โครงสร้ร้า ร้ร้ งอะตอม ATOM
Topics 1.แบบจำ ลองอะตอมของดอลตัน 2.แบบจำ ลองอะตอมของทอมสัน 3.แบบจำ ลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด 4.แบบจำ ลองอะตอมของโบร์ 5.การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม 6.แบบจำ ลองอะตอมกลุ่มหมอก
อะตอม (Atom) หมายถึง อนุภาคที่เล็กที่สุดของสสารที่ยังคงมี คุณสมบัติทางเคมีของธาตุนั้นๆอยู่ โครงสร้างของอะตอม ประกอบด้วยนิวเคลียสซึ่งอยู่ตรงกลางและมีอิเล็กตรอนโคจรอยู่ รอบๆนิวเคลียส ภายในนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและ นิวตรอนซึ่งในสภาวะปกติโครงสร้างของอะตอมจะมีจำ นวน อิเล็กตรอนเท่ากับจำ นวนโปรตอน What is atom? This is atom
The team จุฑ จุ าทิพทิ 9 ประดิลัดิก ลั ษณ์ 19 ปาณิสณิรา 21 สิรสิภัส ภั 33
1.แบบจำ ลองของดอลตัน แบบจำ ลองอะตอมของดอลตัน กล่าวไว้ว่า “ อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลมตัน ที่ไม่สามารถแบ่งแยก ทำ ลาย หรือสร้างใหม่ได้ ” สสารทุกชนิดประกอบด้วยอะตอม ซึ่งเป็นหน่วยที่เล็กที่สุด มีลักษณะเป็นทรงกลม ไม่สามารถ แบ่งแยกได้อีก อะตอมไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่ หรือทำ ลายได้ อะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน จะมีคุณสมบัติเหมือนกัน เมื่ออะตอมของธาตุต่างชนิดมารวมตัวกัน จะเกิดเป็นสารประกอบ โดยสารประกอบจะมีอัตราส่วน ของธาตุเป็นเลขลงตัวจำ นวนน้อยๆ ซึ่งดอลตันก็ได้อธิบายแนวคิดเกี่ยวกับอะตอมไว้ 4 ข้อ ได้แก่
รูป รู ภาพแบบจำ ลอง ของดอลตัน กลมๆตันๆ
แบบจำ ลองของทอมสัน เซอร์ โจเซฟ จอห์น ทอมสัน (J.J Thomson) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้สนใจปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในหลอดรังสีแคโทด จึงทำ การ ทดลองเกี่ยวกับการนำ ไฟฟ้าของแก๊สขึ้นในปี พ.ศ. 2440 (ค.ศ. 1897)ทอมสันศึกษาแนวคิดที่ว่า ก๊าซสามารถนำ ไฟฟ้าได้ ถ้ามีสภาพเหมาะ สม ซึ่งได้แก่ การจัดสภาพให้มีความต่างศักย์สูงมากๆ และความดันต่ำ โดยใช้หลอดแก้วสุญญากาศ ซึ่งประกอบด้วยวงจรไฟฟ้ากระแสตรงที่มี ความต่างศักย์ 10,000 โวลต์ ขั้วไฟฟ้าที่ต่อกับขั้วบวก เรียกว่า แอโนด และขั้วลบ เรียกว่า แคโทด เมื่อผ่านไฟฟ้าเข้าไปในหลอดพบว่า เกิด ลำ แสงพุ่งจากแคโทด ไปยังแอโนด เรียกลำ แสงนี้ว่า รังสีแคโทด
แบบจำ ลองของทอมสัน ในปี 1895 หลังจากทอมสันได้ค้นพบอิเลคตรอน(จากการหาค่าประจุต่อมวลของอนุภาคในรังสีแคโทด) และเชื่อว่าอะตอมแบ่งแยกได้ โด ยมีอิเลคตรอน เป็นส่วนประกอบหนึ่งของอะตอม ทอมสันจึงสร้างแบบจำ ลองอะตอม ซึ่งแบบจำ ลองอะตอมของทอมสันจะมีลักษณะดังนี้ 1.อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลม 2.เนื้ออะตอมส่วนใหญ่จะเป็นประจุไฟฟ้าบวกและมีประจุลบกระจายอยู่ อย่างสม่ำ เสมอ 3. ภาวะปกติอะตอมจะเป็นกลางทางไฟฟ้า(มีประจุไฟฟ้าบวกเท่ากับประจุไฟฟ้าลบ) 4.ภาวะปกติอิเลคตรอนจะอยู่นิ่งในอะตอม
