【人教版】เคมี ม.ต้น ชั้นปีที่ 3 (ม.3) ภาคเรียนที่ 1

📚 สรุปเนื้อหา

ตำราเรียนเล่มนี้เป็นหนังสือเรียนเคมีเบื้องต้นสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ครอบคลุมแนวคิดพื้นฐานทางเคมี ส่วนประกอบของอากาศ โครงสร้างจุลภาคของสสาร แหล่งน้ำ สมการเคมี และออกไซด์ของคาร์บอน ซึ่งเป็นความรู้เคมีพื้นฐาน โดยเน้นการทดลองเชิงสำรวจและกระบวนการคิดทางวิทยาศาสตร์

เริ่มต้นการเดินทางสู่โลกจุลภาค พร้อมค้นหาความลับของการทดลองเคมีและการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์

ผู้แต่ง: หวัง จิง, เจิ้ง ฉางหลง

กิตติกรรมประกาศ: ผ่านการตรวจสอบโดยกระทรวงศึกษาธิการ ปี 2012, รางวัลชนะเลิศอันดับหนึ่งการประกวดตำราเรียนแห่งชาติครั้งแรก

🎯 วัตถุประสงค์การเรียนรู้

1. สามารถยกตัวอย่างการประยุกต์ใช้เคมีในการปรับปรุงปุ๋ยและยาฆ่าแมลง การสังเคราะห์ยา การพัฒนาวัสดุ และการปกป้องสิ่งแวดล้อม เข้าใจว่า “เคมีคืออะไร”
2. ทำความเข้าใจประวัติการพัฒนาเคมี รวมถึงหัตถกรรมโบราณ ทฤษฎีอะตอมและโมเลกุลสมัยใหม่ ตลอดจนนาโนเทคโนโลยีและเคมีสีเขียวในยุคปัจจุบัน
3. อธิบายความหมายของเคมีได้อย่างถูกต้อง คือ วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาสมบัติ องค์ประกอบ โครงสร้าง และกฎการเปลี่ยนแปลงของสสารในระดับโมเลกุลและอะตอม
4. สามารถแยกแยะการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและการเปลี่ยนแปลงทางเคมีได้อย่างถูกต้อง รวมถึงแยกแยะสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมี
5. สามารถระบุเครื่องมือเคมีที่พบบ่อย พร้อมบอกชื่อและหน้าที่หลักได้
6. มีทักษะพื้นฐานในการปฏิบัติการทดลองอย่างถูกต้อง เช่น การใช้สารเคมี การให้ความร้อนแก่สาร การต่ออุปกรณ์ และการล้างทำความสะอาด
7. สามารถบอกองค์ประกอบหลักของอากาศและร้อยละโดยปริมาตร รวมถึงแยกแยะสารบริสุทธิ์และสารผสมได้
8. เข้าใจสมบัติทางเคมีของออกซิเจน (ปฏิกิริยากับกำมะถัน เหล็ก ฟอสฟอรัสแดง ฯลฯ) และสามารถระบุปฏิกิริยาการรวมตัว ปฏิกิริยาการสลายตัว และปฏิกิริยาออกซิเดชันได้
9. เข้าใจหลักการผลิตออกซิเจนในห้องปฏิบัติการ (รวมถึงบทบาทของตัวเร่งปฏิกิริยา) และหลักการทางกายภาพของการผลิตออกซิเจนในอุตสาหกรรม
10. สามารถใช้แนวคิดเรื่องโมเลกุลและอะตอมอธิบายปรากฏการณ์ทั่วไปบางอย่าง และเข้าใจแก่นแท้ของกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในระดับจุลภาค

🔹 บทที่ 1: คำนำ: เคมีทำให้โลกสดใสและสวยงามยิ่งขึ้น

ภาพรวม: บทเรียนนี้เป็นจุดเริ่มต้นของวิชาเคมี มีเป้าหมายเพื่อนำนักเรียนเข้าสู่โลกแห่งเคมี โดยการแสดงให้เห็นบทบาทสำคัญของเคมีในการผลิตและชีวิตประจำวัน ทบทวนพัฒนาการจากหัตถกรรมโบราณจนถึงทฤษฎีโมเลกุลและอะตอมสมัยใหม่ และสุดท้ายให้เข้าใจขอบเขตการศึกษาของเคมีและความหมายที่แท้จริงในระดับโมเลกุลและอะตอม

ผลลัพธ์การเรียนรู้:

• สามารถยกตัวอย่างการประยุกต์ใช้เคมีในการปรับปรุงปุ๋ยและยาฆ่าแมลง การสังเคราะห์ยา การพัฒนาวัสดุ และการปกป้องสิ่งแวดล้อม เข้าใจว่า “เคมีคืออะไร”
• ทำความเข้าใจประวัติการพัฒนาเคมี รวมถึงหัตถกรรมโบราณ ทฤษฎีอะตอมและโมเลกุลสมัยใหม่ ตลอดจนนาโนเทคโนโลยีและเคมีสีเขียวในยุคปัจจุบัน
• อธิบายความหมายของเคมีได้อย่างถูกต้อง คือ วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาสมบัติ องค์ประกอบ โครงสร้าง และกฎการเปลี่ยนแปลงของสสารในระดับโมเลกุลและอะตอม

🔹 บทที่ 2: หน่วยที่ 1: ก้าวเข้าสู่โลกเคมี

ภาพรวม: หน่วยนี้เป็นจุดเริ่มต้นของการเรียนรู้เคมี ครอบคลุมขอบเขตพื้นฐานของวิชาเคมี: การเปลี่ยนแปลงและสมบัติของสสาร รวมถึงหลักปฏิบัติการในห้องปฏิบัติการเคมีขั้นพื้นฐาน จากการเรียนรู้ นักเรียนจะสามารถแยกแยะการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมีได้ทั้งในระดับจุลภาคและมหภาค และมีทักษะที่จำเป็นต่อการทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์ในห้องปฏิบัติการอย่างปลอดภัยและแม่นยำ

ผลลัพธ์การเรียนรู้:

• ทักษะการแยกแยะ: สามารถแยกแยะการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและการเปลี่ยนแปลงทางเคมีได้อย่างถูกต้อง รวมถึงแยกแยะสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมี
• ทักษะการระบุ: สามารถระบุเครื่องมือเคมีที่พบบ่อย พร้อมบอกชื่อและหน้าที่หลักได้
• ทักษะการปฏิบัติ: มีทักษะพื้นฐานในการปฏิบัติการทดลองอย่างถูกต้อง เช่น การใช้สารเคมี การให้ความร้อนแก่สาร การต่ออุปกรณ์ และการล้างทำความสะอาด

🔹 บทที่ 3: หน่วยที่ 2: อากาศรอบตัวเรา

ภาพรวม: หน่วยนี้นำเสนอองค์ประกอบของอากาศ สมบัติทางกายภาพและเคมีของออกซิเจน รวมถึงวิธีการผลิตออกซิเจนในห้องปฏิบัติการและในอุตสาหกรรม ผ่านการทดลองคลาสสิก เช่น “การเผาไหม้ฟอสฟอรัสแดง” นักเรียนจะได้เรียนรู้วิธีการวัดปริมาณส่วนประกอบของอากาศในเชิงปริมาณ และเข้าใจแนวคิดหลักทางเคมี เช่น สารผสม สารบริสุทธิ์ ปฏิกิริยาการรวมตัว ปฏิกิริยาการสลายตัว และปฏิกิริยาออกซิเดชัน

ผลลัพธ์การเรียนรู้:

• สามารถบอกองค์ประกอบหลักของอากาศและร้อยละโดยปริมาตร รวมถึงแยกแยะสารบริสุทธิ์และสารผสมได้
• เข้าใจสมบัติทางเคมีของออกซิเจน (ปฏิกิริยากับกำมะถัน เหล็ก ฟอสฟอรัสแดง ฯลฯ) และสามารถระบุปฏิกิริยาการรวมตัว ปฏิกิริยาการสลายตัว และปฏิกิริยาออกซิเดชันได้
• เข้าใจหลักการผลิตออกซิเจนในห้องปฏิบัติการ (รวมถึงบทบาทของตัวเร่งปฏิกิริยา) และหลักการทางกายภาพของการผลิตออกซิเจนในอุตสาหกรรม

