สารบัญ
สวัสดีค่ะน้องๆ ทุกคน 😊 วันนี้ ครูพี่ขวัญ จะพาน้องๆ มาเรียนรู้เรื่องสำคัญของฟิสิกส์และเคมีพื้นฐาน ที่มักออกสอบบ่อยมากในห้องเรียนและสนามสอบระดับชาติ นั่นก็คือ “นิวเคลียส (Nucleus)”
เรื่องนี้ถ้าเข้าใจให้ถูกตั้งแต่ต้น จะช่วยต่อยอดไปถึงเรื่อง พลังงานนิวเคลียร์, ไอโซโทป, และ รังสีต่างๆ ได้เลยนะคะ
นิวเคลียส คืออะไร?
“นิวเคลียส” คือ ส่วนกลางของอะตอม ที่เป็นศูนย์กลางของมวลทั้งหมด ประกอบด้วยอนุภาคย่อย 2 ชนิดหลักคือ
- โปรตอน (Proton)
- นิวตรอน (Neutron)
สองอนุภาคนี้รวมกันเรียกว่า นิวคลีออน (Nucleon)
นิวเคลียสมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับขนาดของอะตอมทั้งหมด (ประมาณ 1 ใน 100,000 ของขนาดอะตอม) แต่กลับมีมวลเกือบทั้งหมดของอะตอมอยู่ในนั้นเลยค่ะ
โครงสร้างของนิวเคลียส
| ส่วนประกอบ | สัญลักษณ์ | ประจุไฟฟ้า | หน้าที่หลัก |
|---|---|---|---|
| โปรตอน | p⁺ | +1 | กำหนดหมายเลขอะตอม (Atomic Number) |
| นิวตรอน | n⁰ | 0 | ช่วยให้โครงสร้างนิวเคลียสมีเสถียรภาพ |
เช่น
อะตอมของ คาร์บอน (Carbon) มีโปรตอน 6 ตัว → หมายเลขอะตอมคือ 6
ถ้ามีนิวตรอน 6 ตัวด้วย → มวลอะตอม = 12
เขียนสัญลักษณ์ได้ว่า 612C^{12}_6C612C
ความสัมพันธ์ระหว่างนิวเคลียสกับเลขอะตอม
| คำศัพท์ | ความหมาย | ตัวอย่าง |
|---|---|---|
| เลขอะตอม (Atomic Number, Z) | จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส | C = 6 |
| เลขมวล (Mass Number, A) | จำนวนโปรตอน + นิวตรอน | C = 12 |
| นิวตรอน (Neutron Number, N) | N = A – Z | N = 12 – 6 = 6 |
พลังงานในนิวเคลียส
นิวเคลียสมีพลังงานที่ยึดอนุภาคทั้งหมดไว้ด้วยกัน เรียกว่า “พลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียส (Nuclear Binding Energy)”
พลังงานนี้เป็นสิ่งที่ทำให้อนุภาคไม่กระจายออกจากกัน แม้ว่าจะมีแรงผลักระหว่างโปรตอนที่มีประจุบวกเหมือนกัน
และเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียส เช่น การสลายกัมมันตรังสี หรือการแยกนิวเคลียส (Nuclear Fission)
พลังงานที่ปล่อยออกมาจะมากมหาศาลเลยทีเดียว — นี่แหละค่ะที่เป็นหลักการของ “พลังงานนิวเคลียร์”
ความสำคัญของนิวเคลียสในชีวิตประจำวัน
| ด้านการใช้งาน | ตัวอย่าง |
|---|---|
| พลังงาน | โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้พลังงานจากการแยกนิวเคลียสของยูเรเนียม |
| การแพทย์ | ใช้ไอโซโทปกัมมันตรังสี เช่น โคบอลต์-60 ในการรักษามะเร็ง |
| วิทยาศาสตร์พื้นฐาน | ช่วยอธิบายการเกิดธาตุในเอกภพ การเปลี่ยนแปลงของสสาร |
เทคนิคจำง่ายๆ จากครูพี่ขวัญ
“นิวเคลียส” ให้จำว่า
“นิว” แปลว่า “ใหม่” — “เคลียส” แปลว่า “ศูนย์กลาง”
เพราะนิวเคลียสคือศูนย์กลางของอะตอมที่เป็นต้นกำเนิดของทุกสิ่งในสสาร
ลองนึกภาพอะตอมเป็น “ระบบสุริยะ”
- นิวเคลียส = ดวงอาทิตย์
- อิเล็กตรอน = ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบ
เมื่อเข้าใจแบบนี้ น้องๆ จะจำภาพรวมของอะตอมได้ง่ายขึ้นแน่นอนค่ะ
FAQs: คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับนิวเคลียส
Q1: นิวเคลียสมีประจุไหม?
A: โดยรวมแล้ว “ไม่มีประจุ” เพราะประจุบวกจากโปรตอนและประจุศูนย์จากนิวตรอนรวมกันทำให้สมดุลค่ะ
Q2: ถ้าไม่มีนิวตรอน อะตอมจะเกิดอะไรขึ้น?
A: นิวเคลียสจะไม่เสถียรและสามารถสลายตัวได้ เช่น ไฮโดรเจน-1 ที่มีแต่โปรตอนเพียงตัวเดียว
Q3: ทำไมโปรตอนถึงไม่ผลักกันในนิวเคลียส?
A: เพราะมี “แรงนิวเคลียร์” ซึ่งเป็นแรงดึงดูดที่แข็งแรงมาก คอยยึดอนุภาคไว้ค่ะ
Q4: นิวเคลียสเกี่ยวข้องกับพลังงานปรมาณูอย่างไร?
A: พลังงานปรมาณูเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียส เช่น การแตกตัว (ฟิชชัน) หรือการรวมตัว (ฟิวชัน)
สรุปสั้นๆ ก่อนสอบ
- นิวเคลียส = ศูนย์กลางของอะตอม
- ประกอบด้วย โปรตอน และ นิวตรอน
- มีพลังงานยึดเหนี่ยวสูงมาก
- เกี่ยวข้องโดยตรงกับพลังงานนิวเคลียร์และการเกิดธาตุใหม่
ครูพี่ขวัญหวังว่าน้องๆ จะเห็นภาพของ “นิวเคลียส” ชัดขึ้นนะคะ ❤️
จำไว้ว่าการเรียนเคมีฟิสิกส์ไม่จำเป็นต้องยาก แค่เข้าใจภาพรวมก่อน แล้วค่อยลงรายละเอียดทีละขั้น น้องๆ จะเก่งขึ้นแน่นอนค่ะ
ถ้าอยากทบทวนเนื้อหาเพิ่มเติม หรืออยากลองทำโจทย์แนวสอบจริง
เข้าไปดูบทเรียนฟิสิกส์ และเคมีเพิ่มเติมได้ที่เว็บไซต์ [KMEKJAI – เคมีพี่ขวัญ] ได้เลยนะคะ