อย่างไรก็ตามแบบจำ ลองอะตอมของทอมสัน มีข้อบกพร่องอยู่หลาย ประการ เช่น •ไม่สามารถอธิบายได้ว่าประจุไฟฟ้าบวกยึดกันอยู่ได้อย่างไรทั้งๆที่มีแรงผลักทางคูลอบ์มซึ่งกันและกัน •ไม่สามารถอธิบายการเกิดสเปกตรัมได้ •ธาตุนีออน(Neon)ซึ่งมีอิเลคตรอน 10 ตัว ธาตุโซเดียม(Na)มีอิเลคตรอน 11 ตัวการจัดเรียงตัวของอะตอมก็น่าจะคล้ายๆกันแต่ทำ ไมอิเลค ตรอนตัวที่ 11 ของโซเดียมจึงหลุดจากอะตอมได้ง่ายกว่าอิเลคตรอนตัวที่ 10 ของธาตุนีออน •อธิบายไม่ได้ว่าทำ ไมโซเดียมจึงทำ ปฏิกิริยากับธาตุอื่นๆได้ดีกว่านีออนทั้งๆที่การจัดเรียงตัวของอะตอมคล้ายๆกัน แบบจำ ลองของทอมสัน
แบบจำ ลองของทอมสัน ก่อนหน้าที่ทอมสันจะทำ การทดลองรังสีแคโทด ได้มีนักวิทยาศาศตร์ที่ทำ การทดลองเรื่องหลอดรังสีเหมือนกัน หลอดรังสีแคโทดของวิลเลี่ยม ครูกส์ ทำ การทดลองผ่านไฟฟ้ากระแสตรงเข้าไปในหลอดแก้วบรรจุแก๊สความดัน(ดูด อากาศออก)และความต่างศักย์ไฟฟ้าสูง(10,000v) พบว่า จะเกิดรังสีพุ่งออกจาก แคโทดไปยังแอโนดเรียกรังสีนี้ว่า รังสีแคโทด(Cathode rays) และเรียกหลอด แก้วชนิดนี้ว่า หลอดรังสีแคโทด
แบบจำ ลองของรัทเทอร์ฟอร์ด ลอร์ดเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ได้ทำ การทดลอง โดยการยิงอนุภาคแอลฟาไปยังแผ่นทองคำ ดังรูป • จุด X เป็นจุดที่อนุภาคแอลฟาผ่านไปยังฉากในแนวเส้นตรง แสดงว่า ภายในอะตอมน่าจะมีพื้นที่ว่างเป็นจำ นวนมาก เพราะ อนุภาคแอลฟาส่วน ใหญ่ทะลุผ่านแผนทองคำ เป็นแนวเส้นตรง
• จุด Y อนุภาคแอลฟาเบี่ยงเบนเล็กน้อย แสดงว่าภายในอะตอมควรมีอนุภาค บางอย่างรวมกันเป็นกลุ่มก้อนขนาดเล็ก มีมวลมากพอที่ทำ ให้อนุภาคแอลฟาวิ่งไป เฉียดแล้วเบี่ยงเบน • จุด Z อนุภาคแอลฟาสะท้อนกลับ แสดงว่าในอะตอมจะมี อนุภาคบางอย่างที่เป็นกลุ่มก้อน มีมวลมากพอที่ทำ ให้อนุภาค แอลฟาสะท้อนกลับ แบบจำ ลองของรัทเทอร์ฟอร์ด
การค้นพบนิวตรอน สาเหตุที่ค้นพบนิวตรอน 1. เนื่อจากมวลของอะตอมต่าง มักเป็น 2 เท่า หรือมากกว่า 2 เท่าของมวลโปรตรอนรวมรัทเทอร์ฟอร์ดสันนิษฐานว่า น่าจะมี อนุภาคอีกชนิดหนึ่งอยู่ในนิวเคลียส และอนุภาคนี้ต้องมีมวลใกล้เคียงกันกับมวลของโปรตรอนมาก และต้องเป็นกลางทาง ไฟฟ้า 2. ทอมสันศึกษาหามวลของอนุภาคบวกของ Ne ปรากฎว่า อนุภาคบวกนี้มีมวล 2 เท่า ผลการทดลองนี้สนับสนุนว่าจะต้องมี อนุภาคอีกชนิดหนึ่งอยู่ในนิวเคลียสเชดวิก ได้ยิงอนุภาคแอลฟาไปยัง Be ปรากฎว่าได้อนุภาคชนิดนึ่งออกมาซึ่งมีมวลใกล้ เคียงกับมวลของโปรตรอนและไม่มีประจุไฟฟ้า เรียกอนุภาคนี้ว่า " นิวตรอน " แบบจำ ลองของรัทเทอร์ฟอร์ด
แบบจำ ลองของรัทเทอร์ฟอร์ด อะตอมมีลักษณะโปร่ง ประกอบด้วยประจุไฟฟ้าบวกที่รวมกันอยู่ที่ศูนย์กลางเรียกว่า นิวเคลียส ซึ่งถือว่าเป็นที่รวม ของมวลเกือบทั้งหมดของอะตอม โดยมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบๆนิวเคลียสด้วยระยะห่างจากนิวเคลียสมาก เมื่อ เทียบกับขนาดของนิวเคลียส และระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนเป็นที่ว่างเปล่า
อนุภาคมูลฐานของอะตอม ในการทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ดสรุปว่าอะตอมมีโปรตอนและอิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบ ดังนั้น การคิดมวลอะตอมควรคิดจากมวล โปรตอนรวมกับมวลของอิเล็กตรอน แต่มวลของอิเล็กตรอนน้อยมาก การคิดมวลอะตอมจึงคิดจากมวลโปรตอน พบว่ามวลโปรตอน 1 โปรตอนเท่ากับ 1.673 x 10–24 กรัม หรือคิดเป็น 1 หน่วยมวลอะตอม (1 amu = 1 atomic mass unit) ดังนั้นมวลอะตอมควรมี ค่าเท่ากับหรือใกล้เคียงกับจำ นวนโปรตอน แต่จากการทดลองกลับพบว่ามวลอะตอมจริง ๆ มีค่าเป็น 2 เท่าหรือมากกว่า 2 เท่าของ จำ นวนโปรตอน ในปี พ.ศ. 2463 (หรือค.ศ.1920) รัทเทอร์ฟอร์ดได้เสนอความเห็นว่าน่าจะมีอนุภาคอีกชนิดหนึ่งที่เป็นกลางทาง ไฟฟ้าซึ่งมีมวลใกล้เคียงกับมวลโปรตอน
อนุภาคมูลฐานของอะตอม ต่อมาในปี พ.ศ. 2475 (ค.ศ. 1932) เจมส์ แชดวิก (James Chadwick) ได้ค้นพบอนุภาค อีกชนิดหนึ่ง ไม่มีประจุไฟฟ้า และตั้งชื่อว่า “ นิวตรอน ” (neutron) นิวตรอนมีมวลมากกว่า โปรตอนเล็กน้อย โดยมีมวลเท่ากับ 1.675 x 10–24 กรัม และรัทเทอร์ฟอร์ดได้เสนอว่า นิวตรอนเป็นอนุภาคที่อยู่ในนิวเคลียสของอะตอม ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์พบว่าโปรตอนและ นิวตรอนอัดกันแน่นอยู่ในนิวเคลียสยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงนิวเคลียร์ (nuclear force) และ อนุภาคที่ประกอบเป็นนิวเคลียสเรียกว่า “ นิวคลีออน ” (nucleon)
ในปัจจุบันพบว่าในอะตอมประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ มากกว่า 30 ชนิด และแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้ 1. อนุภาคที่ไม่เสถียร (unstable particles) เป็นอนุภาคที่ไม่อยู่ตัว สลายตัวได้ง่าย อนุภาคเหล่านี้เกิดจากการยิงนิวเคลียสของอะตอมด้วย อนุภาคชนิดต่าง ๆ ตัวอย่างอนุภาคที่ไม่เสถียรได้แก่ positron , antiproton , neutrino เป็นต้น 2. อนุภาคที่เสถียร (stable particles) เป็นอนุภาคที่อยู่ตัว ไม่สลายตัว มี 3 ชนิดคือ โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน เรียกอนุภาคทั้งสาม ว่า “ อนุภาคมูลฐานของอะตอม ”
1. เลขอะตอม (Atomic number) คือตัวเลขที่แสดงจำ นวนโปรตอนของธาตุ ใช้สัญลักษณ์ Z นักวิทยาศาสตร์คน แรกที่หาเลขอะตอมได้คือ เฮนรี โมสลีย์ เป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เลข อะตอมเป็นค่าเฉพาะสำ หรับธาตุหนึ่ง ๆ ธาตุแต่ละชนิดมีเลขอะตอมไม่ซ้ำ กัน ดัง นั้นเลขอะตอมจึงบอกชนิดของธาตุได้ เลขอะตอม เลขมวล และสัญลักษณ์นิวเคลียร์
