การจัดเรียงอิเล็กตรอน

การจดั เรยี ง
อเิ ล็กอะตอม

1

การจดั เรยี งอิเล็กตรอนในอะตอม

1. การจัดเรียงอเิ ลก็ ตรอนในระดบั พลังงานหลกั
หลักการจดั เรียงอิเลก็ ตรอนในระดับพลงั งานหลกั

1. ใช้จานวนอเิ ลก็ ตรอนจากเลขอะตอมมาจัดเรียง

2. ต้องจัดอิเล็กตรอนเข้าไปในระดับพลังงานที่ n = 1 ใหเ้ ต็มกอ่ น

เมอื่ เตม็ แลว้ จงึ จดั เข้าสู่ระดับพลงั งาน n = 2 และ n = 3 ไปตามลาดบั

3. จานวนอเิ ล็กตรอนทีม่ มี ากทส่ี ดุ ในแต่ละดบั พลังงาน คานวณไดจ้ ากสตู ร ดังน้ี

จานวนอเิ ล็กตรอนในระดบั พลังงาน = 2n2

2

การจดั เรียงอิเลก็ ตรอนในอะตอม

หลกั การจัดเรยี งอเิ ลก็ ตรอนในระดับพลงั งานหลกั

4. จานวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานวงนอกสุดมไี ด้ไม่เกิน 8 อิเล็กตรอน และ
เรยี ก อเิ ล็กตรอนที่อยชู่ ั้นนอกสุดน้ีว่า เวเลนซอ์ ิเล็กตรอน
5. ถา้ ธาตุมเี ลขอะตอมอยูร่ ะหว่าง 1-20 และตงั้ แต่ 31 อนุภาคขึ้นไปให้

จัดเรียงอิเล็กตรอน 2, 8, 18, 32, ….
6. ถา้ ธาตมุ ีเลขอะตอมอยู่ระหว่าง 21-30 (แทรนซิชัน) จะมีการจดั อิเลก็ ตรอน

2, 8, X, 2

ยกเว้น Cr และ Cu จะจดั เรยี งอเิ ลก็ ตรอน 2, 8, X, 1 3

การจัดเรียงอิเลก็ ตรอนในอะตอม

การจดั เรยี งอิเลก็ ตรอนในระดบั พลังงานหลกั

ระดบั พลงั งาน จานวนอเิ ลก็ ตรอนทมี่ ไี ดม้ ากทส่ี ดุ 4
n=1 2
n=2 8
n=3 18
n=4 32
n=5 50
n=6 72
n=7 98

การจัดเรยี งอิเลก็ ตรอนในอะตอม

จานวนอเิ ลก็ ตรอนในระดบั พลงั งาน แสดงการจดั

ธาตุ เลขอะตอม

n=1 n=2 n=3 n=4 ในระดบั พลงั งานหลกั

H1 1 1

He 2 2 2

Li 3 2 1 21

Be 4

B5

C6

N7

O8 5

การจัดเรยี งอเิ ล็กตรอนในอะตอม

จานวนอเิ ลก็ ตรอนในระดบั พลงั งาน แสดงการจัด

ธาตุ เลขอะตอม n=1 n=2 n=3 n=4 ในระดบั พลงั งานหลกั

F9 28
Ne 10
Na 11 2 83 28 3
Mg 12
Al 13 6
Si 14
P 15
S 16

การจดั อิเลก็ ตรอนในอะตอม

ธาตุ เลขอะตอม จานวนอเิ ลก็ ตรอนในระดบั พลงั งาน 7

H1 n=1 n=2 n=3
He 2 1
Li 3 2
Be 4 21
B5 22
C6 23
N7 24
O8 25
F9 26
Ne 10 27
28

การจดั อเิ ลก็ ตรอนในอะตอม

ธาตุ เลขอะตอม จานวนอเิ ลก็ ตรอนในระดบั พลงั งาน 8

Na 11 n=1 n=2 n=3
Mg 12
Al 13 281
Si 14 282
P 15 283
S 16 284
Cl 17 285
Ar 18 286
287
288

ตัวอย่างการจดั เรยี งอเิ ล็กตรอน

หมู่ 1A คาบ 2
เวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอน 1

ระดบั พลงั งาน 2

โปรตอน นิวตรอน อิเลก็ ตรอน 9

ตวั อย่างการจัดเรยี งอิเลก็ ตรอน

โปรตอน หมู่ 6A คาบ 3
นิวตรอน เวเลนซ์อิเลก็ ตรอน 6
อเิ ลก็ ตรอน
ระดับพลังงาน 3

10

การจดั เรียงอิเลก็ ตรอนในอะตอม

ประโยชนข์ องการจดั เรยี งอิเลก็ ตรอน

สามารถบอกไดว้ า่ ธาตนุ ัน้ อยู่ หมใู่ ด คาบใด
 จานวนระดบั พลงั งานสูงสดุ จะบอก คาบ
 จานวนเวเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอนจะบอก หมู่

