ธาตุ

            ธาตุ คือ สารบริสุทธิ์เนื้อเดียว ไม่สามารถแยกสลายให้เกิดสารใหม่ได้ด้วยกระบวนการใดๆ ธาตุแต่ละชนิดจะประกอบด้วยอะตอมของธาตุเพียงชนิดเดียวเท่านั้น เช่น
ธาตุคลอรีน สูตรโมเลกุล คือ
ธาตุออกซิเจน สูตรโมเลกุล คือ
โลหะโซเดียม สูตรโมเลกุล คือ Na
ประเภทของธาตุ ธาตุแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ตามสมบัติของธาตุ ได้แก่ โลหะ อโลหะ และกึ่งโลหะ

โลหะ

            โลหะ (metals) เป็นธาตุที่พบมากที่สุด ส่วนมากมักอยู่ในสถานะของแข็ง ยกเว้นปรอทที่มีสถานะเป็นของเหลว ทำให้อนุภาคอยู่ชิดกัน แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคสูงทำให้มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวที่สูง ผิวเป็นมันวาว สามารถนำมาตีเป็นแผ่นได้ นำไฟฟ้าและความร้อนได้ดี และสามารถทำปฏิกิริยากับกรดได้ฟองแก๊สของไฮโดรเจนเสมอ

อโลหะ

อโลหะ (non metal) มีธาตุที่เป็นอโลหะทั้งหมด 17 ธาตุ คือ ไฮโดรเจน ฮีเลียม คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน ฟลูออรีน นีออน ฟอสฟอรัส กำมะถัน คลอรีน อาร์กอน ซิลิเนียม โบรมีน คริปทอน ไอโอดีน ซีนอน และเรดอนซึ่งมีสถานะเป็นได้ทั้งของแข็ง ของเหลว และแก๊ส
ธาตุอโลหะที่มีสถานะของแข็ง เป็นธาตุที่มีมวลอะตอมมาก เช่น ไอโอดีน กำมะถัน ฟอสฟอรัส
ธาตุอโลหะที่มีสถานะของเหลว เช่น โบรมีน
ธาตุอโลหะที่มีสถานะแก๊ส เป็นธาตุที่มีมวลอะตอมมาก เช่น ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ฮีเลียม
สมบัติของธาตุอโลหะ มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำ ไม่นำ ความร้อนและไม่นำไฟฟ้า ยกเว้นคาร์บอนที่อยู่ในรูปของแกร์ไฟต์จะนำไฟฟ้าได้ และไม่สามารถทำปฏิกิริยากับกรดได้ฟองแก๊สไฮโดรเจนได้

แกรไฟต์ ก็คือไส้ดินสอที่เราใช้นั่นเอง

กึ่งโลหะ

กึ่งโลหะ (metalloid) มีธาตุที่เป็นกึ่งโลหะ 8 ธาตุได้แก่โบรอน ซิลิกอน เจอร์มาเนียม อาร์เซนิก พลวง พอโลเนียม และเอสทาทีน เป็นธาตุที่มีสมบัติระหว่างธาตุโลหะและอโลหะ ดังนี้ นำไฟฟ้าได้ไม่ดี ณ อุณหภูมิห้อง แต่การนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ ที่เพิ่มขึ้น มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง มีความแข็งแต่เปราะสูง

ธาตุที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบแล้วนั้นเกิดจาก
                 - ธาตุเหล่านั้นเกิดได้เองตามธรรมชาติ
                 - ธาตุที่เกิดจากการสังเคราะห์จากนักวิทยาศาสตร์
เมื่อธาตุที่ค้นพบมีหลากหลายชนิด ดังนั้นเพื่อให้เกิดความสะดวกในการนำมาใช้ จึงใช้สัญลักษณ์ของธาตุแทนชื่อของธาตุนั้นๆ โดยเริ่มจาก จอห์น ดอลตัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เสนอสัญลักษณ์ของธาตุเป็นรูปภาพสัญลักษณ์ ดังตัวอย่าง

รูปแสดงรูปภาพของสัญลักษณ์ธาตุ

            เมื่อธาตุมีมากขึ้น ดังนั้นจึงเป็นการยากต่อการจดจำและนำมาใช้ ทั้งยังยากที่จะหาสัญลักษณ์มาแทนธาตุนั้นๆ
จึงได้ยกเลิกไป ต่อมา เบอร์ซีเลียส นักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดนได้คิดระบบ สัญลักษณ์แทนชื่อของธาตุ โดยมีหลักการต่อไปนี้
            1. ธาตุที่มีชื่อภาษาละติน ให้ใช้อักษรตัวแรกมาเขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่แทนชื่อธาตุนั้น
            2. ธาตุที่ไม่มีชื่อภาษาละติน ให้ใช้ชื่อภาษาอังกฤษโดยใช้อักษรตัวแรกมาเขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่แทนชื่อธาตุนั้น หากมีกรณีที่ธาตุมีชื่อซ้ำกัน ให้ธาตุที่พบทีหลังใช้สัญลักษณ์เพิ่มตัวที่สอง ถ้ายังซ้ำอีกก็ให้เลื่อนไปตัวอักษรตัวถัดไป ด้วยอักษรตัวพิมพ์เล็ก ดังในตาราง

