดีออกซีไรโบส และฟอสเฟตกเ็ หมือนกนั นะ 48 ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya

ทมี่ า : http://www.bio.miami.edu/tom/courses/protected/MCB6/ch02/2-17.jpg หมายเหตุ Uracil เปนเบสที่พบใน RNA โดยทําหนาทแ่ี ทน Thymine ท่ีอยูใน DNA 4.1.2 เบสคสู ม (complementary base) และโครงสรางแบบเกลยี วของ DNA จรงิ ๆ แลวตอนแรกๆ ท่นี ักวิทยาศาสตรศกึ ษา DNA เขาไมรหู รอกวา DNA มลี กั ษณะเปน เกลยี วคอู ยางท่เี ราเหน็ ในรูป แตเ ผอญิ วามีนกั วทิ ยาศาสตรค นนึงเขาตั้งขอ สังเกตวาเบส A และ T มีสัดสว นเทา ๆกัน และเบส G และ C กม็ ีสดั สวนเทาๆ กัน ประกอบกบั ตอ มานกั วิทยาศาสตรอกี คนก็ไดใชเ ทคนิคการเล้ยี วเบนของรังสเี อก็ ซ (ไมต องจําช่ือการทดลองนะ) ปรากฏวา พบวา DNA มันเรียงตัวเปน เกลียวคู เหมือนข้ันบันได โดยข้นั บันไดก็คอื เบสคูส มกัน (complementary base) เกิดพันธะ ไฮโดรเจนกัน โดยเปน A จบั กับ T ดว ย 2 พนั ธะไฮโดรเจน และ C จับกบั G ดวย 3 พันธะไฮโดรเจนและบรเิ วณราวบนั ได (DNA Backbone) กค็ ือ น้าํ ตาลดอี อกซไี รโบสและฟอสเฟต ท่ีมา: http://legacy.owensboro.kctcs.edu/gcaplan/lab/Image173.gif ตวิ เขม O-NET Get 100 by TruePlookpanya 49