เลขอะตอม เลขมวล และสัญลักษณ์นิวเคลียร์ 2. เลขมวล (Mass number) คือตัวเลขที่แสดงผลรวมของจำ นวนโปรตอนและจำ นวนนิวตรอน มีสัญลักษณ์ A เลขมวลจะมีค่าใกล้เคียงกับมวลอะตอม (Atomic mass) แต่เลขมวลเป็น เลขจำ นวนเต็มเสมอ ส่วนมวลอะตอมอาจเป็นจำ นวนเต็มหรือทศนิยมก็ได้ และเลข มวลไม่เป็นค่าเฉพาะสำ หรับธาตุ ธาตุต่างชนิดกันอาจมีเลขมวลเท่ากันได้ เลขมวล = จำ นวนโปรตอน + จำ นวนนิวตรอน
เลขอะตอม เลขมวล และสัญลักษณ์นิวเคลียร์ 3. สัญลักษณ์นิวเคลียร์ (nuclear symbol) เป็นสัญลักษณ์ที่แสดงให้ทราบว่าอะตอมของธาตุ 1 อะตอมประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานอย่างละกี่อนุภาค โดยเขียนสัญลักษณ์ของธาตุซึ่งแสดงเลขมวล ที่มุมบนด้านซ้าย และเขียนเลขอะตอมที่มุมล่างด้านซ้าย เช่น p = 12 p = 6 p = 8 e– = 12 e– = 6 e– = 10 n = 12 n = 6 n = 8
ไอโซโทป ไอโซโทน ไอโซบาร์และไอโซอิเล็กทรอนิกส์ อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันที่ มีโปรตอนเท่ากัน แต่มีเลขมวล และจำ นวนนิวตรอนต่างกัน (หรือมีมวลต่างกัน) ไอโซโทป ธาตุต่างชนิดกันที่มีจำ นวน นิวตรอนเท่ากัน แต่มีเลขมวล และเลข อะตอมไม่เท่ากัน ไอโซโทน ธาตุต่างชนิดกันที่มีเลขมวล เท่ากัน แต่มีเลขอะตอมและ จำ นวนนิวตรอนไม่เท่ากัน ไอโซบาร์ ไอโซอิเล็กทรอนิกส์ ธาตุต่างชนิดกันที่มีจำ นวน อิเล็กตรอนเท่ากัน
นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามศึกษาเรื่องเกี่ยวกับอะตอม โดยได้เสนอแบบจำ ลองอะตอมจากการทดลอง ที่เกิดขึ้น ซึ่งแบบจำ ลองของรัทเธอร์ฟอร์ดได้รับการยอมรับแต่ก็ยังไม่สมบูรณ์ จึงมีผู้พยายามหาคำ อธิบายเพิ่มเติม โดยในปี 1913 นีล โบร์(Niels Bohr) นักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก ได้ทำ การ ศึกษาการเกิดสเปกตรัมของก๊าซไฮโดรเจน และได้สร้างแบบจำ ลองอะตอมเพื่อใช้อธิบายลักษณะการ เคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนรอบ ๆ นิวเคลียสเป็นวงคล้ายกับวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ แต่ละวงจะมีระดับพลังงานเฉพาะตัว และเรียกระดับพลังงานของอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสที่สุด ซึ่งมีระดับพลังงานต่ำ ที่สุด เรียกว่า ระดับพลังงาน K และเรียกระดับพลังงานถัดออกมาว่า ระดับ พลังงาน L,M,N,...ตามลำ ดับ แบบจำ ลองอะตอมของโบร์