🔹 บทที่ 4: หน่วยที่ 3: ความลับของโครงสร้างสสาร

ภาพรวม: หน่วยนี้นำนักเรียนจากโลกมหภาคของสสารเข้าสู่โลกจุลภาคของอนุภาค เนื้อหาหลักครอบคลุมโครงสร้างจุลภาคของสสาร (โมเลกุล อะตอม ไอออน) โครงสร้างภายในอะตอมและการวัดมวล (มวลอะตอมสัมพัทธ์) รวมถึงพื้นฐานของภาษาทางเคมี ได้แก่ ธาตุ สัญลักษณ์ธาตุ และตารางธาตุ

ผลลัพธ์การเรียนรู้:

• ความเข้าใจในระดับจุลภาค: สามารถใช้แนวคิดเรื่องโมเลกุลและอะตอมอธิบายปรากฏการณ์ทั่วไปบางอย่าง และเข้าใจแก่นแท้ของกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในระดับจุลภาค
• ความเข้าใจในโครงสร้าง: เข้าใจโครงสร้างภายในอะตอมและความสัมพันธ์ทางไฟฟ้า รวมถึงเข้าใจความหมายของมวลอะตอมสัมพัทธ์
• การใช้สัญลักษณ์: จดจำสัญลักษณ์ธาตุที่พบบ่อย เข้าใจความหมาย และสามารถใช้ตารางธาตุในการสืบค้นข้อมูลเบื้องต้นได้

🔹 บทที่ 5: หน่วยที่ 4: น้ำในธรรมชาติ

ภาพรวม: หน่วยนี้มี “น้ำ” เป็นแกนกลาง โดยค่อยๆ นำนักเรียนจากระดับมหภาคไปสู่จุลภาคเพื่อทำความเข้าใจแหล่งน้ำในธรรมชาติและแก่นแท้ทางเคมีของน้ำ จุดเน้นการสอนครอบคลุมถึงสถานการณ์ปัจจุบันของทรัพยากรน้ำและการปกป้อง วิธีการทำให้น้ำบริสุทธิ์ทางกายภาพ การทดลองแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเพื่อเปิดเผยองค์ประกอบของสาร และเครื่องมือหลักของวิชาเคมี ได้แก่ สูตรเคมีและการใช้เลขออกซิเดชัน

ผลลัพธ์การเรียนรู้:

• นักเรียนสามารถอธิบายการกระจายตัวของทรัพยากรน้ำบนโลก และระบุแหล่งที่มาหลักของมลพิษทางน้ำรวมถึงมาตรการป้องกัน
• นักเรียนสามารถปฏิบัติการกรองได้อย่างถูกต้อง และเข้าใจขั้นตอนการตกตะกอน การกรอง การดูดซับ และการฆ่าเชื้อโรคในกระบวนการผลิตน้ำประปา
• นักเรียนสามารถวิเคราะห์องค์ประกอบของน้ำจากการทดลองแยกน้ำด้วยไฟฟ้า และให้คำจำกัดความของสารเดี่ยว สารประกอบ และออกไซด์ได้อย่างถูกต้อง

🔹 บทที่ 6: หน่วยที่ 5: สมการเคมี

ภาพรวม: หน่วยนี้เป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษาเชิงปริมาณทางเคมีในระดับมัธยมต้น แกนกลางการสอนหมุนรอบ “กฎทรงมวล” โดยขยายจากปรากฏการณ์ในระดับมหภาคไปสู่การจัดเรียงตัวใหม่ของอะตอมในระดับจุลภาค จากนั้นจึงนำเสนอ “สมการเคมี” ซึ่งเป็นภาษาสากลทางเคมี และสุดท้ายคือการคำนวณเชิงปริมาณของมวลสารโดยใช้สมการเคมี

ผลลัพธ์การเรียนรู้:

