2อนุภาคมูลฐาน

บทที่ 1
อะตอมและตารางธาตุ

ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 4
โรงเรียนมธั ยมศึกษาเทศบาล ๓ “ยุตธิ รรมวทิ ยา”

สังกดั เทศบาลเมืองสกลนคร

สอนโดย ...ครูวารุณี บุรีมาต

1

เลขมวลและเลขอะตอม

2

ผลการเรยี นรู้ 1
อนุภาคในอะตอม

2ต.วัเชข้วี ัดียนสญั ลกั ษณน์ วิ เคลยี รข์ องธาตุ และระบุจานวนโปรตอน
นิวตรอน และอิเลก็ ตรอนของอะตอมจากสัญลักษณน์ วิ เคลียร์ รวมท้งั
บอกความหมายของไอโซโทป

แบบจาลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด

“อะตอมประกอบด้วยนิวเคลยี สทม่ี ีโปรตอนรวมตวั กนั อยู่ตรงกลาง
นิวเคลยี สมีขนาดเลก็ แต่มมี วลมากและมปี ระจุบวก ส่วนอเิ ลก็ ตรอน
ทม่ี ปี ระจุลบและมีมวลน้อยมากวงิ่ อยู่รอบ ๆ นิวเคลยี สเป็ นบริเวณ
กว้าง”

4

อนุภาคในอะตอม

จากการศึกษาและทดลองตามแบบจาลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด และ
แบบจาลองอะตอมของโบร์ นามาสรุปเกย่ี วกบั โครงสร้างของอะตอมได้ว่า
ทุกอะตอมประกอบด้วยอนุภาคในอะตอมทสี่ าคญั 3 ชนิด ได้แก่

1. โปรตอน (p)
2. นิวตรอน (n)
3. อเิ ลก็ ตรอน (e)

โดยมีโปรตอนกบั นิวตรอนอยู่ภายในนิวเคลยี ส นิวเคลยี สมพี ืน้ ทภี่ ายใน
อะตอมเพยี งเลก็ น้อย แต่มีมวลมาก และ มอี เิ ลก็ ตรอนว่งิ รอบๆนิวเคลยี ส
ด้วยความเร็วสูงคล้ายกบั มีกลุ่มประจุลบปกคลมุ อยู่โดยรอบ

5

อนุภาคในอะตอม

อนุภาค ประจุ(หน่วย) ประจุ(C) มวล (amu) มวล (g)
อเิ ลก็ ตรอน -1 1.6 x 10-19 0.000549 9.1096 x 10-28
โปรตรอน +1 1.6 x 10-19 1.007277 1.6726 x 10-24
นิวตรอน 0 1.008665 1.6749 x 10-24
0

A=Z+N

จานวนโปรตอนในนิวเคลยี สเรียกว่า เลขอะตอม (atomic number, Z)
ผลบวกของจานวนโปรตอนกบั นิวตรอนเรียกว่า มวลอะตอมหรือเลขมวล (mass number, A)

โดยที่ N เป็ นจานวนนิวตรอน
 เลขอะตอม จะเป็ นจานวนเตม็ และมีค่าใกล้เคยี งกบั มวลของอะตอม

6

ตารางธาตุในปัจจุบนั

7

Periodic Table

8

การเขยี นสัญลกั ษณ์นิวเคลยี ร์

เขยี น มวลอะตอม (A) ไว้ข้างบนด้านซ้ายของ สัญลกั ษณ์ธาตุ
เขยี น เลขอะตอม (Z) ไว้ข้างล่างด้านซ้ายของ สัญลกั ษณ์ธาตุ

ตวั อย่าง เช่น 126C 147N 168O 9

ความหมาย และการใช้ประโยชน์

1. เลขมวล (Mass Number) คือ เลขทแี่ สดงจานวนโปรตอนรวมกบั
นิวตรอนสัญลกั ษณ์ทีใ่ ช้แทนเลขมวล Ax A คือ เลขมวล (p + n)

เช่น 1H 12C 14N 16O 31P 32S 40Ca เป็ นต้น

2. เลขอะตอม (Atomic Number) คือ จานวนโปรตอนภายในอะตอม

สัญลกั ษณ์ท่ีใช้แทนเลขอะตอม Zx ซึ่งในอะตอมทเ่ี ป็ นกลางจะมีจานวน
e- = p เลขอะตอมใช้บอกว่าธาตุน้ันอยู่หมู่ใดและคาบใดในตารางธาตุ โดย