จานวนอเิ ลก็ ตรอนในระดับพลงั งาน จานวนระดับ เวเลนซอ์ ิเลก็ ตรอน
พลงั งาน หมู่
ธาตุ เลขอะตอม คาบ
3 5
n=1 n=2 n=3 n=4 3 8
4 1
P 15 2 8 5 4
2 11
Ar 18 2 8 8
K 19 2 8 8 1

Ca 20 2 8 8 2

จงจัดเรียงอเิ ลก็ ตรอน แล้วบอกหมู่ และคาบของอนภุ าคตอ่ ไปน้ี

ธาตุ จัดเรยี งอิเล็กตรอน (2, 8, 18, 32) หมู่ คาบ

6C 12
12Mg
17Cl
19K
31Ga
50Sn
84Po

การจัดเรียงอเิ ลก็ ตรอนในระดับพลงั งานย่อย

เสน้ สเปกตรมั ของใหไ้ ฮโดรเจนท่เี ปล่งแสง
ออกมา ซ่ึงประกอบไปดว้ ยเสน้ สเปกตรัมมากกวา่ 1
เส้น เสน้ สเปกตรัมทีเ่ กิดขึน้ นอกจากเปน็ การคาย
พลังงานของอเิ ล็กตรอนจากระดบั พลังงานหลัก
(shell) ยงั เปน็ การคายพลงั งานของอิเล็กตรอนจาก
ระดบั พลงั งานย่อย(subshell) ของแต่ละระดบั
พลงั งานอกี ด้วย ระดบั พลังงานย่อยถูกกาหนดเปน็
ตัวอักษร s p dและ f

13

จานวนระดับพลังงานยอ่ ยในแตล่ ะระดับพลงั งานหลกั ที่ 1-4 เปน็ ดังนี้
ระดบั พลงั งานหลักที่ 1 (n=1) มี 1 ระดบั พลังงานย่อยคอื s
ระดบั พลงั งานหลกั ที่ 2 (n=2) มี 2 ระดบั พลงั งานย่อยคือ s p
ระดบั พลังงานหลักที่ 3 (n=3) มี 3 ระดบั พลังงานยอ่ ยคือ s p d
ระดับพลงั งานหลักท่ี 4 (n=4) มี 4 ระดับพลังงานย่อยคอื s p d f

14

ออร์บทิ ลั (Orbital)

หมายถงึ บริเวณที่มโี อกาสสงู ทจี่ ะพบอิเลก็ ตรอน หรอื บรเิ วณท่อี ยู่ของ
อเิ ล็กตรอน

จานวนออร์บทิ ัลในแต่ละระดับพลังงานยอ่ ยสรปุ ไดด้ ังน้ี 15
ระดับพลังงานย่อย s มี 1 ออรบ์ ทิ ัล
ระดับพลังงานย่อย p มี 3 ออรบ์ ิทลั
ระดบั พลงั งานย่อย d มี 5 ออรบ์ ิทลั
ระดับพลงั งานยอ่ ย f มี 7 ออรบ์ ทิ ัล

จานวนอเิ ลก็ ตรอนสงู สุดในออรบ์ ิทัลทอ่ี ยู่ในระดับพลังงานย่อย s p d และ f

ระดับพลังงานหลัก ระดับพลงั งานยอ่ ย จานวนอิเลก็ ตรอนสงู สดุ ในระดับ จานวนอเิ ลก็ ตรอนสงู สุดในระดบั
พลงั งานยอ่ ย พลงั งานหลัก
n=1 s 2 2
s 2 8
6
n=2 2 18
p 6
s 10 32
2
n=3 p 6 16
d 10
s 14
p

n=4
d
f

หลักการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดบั พลงั งานย่อย

1. หลักของเอาฟบาว คือจัดอิเล็กตรอน
ในระดบั พลงั งานย่อยตา่ งๆ จะต้อง
จดั เข้าในระดับพลังงานยอ่ ยท่ีมีพลังงาน
ตา่ สุดกอ่ นแลว้ จงึ จดั เข้าสู่ระดบั พลงั งาน
ยอ่ ยที่มีพลังงานสูงข้นึ คอื 1s 2s 2p 3s …
ตามลาดบั ดังแผนผัง