ตารางแสดงการเรียกชื่อและใช้สัญลักษณ์ธาตุ

            ซึ่งในปัจจุบันมีการค้นพบธาตุมากกว่า 100 ชนิด จึงได้มีการนำธาตุมาจัดหมวดหมู่ตามคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกัน เพื่อสะดวกต่อการนำไปใช้ประโยชน์และป้องกันการสับสน จึงได้นำมาจัดรวมกันในตารางที่เรียกว่า ตารางธาตุ (periodic table) ดังรูป

ธาตุที่มีมวลอะตอมมากมักจะสามารถแผ่รังสีออกมาได้ ธาตุดังกล่าวเราเรียกว่า ธาตุกัมมันตรังสี และรังสีที่เกิดขึ้นเรียกว่า กัมมันตภาพรังสี ซึ่ง เบ็กเคอเรล นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้ค้นพบธาตุกัมมันตรังสีเป็นคนแรกโดยค้นพบรังสีจากธาตุยูเรเนียม ต่อมา ปิแอร์ และมารี คูรี ได้ค้นพบธาตุกัมมันตรังสีเพิ่มขึ้นและสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในทางการแพทย์ได้

ปิแอร์และมารี คูรี

นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาธาตุกัมมันตรังสี

โดยศึกษาธาตุกัมมันตรังสีเพิ่มเติมคือ ธาตุพอลูเนียมและเรเดียม ธาตุเหล่านี้ได้แผ่รังสีออกมา 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา รังสีบีตา รังสีแกมมา ซึ่งมีรายละเอียด ดังนี้
# รังสีแอลฟา สัญลักษณ์ คืออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก มีมวลเป็น 4 เท่าของอะตอมไฮโดรเจน ความเร็วของรังสีต่ำ เนื่องจากเป็นรังสีที่มีมวล และทำให้มีอำนาจการทะลุทะลวงต่ำ ใช้กระดาษก็สามารถกั้นได้
# รังสีบีตา สัญลักษณ์ คืออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ มีมวลน้อยมากเท่ากับมวลของอิเล็กตรอน ดังนั้นทำให้มีความเร็วสูงใกล้เคียงกับความเร็วแสงคือประมาณ เมตรต่อวินาที มีอำนาจการทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีแอลฟา สามารถผ่านแผ่นโลหะบางๆได้
# รังสีแกมมา สัญลักษณ์ เป็นรังสีที่ไม่มีประจุ เป็นรังสีที่อยู่ในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้น ความถี่สูงจึงมีอำนาจการทะลุทะลวงสูง สามารถผ่านคอนกรีตหรือตะกั่วหนาๆ ได้

รูปแสดงอำนาจการทะลุทะลวงวัตถุของรังสีแต่ละชนิด

ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี
ธาตุกัมมันตรังสี สามารถนำมาใช้ประโยชน์หลายด้าน เช่น ด้านธรณีวิทยา ด้านการแพทย์ ด้านเกษตรกรรม ด้านอุตสาหกรรม ด้านการถนอมอาหาร ด้านการวิเคราะห์วิจัย

ตารางแสดงการใช้ประโยชน์จากธาตุกัมมันตรังสี

ธาตุกัมมันตรังสี	สัญลักษณ์	ประโยชน์
ไอโอดีน โซเดียม โคบอลต์ เรเดียม ทองคำ ปรอท ยูเรเนียม ฟอสฟอรัส คาร์บอน เหล็ก	I-131 Na-24 Co-60 Ra-226 Au-198 Hg-203 U-235 P-32 C-14 Fe-59	ตรวจความผิดปกติของต่อมไทรอยด์ ตรวจระบบการไหลเวียนโลหิต ใช้ในการถนอมอาหารและรักษาโรคมะเร็ง ใช้ฆ่าเชื้ออุปกรณ์ทางการแพทย์และรักษาโรคมะเร็ง ตรวจสอบความผิดปกติของตับและไขกระดูก ตรวจสอบความผิดปกติของไตและสมอง เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ ใช้รักษามะเร็งเม็ดเลือดขาว หาอายุของซากดึกดำบรรพ์และวัตถุโบราณ ใช้วัดอัตราการสร้างและอายุของเม็ดเลือดแดง

โทษของธาตุกัมมันตรังสี ส่งผลให้ร่างกายมีอาการแตกต่างตามความเข้มข้นของรังสีที่ได้รับ เช่น ถ้าได้รับในปริมาณน้อย อาจมีอาการผิวหนังถูกทำลาย ไหม้พุพอง มีอาการคลื่นไส้อาเจียน ผมร่วง ถ้าได้รับในปริมาณที่มากจะทำให้เม็ดเลือดขาวถูกทำลายและอาจถึงแก่ชีวิตได้
โดยทั่วไปบริเวณที่มีปริมาณของรังสีมาก จะมีสัญลักษณ์เครื่องหมายคอยบอกเตือนไว้ ดังรูป

รูปแสดงสัญลักษณ์เครื่องหมายบริเวณที่มีปริมาณของรังสีมาก

ข้อควรทราบ อาหารและผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการเกษตรที่ผ่านรังสีต้องมีสัญลักษณ์แสดงให้ผู้บริโภคเห็นด้วย