วิทยาศาสตร์-เคมี ระดับมัธยมศึกษาตอนต้น

ในหมวดวิทยาศาสตร์-เคมี ระดับมัธยมศึกษาตอนต้นนี้ นักเรียนจะได้สำรวจและเรียนรู้พื้นฐานของเคมีอย่างลึกซึ้ง ตั้งแต่โครงสร้างของสสาร การจำแนกประเภทของสารต่าง ๆ จนถึงการเกิดปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อน ทุกบทเรียนจะมุ่งเน้นให้ผู้เรียนมีความเข้าใจในแนวคิดทางเคมีที่เป็นพื้นฐานสำคัญ เพื่อเสริมสร้างทักษะการคิดวิเคราะห์ การคำนวณปริมาณสาร และการนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ในสถานการณ์จริง

เนื้อหาวิชาจะครอบคลุมหัวข้อสำคัญ เช่น โครงสร้างอะตอม ตารางธาตุ การเกิดพันธะเคมี รวมไปถึงการคำนวณค่า pH และปฏิกิริยาเคมี โดยมีการบูรณาการแนวคิด STEM (วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์) อย่างชัดเจน เพื่อให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างวิชาการกับการใช้ในอุตสาหกรรม เทคโนโลยี และชีวิตประจำวัน เช่น การพัฒนาวัสดุใหม่ การผลิตพลังงานสะอาด และการพัฒนาอุตสาหกรรมอาหารยั่งยืน

หมวดนี้จะช่วยให้นักเรียนมีพื้นฐานความรู้ด้านเคมีที่มั่นคง พร้อมต่อยอดไปสู่การศึกษาขั้นสูงในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี อีกทั้งยังส่งเสริมให้พวกเขามีความพร้อมในการเผชิญกับความท้าทายในโลกปัจจุบันที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วด้วยความเข้าใจที่ครอบคลุมในสาขา STEM อย่างครบถ้วน

สารบัญ

1. บทนำวิชาเคมี (Introduction to Chemistry)

• ความหมายและความสำคัญของเคมี: อธิบายเกี่ยวกับเคมีในชีวิตประจำวัน ความเชื่อมโยงกับสาขาอื่น ๆ
• สสาร (Matter): ประเภทของสสารและสถานะต่าง ๆ และ การเปลี่ยนแปลงสถานะ
• การจำแนกสสาร: ธาตุ สารประกอบ สารผสม และวิธีจำแนกและการประยุกต์ในเทคโนโลยีสมัยใหม่

2. องค์ประกอบของสสาร (Composition of Matter)

• อะตอมและโมเลกุล: อธิบายโครงสร้างของอะตอม และการเกิดพันธะระหว่างอะตอม
• การคำนวณมวลโมเลกุล: การคำนวณมวลโมเลกุล และปริมาณสารสัมพันธ์ ในสมการเคมีเบื้องต้น
• การประยุกต์ใน STEM: การใช้อะตอมและโมเลกุลในนาโนเทคโนโลยีและการพัฒนาวัสดุใหม่ ๆ

3. ตารางธาตุและสมบัติของธาตุ (Periodic Table and Properties of Elements)

• ตารางธาตุ (Periodic Table): การจัดเรียงธาตุ หมู่ คาบ สมบัติของธาตุในแต่ละกลุ่ม
• การคำนวณเกี่ยวกับธาตุ: การหามวลอะตอมเฉลี่ย การหาจำนวนอะตอมในสารประกอบ
• ความเชื่อมโยงกับ STEM: การใช้ตารางธาตุในการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวัสดุต่าง ๆ

4. พันธะเคมี (Chemical Bonding)

• พันธะไอออนิก (Ionic Bonding): การถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างอะตอม การเกิดประจุบวกและลบ
• พันธะโคเวเลนต์ (Covalent Bonding): การใช้อิเล็กตรอนร่วมกันในโมเลกุลที่มีพันธะโคเวเลนต์
• การคำนวณความเป็นขั้วและพลังงานพันธะ: การคำนวณพลังงานที่เกิดขึ้นในการแตกพันธะ
• การประยุกต์ใน STEM: การใช้พันธะเคมีในกระบวนการผลิตแบตเตอรี่และเซลล์เชื้อเพลิง

5. ปฏิกิริยาเคมี (Chemical Reactions)

• ประเภทของปฏิกิริยาเคมี: ปฏิกิริยาการรวมตัว ปฏิกิริยาสลายตัว และปฏิกิริยาแลกเปลี่ยน
• การคำนวณสมการเคมี: ฝึกการปรับสมดุลสมการเคมี และการคำนวณปริมาณสารสัมพันธ์ในปฏิกิริยา
• การเชื่อมโยงกับ STEM: การใช้ปฏิกิริยาเคมีในการผลิตพลังงานในเครื่องยนต์และเซลล์เชื้อเพลิง

6. กรด-เบส และ pH (Acids, Bases, and pH)

• กรด-เบสและการคำนวณค่า pH: อธิบายเกี่ยวกับสารที่เป็นกรดและเบส คำนวณค่า pH และ pOH
• ความเป็นกลางและปฏิกิริยาเคมี: การคำนวณการเกิดปฏิกิริยาระหว่างกรดและเบส
• การเชื่อมโยงกับ STEM: การใช้กรดและเบสในการผลิตผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม

7. สารละลาย (Solutions)

• องค์ประกอบของสารละลาย: ตัวทำละลาย ตัวถูกละลาย และการหาความเข้มข้นของสารละลาย
• การคำนวณความเข้มข้นของสารละลาย: การคำนวณ molarity และ dilution
• การเชื่อมโยงกับ STEM: การใช้สารละลายในกระบวนการบำบัดน้ำ และการเตรียมสารเคมีในห้องปฏิบัติการ

8. เคมีในชีวิตประจำวัน (Chemistry in Everyday Life)

• เคมีในอาหาร: การใช้เคมีในกระบวนการผลิตอาหาร เช่น การแปรรูปอาหาร การใช้สารกันบูด
• การคำนวณพลังงานในอาหาร: การคำนวณพลังงานในอาหารที่ได้จากคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมัน
• การเชื่อมโยงกับ STEM: การใช้เคมีในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพและการผลิตอาหารยั่งยืน