ปฏิกิริยาเคมี : สมการเคมี

นี่คือผงแกรไฟต์ ซึ่งเป็นคาร์บอนชนิดหนึ่งที่มีอะตอม ของคาร์บอนประกอบอยู่ด้วยทั้งหมด ในอากาศก็ประกอบด้วยแก๊สออกซิเจน ที่มีอะตอมของออกซิเจนอยู่เป็นจำนวนมาก ถ้าเรานำเอาแกรไฟต์ไฟเผาไฟ สิ่งที่เราได้ก็คือการเกิดปฏิกิริยาเคมี ระหว่างสาร 2 ตัว ทั้งอะตอมของคาร์บอนและ ออกซิเจนจะยังอยู่ที่นั่น แต่ตอนนี้พวกมันได้ยึดโยงเข้ามา อยู่ด้วยกัน และก่อเกิดเป็นสารตัวใหม่ที่มีชื่อว่า คาร์บอนไดออกไซด์ ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นกับสารทั้งสองตัว สามารถอธิบายได้หลายวิธี และวิธีหนึ่งที่อธิบายได้แบบง่ายๆก็คือ สารตั้งต้นเดิมที่เรามีคืออะไร และสารใหม่ที่เราได้มาตอนท้ายคือตัวไหน ในตัวอย่างนี้ สารตั้งต้นเดิมของเรา คือคาร์บอนและแก๊สออกซิเจน แต่สารใหม่ที่ได้มาตอนท้ายสุด ก็คือคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งจะเขียนออกมาได้แบบนี้ คาร์บอนบวกด้วยออกซิเจน ตามด้วยลูกศร จากนั้นจะได้เป็น คาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเราเรียกการเขียนแบบนี้ว่าสมการ มันดูไม่ต่างจากสมการในคณิตศาสตร์เท่าไหร่ แต่แทนที่จะเขียนเครื่องหมายเท่ากับ เราก็จะเอาลูกศรมาใช้แทน ซึ่งมันมักถูกเรียกว่า ลูกศรแสดงการเกิดปฏิกิริยา ทั้งยังแสดงทิศทางการเกิด ปฏิกิริยาให้เรารู้ด้วย สารตั้งต้นเดิมที่เรามีก็คือ สารที่เป็นตัวทำปฏิกิริยา ซึ่งเราเรียกมันว่าตัวทำปฏิกิริยา ในขณะที่สารตัวใหม่ที่เราได้มา จะถูกเรียกว่า สารผลิตภัณฑ์ ยังมีอีกหนึ่งวิธีที่จะอธิบายการเกิด ปฏิกิริยาเคมีนี้ได้ นั่นคือต้องวาดรูปอะตอมขึ้นมา และดูว่ามันเชื่อมโยงกันอย่างไร อะตอมของคาร์บอนจะสร้างพันธะ ต่อกันนับพันล้านครั้ง ทำให้ผลึกของมันมีขนาดใหญ่ แต่เราจะดึงเอาอะตอมของคาร์บอนพวกนั้น ออกมาวาดแค่เพียงตัวเดียว เพื่อแสดงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น กลุ่มอะตอมของแก๊สออกซิเจนจะถูก ยึดกันเอาไว้เป็นคู่ ทำให้เกิดโมเลกุลของออกซิเจนขึ้นมา ซึ่งเราจะวาดมันออกมาได้แบบนี้ อะตอมที่อยู่ในคาร์บอนไดออกไซด์ ก็ทำให้มีโมเลกุลเกิดขึ้นมาด้วยนะ มันจะมีอะตอมของคาร์บอนอยู่ตรงกลาง และมีอะตอมของออกซิเจน 2 อะตอม ขนาบอยู่ข้างมันฝั่งละ 1 ตัว ดังนั้นชื่อของคาร์บอน-ได-ออกไซด์นี้ ทำให้เรารู้ว่าในโมเลกุลของมันมีอะตอม ของออกซิเจนอยู่ 2 อะตอม นั่นก็เพราะคำว่า ได หมายถึง 2 นั่นเอง ในอะตอมนั้น เราสามารถเขียนชื่อย่อ ของอะตอมธาตุแต่ละตัวได้ โดยใช้สัญลักษณ์ทางเคมีเข้ามาช่วย คาร์บอนนั้นจะเขียนแทนด้วย C และออกซิเจนก็จะเขียนแทนด้วย O และบางครั้งเราก็จะเขียนแค่ สัญลักษณ์ทางเคมี โดยไม่ต้องวาดรูปอะตอมลงไปด้วย วิธีนี้ก็สามารถแสดงให้เห็นได้แล้วว่า โมเลกุลนั้นมีลักษณะอย่างไร ซึ่งเราจะเรียกมันว่าสูตรโครงสร้างนั่นเอง วิธีที่ 3 ที่จะทำให้เห็นภาพของปฏิกิริยา โดยการใช้ตัวย่อของสารแต่ละตัว นั่นก็คือต้องเขียนสูตรเคมีของมันลงไป อะตอมของคาร์บอนยังคงถูกเขียน แทนด้วย C ตัวเดียว แต่ว่าสารที่ก่อให้เกิดโมเลกุลขึ้นมานั้น กลับมีวิธีเฉพาะตัวในการเขียน อะตอมที่อยู่ในแก๊สออกซิเจน ที่ยึดเข้าหากันเป็นคู่ จะถูกเขียนแทนว่า O กับ 2 ตัวเลขที่เขียนกำกับไว้หลังอะตอมนั้น จะมีมากกว่า 1 ก็ได้ สารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นนี้ คือคาร์บอนไดออกไซด์ ที่ประกอบด้วย 1 อะตอมของคาร์บอน และ 2 อะตอมของออกซิเจน คือ C - O - 2 ดังนั้น ปฏิกิริยาทั้งหมดที่เกิดขึ้น ก็จะออกมาเป็นแบบนี้ C บวกด้วย O-2 ตามมาด้วยลูกศรแสดงการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งจะได้ออกมาเป็น C-O-2 นั่นเอง การอธิบายการเกิดปฏิกิริยาเคมีด้วยวิธีนี้ คือการใช้สัญลักษณ์ทางเคมี ที่เรียกกันว่าสมการเคมี เพราะฉะนั้น จึงมี 3 วิธี ที่จะอธิบายการเกิดปฏิกิริยาเคมี ระหว่างคาร์บอนและออกซิเจนได้ แบบแรกคือใช้สมการเข้ามาช่วย โดยจะเขียนชื่อสารตั้งต้นที่มีอยู่ลงไป แบบที่ 2 คือใช้สูตรโครงสร้าง ของสารตั้งต้นมาอธิบาย โดยแสดงให้เห็นถึงลักษณะ ของโมเลกุลว่าเป็นอย่างไร แบบที่ 3 คือใช้สมการเคมี ที่แสดงให้เห็นจำนวนของอะตอม แต่ละชนิดที่เรามีอยู่