•เขาศึกษาสเปกตรัมการเปล่งแสงของธาตุ โดยบรรจุแก๊สไฮโดรเจนในหลอดปล่อยประจุ จากนั้นให้พลังงานเข้าไป •สเปกตรัม หมายถึง อนุกรมของแถบสีหรือเส้นที่ได้จากการผ่านพลังงานรังสีเข้าไปในสเปกโตรสโคป ซึ่งทำ ให้พลังงานรังสี แยกออกเป็นแถบหรือเป็นเส้น ที่มีความยาวคลื่นต่างๆเรียงลำ ดับกันไป •ความยาวคลื่น คือระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ หน่วยของความยาวคลื่นอาจระบุเป็นเมตร (m) หรือหน่วยย่อของ เมตร เช่น นาโนเมตร (nm) •ความถี่ของคลื่น หมายถึงจำ นวนรอบของคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดหนึ่งในเวลา 1 วินาที ความถี่ของคลื่นจึงมีหน่วยเป็นจำ นวน รอบต่อวินาที หน่วยนี้มีชื่อเรียกอีกอย่างนึงว่าเฮิร์ต (Hz) แบบจำ ลองอะตอมของโบร์ วิธีการทดลอง ความยาวคลื่น ใช้สัญลักษณ์ ความถี่ของคลื่น ใช้สัญลักษณ์ 1 นาโนเมตร เท่ากับ 10-⁹ เมตร v อ่านว่า แลมบ์ดา อ่านว่า นิว •คลื่นที่ได้ศึกษาในที่นี้คือกลุ่มคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งประกอบด้วยคลื่นที่มีความถี่และ ความยาวคลื่นต่างๆกันเป็นช่วงกว้าง
แบบจำ ลองอะตอมของโบร์ ผลการทดลอง อิเล็กตรอนเคลื่อนจากขั้วบวกไปขั้วลบชนกับแก๊สไฮโดรเจน จากนั้นเปล่งแสงออกมาผ่านปริซึมทำ ให้เราเห็นเป็นเส้น สเปกตรัมสีต่าง ๆ ตกบนฉากรับภาพ การเปล่งแสงของธาตุไฮโดรเจน เกิดจากอิเล็กตรอนเปลี่ยนระดับพลังงานจากวงโคจรสูงไปสู่วงโคจรต่ำ พร้อมทั้งคาย พลังงานในรูปแสงสีต่าง ๆ ระดับพลังงานแต่ละชั้น เมื่อ 2.18 X 10-18 J = ค่าคงที่ของริดเบิร์ก(Rydberg constant) n = เลขควอนตัมหลัก = 1, 2, 3 สรุปผลการทดลอง
นีลส์ โบร์ ได้เสนอแบบจำ ลองอะตอมขึ้นมา สรุปได้ดังนี้ 1. อิเล็กตรอนจะอยู่กันเป็นชั้น ๆ แต่ละชั้นเรียกว่า “ระดับพลังงาน ” 2. แต่ละระดับพลังงานจะมีอิเล็กตรอนบรรจุได้ดังนี้ จำ นวนอิเล็กตรอน = 2n2 ระดับพลังงาน K ระดับพลังงาน L ระดับพลังงาน M ระดับพลังงาน N ระดับพลังงาน O ระดับพลังงาน P ระดับพลังงาน Q แบบจำ ลองอะตอมของโบร์
3. อิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานวงนอกสุดเรียกว่า เวเลนซ์อิเล็กตรอน (Valent electron) จะเป็น อิเล็กตรอนที่เกิดปฏิกิริยาต่าง ๆ ได้ 4. อิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานวงในอยู่ใกล้นิวเคลียส จะเสถียรมาก เพราะประจุบวกจากนิวเคลียสดึงดูดไว้ อย่างดี ส่วนอิเล็กตรอนระดับพลังงานวงนอก จะไม่เสถียร เพราะนิวเคลียสส่งแรงไปดึงดูดได้น้อยมาก อิเล็กตรอน พวกนี้จึงมีพลังงานสูงหลุดออกจากอะตอมได้ง่าย 5. ระดับการพลังงานวงในจะอยู่ห่างกันมาก ส่วนระดับพลังงานวงนอกจะอยู่ชิดกันมาก 6. การเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอน ไม่จำ เป็นต้องเปลี่ยนในระดับถัดกัน อาจเปลี่ยน ข้ามระดับพลังงาน กันก็ได้ แบบจำ ลองอะตอมของโบร์
แบบจำ ลองอะตอมของโบร์ อะตอมประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่รอบ นิวเคลียสเป็นวง แต่ละวงมีระดับพลังงาน
การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม 1.จำ นวนระดับพลังงานของอิเล็กตรอน ทำ ให้ทราบว่าธาตุนั้นอยู่คาบใด ถ้าธาตุมีจำ นวนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนเท่ากัน แสดงว่า ธาตุนั่นอยู่หมู่ธาตุเดียวกัน เช่น Mg มีเลขอะตอม 12 มีการจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานดังนี้ 2,8,2 Mg มี3 ระดับพลังงาน S มีเลขอะตอม 16 มีการจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานดังนี้ 2,8,6 S มี3 ระดับพลังงาน แสดงว่า MgกับS อยู่ในคาบเดียวกัน
การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม 2.จำ นวนเวเลซ์อิเล็กรตอน หรืออิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานนอกสุด ทำ ให้ทราบหมู่ของธาตุ ถ้าธาตุมีจำ นวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน เท่ากันทแสดงว่าธาตุนั้นอยู่ในหมู่เดียวกัน เช่น Na มีเลขอะตอม11 มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงาน 2,8,1 Na มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1 K มีเลขอะตอม19 มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงาน 2,8,8,1 K มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1 แสดงว่า ธาตุ NaกับK อยู่ในหมู่เดียกัน
จำ นวนอิเล็กตรอนที่มีได้มากที่สุดในแต่ละระดับพลังงาน = 2n2 เมื่อ n แทนลำ ดับพลังงาน (มีค่า = 1, 2, 3, …..ตามลำ ดับ) ระดับพลังงาน n = 1 มีจำ นวนอิเล็กตรอนได้มากที่สุด = 2 ตัว ระดับพลังงาน n = 2 มีจำ นวนอิเล็กตรอนได้มากที่สุด = 8 ตัว ระดับพลังงาน n= 3 มีจำ นวนอิเล็กตรอนได้มากที่สุด = 18 ตัว ระดับพลังงาน n = 4 มีจำ นวนอิเล็กตรอนได้มากที่สุด = 32 ตัว ระดับพลังงาน n = 5 มีจำ นวนอิเล็กตรอนได้มากที่สุด = 32 ตัว ระดับพลังงาน n = 6 มีจำ นวนอิเล็กตรอนได้มากที่สุด = 18 ตัว ระดับพลังงาน n = 7 มีจำ นวนอิเล็กตรอนได้มากที่สุด = 8 ตัว
การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อย การจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลัก ทำ ให้แต่ละระดับพลังงานมีจำ นวนอิเล็กตรอนมากจึงเกิดปัญหาว่าอิเล็กตรอนเหล่านั้นอยู่ในระดับพลังงาน เดียวกันได้อย่างไร ทำ ไมจึงไม่ผลักกัน เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์จึงได้ศึกษาเกี่ยวกับระดับพลังงานย่อยเพื่อกระจายอิเล็กตรอนในแต่ละ ระดับพลังงานหลัก เข้าสู่ระดับพลังงานย่อย โดยอาศัยรูปแบบโคจรของอิเล็กตรอนรอบ ๆ นิวเคลียสเป็นเกณฑ์ในการแบ่งอิเล็กตรอนเป็นกลุ่มย่อย ๆ และเรียกรูปแบบวงโคจรนี้ว่าออร์บิทัล (Orbital) โดย 1 ออร์บิทัลจะมีอิเล็กตรอนได้ไม่เกิน 2 อิเล็กตรอน ระดับพลังงานย่อยมี 4 ระดับ คือ s, p, d, f โดยระดับพลังงานย่อยมี s มี 1 ออร์บิทัล บรรจุอิเล็กตรอนได้สูงสุด 2 อิเล็กตรอน p มี 3 ออร์บิทัล บรรจุอิเล็กตรอนได้สูงสุด 6 อิเล็กตรอน d มี 5 ออร์บิทัล บรรจุอิเล็กตรอนได้สูงสุด 10 อิเล็กตรอน f มี 7 ออร์บิทัล บรรจุอิเล็กตรอนได้สูงสุด 14 อิเล็กตรอน