17

2. หลักการกดี กนั ของเพาลี คือ การบรรจอุ เิ ล็กตรอนทสี่ ามารถบรรจุ
อเิ ล็กตรอนลงในออรบ์ ิทลั สูงสุดได้ 2 อิเลก็ ตรอน โดยทีอ่ เิ ล็กตรอน 1 คู่ ท่ี
บรรจุลงในออรบ์ ทิ ลั เดียวกนั นีจ้ ะตอ้ งมที ิศทางการหมนุ รอบตัวเองแตกตา่ งกนั
โดยอิเล็กตรอนตัวใดตัวหนง่ึ หมนุ ตามเข็มนาฬกิ า แล้วอีกตวั หน่งึ หมุนทวนเข็ม
นาฬิกา เชน่

18

3. กฎของฮนุ ด์ คอื ในกรณที ่ีมหี ลายออรบ์ ทิ ลั และแตล่ ะออรบ์ ิทัลมีพลงั งาน
เทา่ กนั เชน่ 2p ออรบ์ ิทัล ซง่ึ ออรบ์ ิทัลทง้ั สามมพี ลงั งานเท่ากนั ใหบ้ รรจุ
อเิ ลก็ ตรอนในลักษณะอเิ ล็กตรอนเด่ยี วลงในออร์บทิ ลั ใหเ้ ต็มกอ่ น จงึ บรรจุ
อเิ ลก็ ตรอนให้เปน็ คู่เต็มออร์บทิ ลั น้ัน เช่น

19

สญั ลักษณท์ ใ่ี ชใ้ นการจัดเรียงอิเลก็ ตรอน

การจดั เรียงอเิ ล็กตรอนเขียนแทนดว้ ยแผนภาพออรบ์ ทิ ัล เช่น ธาตุ He มี
2 อิเลก็ ตรอน เขยี นแทนดว้ ยสญั ลกั ษณ์ 1s2 อา่ นวา่ หนงึ่ เอสสอง

ชอ่ งสเ่ี หลย่ี มแทนออรบ์ ทิ ัล โดย
แตล่ ะออร์บิทลั บรรจุได้ 2 อิเลก็ ตรอน

20

ตัวอย่างการ จัดอเิ ล็กตรอนในออร์บทิ ัล

21

การจดั เรยี งอเิ ลก็ ตรอนแบบย่อ

การจดั เรียงอิเลก็ ตรอนของธาตอุ าจใช้ [ ] แลว้ ใส่สญั ลกั ษณ์ของแก๊สเฉือ่ ยท่ีมกี าร
จัดเรียงอเิ ลก็ ตรอนในช้ันที่อย่ใู กล้นิวเคลยี สลงในวงเลบ็ ส่วนช้นั ถดั ไปเขียนตามปกตดิ ังนี้

10Na 1s2 2s2 2p6 3s1 = [Ne] 3s1

15P 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 = [Ne] 3s2 3p3
17Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 = [Ne] 3s2 3p5
20Ca 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 = [Ar] 4s2

24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 = [Ar] 3d5 4s1

35Br 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 = [Ar] 4s2 3d10 4p5

4s มีพลงั งานตา่ กว่า 3d จึงตอ้ งจัดอเิ ลก็ ตรอนกอ่ น 22

การจดั อเิ ลก็ ตรอนของธาตุแทรนซชิ นั

การจดั อิเลก็ ตรอนลงใน orbital ต่างๆ ของธาตุจะตอ้ งจดั ในระดับพลังงานท่ตี า่ กว่าจน
เตม็ กอ่ นแลว้ จึงจะจดั ใหอ้ ยู่ในระดับท่สี ูงขึ้น สาหรบั ธาตุแทรนซิชนั มีการจัดอเิ ลก็ ตรอน ใน
d-orbital ดว้ ย ซึ่งระดบั พลงั งานของ 3d-orbital สูงกว่า 4s-orbital ดังนั้นอิเล็กตรอน
จงึ ตอ้ งจดั ลงใน 4s-orbital กอ่ นจนเตม็ แล้วจงึ จดั ลงใน 3d-orbital เปน็ ผลให้
อิเลก็ ตรอนใน d-orbital ไม่ครบ ซึ่งกเ็ รียกธาตทุ ีม่ ีลกั ษณะน้ีว่าธาตแุ ทรนซชิ นั

23

ธาตแุ ทรนซิชันมเี วเลนซ์อเิ ล็กตรอนสว่ นใหญ่เปน็ 2 ไมว่ า่ จะอยู่หมู่
ใดก็ตาม ยกเวน้ Cr และ Cu จะมีเวเลนซ์อเิ ลก็ ตรอนเปน็ 1 น้ันการ
จัดอิเล็กตรอนของโลหะแทรนซิชันคาบที่ 4 เป็นดังนี้

30Zn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2
29Cu = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
23V = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2

24