บทที่ 2(3) การจัดเรียงอิเล็กตรอน (3)

บทที่ 2 อะตอมและสมบัติของธาตุ เรื่อง การจัดเรียงอิเล็กตรอน หน้า 1

การจัดเรียงอิเล็กตรอน

การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลัก (Shell)

อะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิ วตรอนอยู่รวมกันในนิ วเคลียส

โดยมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่อยู่รอบๆ จำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละระดับพลังงานหลัก

(energy level , shell) จะแตกต่างกันดังนี้ 2

1. จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดในแต่ละระดับพลังงานหลัก = 2n

(n คือ ลำดับของระดับพลังงานหลัก)

2. จำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุดมีได้ไม่เกิน 8
3. จำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานที่ถัดจากชั้นนอกสุดเข้ามามีได้

ไม่เกิน 18

บทที่ 2 อะตอมและสมบัติของธาตุ เรื่อง การจัดเรียงอิเล็กตรอน หน้า 2

ให้นักเรียนเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลัก (Shell)ของธาตุต่อไปนี้ ทำลงสมุด

ธาตุ จัดเรียงอิเล็กตรอน หมู่ คาบ

F

Cs

Ga

Kr

Ra

Sb

บทที่ 2 อะตอมและสมบัติของธาตุ เรื่อง การจัดเรียงอิเล็กตรอน หน้า 3

การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อย (Subshell)

ในปัจจุบันนั กวิทยาศาสตร์ได้ทำการศึกษาสเปกตรัมของธาตุต่างๆ โดยละเอียดทำให้ทราบว่าระดับ

พลังงานหลัก ( n ) ยังแบ่งออกเป็นระดับพลังงานย่อย ( Energy Sublevels ) ได้อีกระดับพลังงานย่อยที่

ค้นพบแล้วได้แก่

1. s เก็บอิเล็กตรอนได้สูงสุด 2 ตัว 2. p เก็บอิเล็กตรอนได้สูงสุด 6 ตัว

3. d เก็บอิเล็กตรอนได้สูงสุด 10 ตัว 4. f เก็บอิเล็กตรอนได้สูงสุด 14 ตัว

5. g เก็บอิเล็กตรอนได้สูงสุด 18 ตัว 6. h เก็บอิเล็กตรอนได้สูงสุด 22 ตัว

บทที่ 2 อะตอมและสมบัติของธาตุ เรื่อง การจัดเรียงอิเล็กตรอน หน้า 4

การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อย (Subshell)

ระดับพลังงานหลักแต่ละระดับ จะมีจำนวนระดับพลังงานย่อยไม่เท่ากัน
ระดับพลังงาน K (1) มี 1 ระดับพลังงานย่อย ได้แก่ 1s
ระดับพลังงาน L (2) มี 2 ระดับพลังงานย่อย ได้แก่ 2s 2p
ระดับพลังงาน M (3) มี 3 ระดับพลังงานย่อย ได้แก่ 3s 3p 3d
ระดับพลังงาน N (4) มี 4 ระดับพลังงานย่อย ได้แก่ 4s 4p 4d 4f
ระดับพลังงาน O (5) มี 5 ระดับพลังงานย่อย ได้แก่ 5s 5p 5d 5f 5g

การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอมในออร์บิทัล

ปกติแล้วอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา บริเวณที่อิเล็กตรอนวิ่งอยู่และมีโอกาสสูงที่จะได้พบ
อิเล็กตรอนเรียกว่า ออร์บิทัล ( Orbital ) ในแต่ละระดับพลังงานย่อย จะมีจำนวนออร์บิทัลไม่เท่ากัน

ระดับพลังงานย่อย s มี 1 orbital
ระดับพลังงานย่อย p มี 3 orbital
ระดับพลังงานย่อย d มี 5 orbital
ระดับพลังงานย่อย f มี 7 orbital

บทที่ 2 อะตอมและสมบัติของธาตุ เรื่อง การจัดเรียงอิเล็กตรอน หน้า 5

การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอมในออร์บิทัล

หลักการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบออร์บิทัล
1. ต้องบรรจุอิเล็กตรอนลงในออร์บิทัลของระดับพลังงานย่อยต่ำสุดให้เต็มก่อน แล้วจึงบรรจุ

อิเล็กตรอนลงออร์บิทัลของระดับพลังงานย่อยชั้นบนๆ ต่อไป - หลักเอาฟเบา (Aufbau principle)

2. ในออร์บิทัลหนึ่ ง ๆ จะมีอิเล็กตรอนได้ 2 ตัว และอิเล็กตรอนที่อยู่ในออร์บิทัลเดียวกันจะต้องวิ่งสวน
ทางกันเสมอ - หลักการกีดกันของเพาลี (Pauli Exclusion Principle)