1. หลักกีดกันของเพาลี ในการบรรจุอิเล็กตรอนในออร์บิทัลซึ่งจะเขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ ส่วนอิเล็กตรอนจะใช้ลูกศร เช่น ↑ สำ หรับสปินขึ้น และ ↓ สำ หรับสปินลง ถ้าออร์บิทัลมีอิเล็กตรอนอยู่เต็มจะเขียนแทนด้วยรูปภาพ เรียกอิเล็กตรอนทั้งสองว่า อิเล็กตรอนคู่ ถ้ามีอิเล็กตรอนเพียง ครึ่งหนึ่ง นิยมเขียนเป็นสปินขึ้น และเรียกว่า อิเล็กตรอนเดี่ยว การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อย บอกชั้น บอกออร์บิทัล บอกตำ แหน่งในออร์บิทัล
2.กฎของฮุนด์ กล่าวว่า “ ลักษณะที่ทำ ให้มีอิเล็กตรอนเดี่ยวมากที่สุดเท่าที่จะมากได้ ” ถ้าทุกๆ ออร์บิทัลในระดับพลังงานเดียวกันนั้น มีอิเล็กตรอนอยู่ เต็ม (2 อิเล็กตรอนต่อ 1 ออร์บิทัล) เรียกว่าเป็น การบรรจุเต็ม (full-filled configuration)แต่ถ้ามีอิเล็กตรอนอยู่เพียงครึ่งเดียว (1 อิเล็กตรอนต่อ 1 ออร์บิทัล) เหมือนกันหมด เราเรียกว่าเป็น การบรรจุครึ่ง (half-filled configuration) การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อย
3.หลักอาฟบาว กล่าวว่า การบรรจุอิเล็กตรอนลงในแต่ละออร์บิทัลจะต้องบรรจุลงในออร์บิทัลที่มีพลังงานต่ำ สุดก่อน แล้วจึงบรรจุอิเล็กตรอนลงในออร์บิทัล ถัดไปที่มีพลังงานสูงขึ้นตามระดับพลังงานต่ำ ไปสูง ซึ่งไปตามแผนผังดังนี้ การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อย
ลำ ดับการเติมอิเล็กตรอนลงในระดับพลังงานย่อยในการจัดเรียงอิเล็กตรอน 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p s ยกกำ ลัง 2 p ยกกำ ลัง 6 d ยกกำ ลัง 10 f ยกกำ ลัง 14 การบอกหมู่ของธาตุและคาบแทรนซิชั่น การบอกคาบ—>ดูค่าdn วงนอกสุด *** ถ้าเป็นf—>บอกหมู่ไม่ได้ d1=3B d2=4B d3=5B d4=6B d5=7B d6=8B d7=8B d8=8B d9=1B d10=2B
สรุปแนวคิดทาง กลศาสตร์ควอนตัม 1.อิเ อิ ล็ก ล็ ตรอนมีส มี มบัติ บั เ ติป็น ป็ ทั้ง ทั้ อนุภ นุ าคและคลื่น ลื่ ทำ ให้ไห้ ม่ส ม่ ามารถระบุตำ บุ ตำ แหน่ง น่ ที่แ ที่ น่น น่ อนของอิเ อิ ล็ก ล็ ตรอนได้ 2.แต่ส ต่ ามารถระบุไ บุ ด้ว่ ด้ า ว่ บริเ ริ วณใดที่มี ที่โมี อกาศพบอิเ อิ ล็ก ล็ ตรอน 3อิเ อิ ล็ก ล็ ตรอนเคลื่อ ลื่ นที่อ ที่ ยู่ร ยู่ อบๆนิว นิ เคลีย ลี สในลักลั ษณะของกลุ่ม ลุ่ หมอกที่มี ที่ ปมี ระจุเ จุ ป็น ป็ ลบ 3.1ยิ่ง ยิ่ เข้า ข้ใกล้นิ ล้ ว นิ เคลีย ลี สโอกาศที่พ ที่ บอิเ อิ ล็ก ล็ ตรอนยิ่ง ยิ่ สูง สู ขึ้น ขึ้ 4.กลุ่ม ลุ่ หมอกหรือ รื บริเ ริ วณที่มี ที่โมี อกาศพบอิเ อิ ล็ก ล็ ตรอน เรีย รี กว่า ว่ ออร์บิ ร์ ทั บิ ล ทั 4.1ออร์บิ ร์ ทั บิ ล ทั มีห มี ลายรูป รู แบบ เช่น ช่ s, p, d และ f แบบจำ ลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก
THANK YOU! THANK YOU! THANK YOU! THANK YOU!