• เข้าใจกฎทรงมวล: สามารถอธิบายเนื้อหาของกฎ และเข้าใจสาเหตุที่มวลของสารก่อนและหลังปฏิกิริยาเท่ากันผ่านการทดลองเชิงสำรวจ
• เข้าใจแก่นแท้ในระดับจุลภาค: สามารถอธิบายจากมุมมองของชนิดอะตอม จำนวนอะตอม และมวลอะตอม ว่าทำไมปฏิกิริยาเคมีจึงต้องเป็นไปตามกฎทรงมวลเสมอ
• ทักษะการเขียนอย่างถูกต้อง: เข้าใจหลักการเขียนสมการเคมี (ข้อเท็จจริงตามวัตถุประสงค์ กฎทรงมวล) และมีความชำนาญในการดุลสมการเคมี

🔹 บทที่ 7: หน่วยที่ 6: คาร์บอนและออกไซด์ของคาร์บอน

ภาพรวม: หน่วยนี้เน้น探讨ความหลากหลายและพฤติกรรมทางเคมีของธาตุคาร์บอนและออกไซด์ของคาร์บอน เนื้อหาครอบคลุมตั้งแต่ความแตกต่างของสมบัติทางกายภาพของธาตุคาร์บอนบริสุทธิ์ (เพชร แกรไฟต์ C60) ไปจนถึงสมบัติทางเคมีร่วมกัน โดยมีรายละเอียดเกี่ยวกับหลักการและอุปกรณ์ในการผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ในห้องปฏิบัติการ และศึกษาเปรียบเทียบคุณลักษณะของคาร์บอนไดออกไซด์และคาร์บอนมอนอกไซด์

ผลลัพธ์การเรียนรู้:

• เข้าใจ ความแตกต่างของสมบัติทางกายภาพของเพชร แกรไฟต์ และ C60 รวมถึงสาเหตุ และเข้าใจสมบัติการดูดซับของถ่านกัมมันต์
• เข้าใจ ความเสถียรของธาตุคาร์บอนบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิห้อง และว่องไวต่อปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง (การติดไฟและรีดักชัน)
• เรียนรู้ หลักการทางเคมีในการผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ในห้องปฏิบัติการ การเลือกใช้อุปกรณ์ทดลอง การตรวจสอบรอยรั่ว วิธีการเก็บและการตรวจสอบว่าเต็มแล้ว

🔹 บทที่ 8: หน่วยที่ 7: เชื้อเพลิงและการใช้ประโยชน์

ภาพรวม: หน่วยนี้围绕 “เชื้อเพลิง” เป็นแกนกลาง นำเสนอเงื่อนไขของการเผาไหม้ หลักการดับเพลิง และความรู้ด้านความปลอดภัยอย่างเป็นระบบ นอกจากนี้ยัง探讨การเปลี่ยนแปลงพลังงานในปฏิกิริยาเคมี (คายความร้อนและดูดความร้อน) วิเคราะห์การใช้ประโยชน์จากเชื้อเพลิงฟอสซิลและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างละเอียด และสุดท้ายมองไปยังการพัฒนาและการใช้พลังงานใหม่ๆ อย่างยั่งยืน

ผลลัพธ์การเรียนรู้:

• เข้าใจเงื่อนไขที่จำเป็นสามประการของการเผาไหม้ และสามารถสรุปวิธีการดับเพลิงและการเลือกใช้เครื่องดับเพลิงตามหลักการ
• มีความรู้ด้านความปลอดภัยเกี่ยวกับสารไวไฟและวัตถุระเบิด สามารถระบุสัญลักษณ์ความปลอดภัยที่พบบ่อย และเข้าใจการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่เกิดขึ้นพร้อมกับปฏิกิริยาเคมี
• ตระหนักถึงความสำคัญและการไม่สามารถทดแทนได้ของเชื้อเพลิงฟอสซิล เข้าใจเงื่อนไขการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของเชื้อเพลิง และความจำเป็นในการพัฒนาเชื้อเพลิงสะอาด (เช่น ไฮโดรเจน เอทานอล และพลังงานใหม่)