3. หากในระดับพลังงานย่อยเดียวกันมีหลายออร์บิทัล ต้องบรรจุอิเล็กตรอนลงออร์บิทัลละ 1 ตัวให้ครบ
ทุกออร์บิทัลก่อน แล้วจึงจัดอิเล็กตรอนเข้าไปอยู่คู่ - กฎของฮุนด์ (Hund’s Rule)

เราสามารถหาลำดับการเรียงระดับพลังงานย่อยจากชั้นต่ำสุดออกไป โดยทำตามขั้นตอนต่อไปนี้
ขั้น 1. เขียนแผนภาพดังนี้

ขั้น 2. เขียนระดับพลังงานย่อยตามแนวลูกศรทีละเส้นจากล่างสุดขึ้นบนสุด
จะได้ระดับ พลังงานย่อยเรียงลำดับจากต่ำสุดขึ้นไปดังนี้
1s , 2s , 2p , 3s , 3p , 4s , 3d , 4p , 5s , 4d , 5p , 6s , 4f , 5d ,
6p , 7s , 5f , ….

บทที่ 2 อะตอมและสมบัติของธาตุ เรื่อง การจัดเรียงอิเล็กตรอน หน้า 6

แบบฝึกหัดเพิ่มเติมเรื่องการจัดเรียงอิเล็กตรอน (ทำลงสมุด)

1.จงจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานย่อยและระดับพลังงานหลักของอะตอมต่อไปนี้
1.1 K

19

1.2 46 Pd
1.3 Mn

25

1.4** Cr

24

1.5** Cu

29

2.จงจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานย่อยของแก๊สเฉื่ อยต่อไปนี้

2.1 He

2.2 Ne

2.3 Ar

2.4 Kr

2.5 Xe

2.6 Rn

บทที่ 2 อะตอมและสมบัติของธาตุ เรื่อง การจัดเรียงอิเล็กตรอน หน้า 7

แบบฝึกหัดเพิ่มเติมเรื่องการจัดเรียงอิเล็กตรอน (ทำลงสมุด)

3.จงจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานย่อยในรู ปแก๊สเฉื่ อยของอะตอมต่อไปนี้
3.1 As
3.2 Cs
3.3 Al
3.4 Mg
3.5 Ag

4.จงจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานย่อยของไอออนต่อไปนี้

2-

4.1 O

4.2 Na +

4.3 Ca2+

4.4 Al 3+

4.5 Br-

4.6 Fe2+

บทที่ 2 อะตอมและสมบัติของธาตุ เรื่อง การจัดเรียงอิเล็กตรอน หน้า 8

แบบฝึกหัดเพิ่มเติมเรื่องการจัดเรียงอิเล็กตรอน (ทำลงสมุด)

5. พิจารณาการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบพลังงานย่อยของอะตอมต่อไปนี้ แล้วตอบคำถาม
C P Mg Cl

5.1 ธาตุในข้อใดมีอิเล็กตรอนเดี่ยวมากที่สุด
5.2 ธาตุในข้อใดมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบบรรจุครึ่ง
5.3 ธาตุในข้อใดมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบบรรจุเต็ม

บทที่ 2 อะตอมและสมบัติของธาตุ เรื่อง การจัดเรียงอิเล็กตรอน หน้า 9

แบบฝึกหัดที่ 2.3 (ทำลงสมุด)

1.ธาตุวาเนเดียมและแคดเมียมมีเลขอะตอม 23 และ 48 ตามลำดับ จงแสดงการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับ
พลังงานย่อยและจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลักของธาตุทั้งสอง

2. ธาตุ A B และ C มีการจัดเรียงอิเล็กตรอน ดังนี้

ธาตุ A จัดเรียงอิเล็กตรอน เป็น 1s2 2s2 2p6 3s2 3p 2

ธาตุ B จัดเรียงอิเล็กตรอน เป็น 1s2 2s 2 2p6 3s 2

2 2 62 6
ธาตุ C จัดเรียงอิเล็กตรอน เป็น 1s 2s 2p 3s 3p

2.1 ธาตุ A B C มีเลขอะตอมเท่าใด

2.2 ธาตุแต่ละชนิ ดมีอิเล็กตรอนอยู่ในระดับพลังงานใดบ้าง และมีจำนวนเท่าใด

3. จงระบุสัญลักษณ์ของธาตุที่มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนดังต่อไปนี้ Cu + และ S 2 -
3.1 [Ar] 4s2 3d 1 0 4p 2
3.2 [Ne] 3s2 3p 3
3.3 [Kr] 5s2 4d 5

5. จงเขียนการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อยของ Zn2 +

บทที่ 2 อะตอมและสมบัติของธาตุ เรื่อง การจัดเรียงอิเล็กตรอน หน้า 10