อาศัยการจัดเรียงอเิ ลก็ ตรอน ในการพจิ ารณา

เช่น 12Mg 2 8 2 หมู่ 2 คาบ 3 - จานวนระดบั พลงั งาน เป็ นส่ิงบอก
17Cl 2 8 7 หมู่ 7 คาบ 3 คาบของธาตุ
- เวเลนซ์อเิ ลก็ ตรอน เป็ นสิ่งบอก

หมู่ของธาตุ

10

ไอโซโทป ไอโซโทน และไอโซบาร์

ไอโซโทป คือ ธาตุชนิดเดยี วกนั ทมี่ ีเลขอะตอมเหมือนกนั แต่เลขมวล
ต่างกนั หรือธาตุทมี่ ีจานวนโปรตอนเหมือนกนั แต่นิวตรอนต่างกนั เช่น
11H เป็ น isotope กบั 21H และ 31H

158O เป็ น isotope กบั 168O และ 178O

ไอโซโทน คือ ธาตุต่างชนิดกนั ทม่ี ีจานวนนิวตรอนเท่ากนั แต่โปรตอน
ต่างกนั เช่น 146X 157Y

ไอโซบาร์ คือ ธาตุต่างชนิดกนั ทมี่ ีเลขมวลเหมือนกนั แต่เลขอะตอม

ต่างกนั เช่น 126C 127N 128O 11

ตวั อย่าง

การหาจานวน โปรตรอน (p) นิวตรอน(n) และอเิ ลก็ ตรอน(e-)
ของธาตุหรือไอออน ต่อไปนี้

1. 126C ตอบ p = 6 , n = 6 , e- = 6
2. 94Be ตอบ p = , n = , e- =
3. 3115P ตอบ p = , n = , e- =

12

ไอออน (ion)
หมายถึง ประจุไฟฟ้าทเ่ี กดิ จากธาตุให้และรับอเิ ลก็ ตรอน (e-)
- ไอออนบวก เกดิ จาก ธาตุโลหะให้ e แก่ธาตุอ่ืน
- ไอออนลบ เกดิ จาก ธาตุอโลหะรับ e จากธาตุอ่ืน

การหาจานวน โปรตรอน นิวตรอน และอเิ ลก็ ตรอน ของไอออน

1. 2311Na ให้ e กลายเป็ น Na+ ตอบ p = 11 , n = 12 , e- = 10

2. 115B ให้ e กลายเป็ น B3+ ตอบ p = , n = , e- =

3. 3115P รับ e กลายเป็ น P3- ตอบ p = , n = , e- =

4. 7035Br รับ e กลายเป็ น Br- ตอบ p = , n = , e- =

5. 168O รับ e กลายเป็ น O2- ตอบ p = , n = , e- =

13

แบบฝึ กหัดเพมิ่ เติม 2.1

1. ให้ขยี นสัญลกั ษณ์นิวเคลยี ร์ของธาตุ และบอกจานวน โปรตรอน นิวตรอน และ
อเิ ลก็ ตรอน ของธาตุหรือไอออนต่อไปนี้ (ดูข้อมูลเลขมวลและเลขอะตอมในตารางธาตุ)

1. Si p = 2. Sn p = 3. Ca p =

n= n= n=

4. K+ e- = 5. Ga3+ e- = 6. Se2- e- =

7. N3- 8. Ar 9. Ag+

10. C4+ 11. Cr3+ 12. Ca2+ 14

2. จงหาเลขมวล ของธาตุ ต่อไปนี้

2.1 หาเลขมวลของ M เม่ือ M มี p เท่ากบั ธาตุ Cr โดย Cr3+
และมนี ิวตรอนน้อยกว่านิวตรอนของ Mn4+ อยู่ 2 n

2.2 หาเลขมวลของ X เม่ือ ธาตุ X ซ่ึง X3+ มี e = 10 และ n= 14
2.3 หาเลขมวลของ Q เมื่อ 19Q มีจานวน n เท่ากบั n ของ 4020Ca
2.4 หาเลขมวลของ Y เมื่อ Y มีเลขมวลเป็ น 3 เท่าของ 126C
2.5 หาเลขมวลของ X เม่ือ 11X กลายเป็ น X+ มจี านวน n มากกว่า e

อยู่ 2
15

3. จงหาเลขอะตอม ของธาตุต่อไปนี้
3.1 M มเี วเลนต์อเิ ลก็ ตรอน = 3 คาบเดยี วกบั Br
3.2 X- มี e = 18
3.3 X2+ มี e = 18
2.4 Y มปี ระจุในนิวเครียส เป็ น 3 เท่าของ 147N
2.5 T เป็ นไอโซโทปหนึ่งของ Ca-40

16

4. จงเขียนสัญลกั ษณ์นิวเคลยี ร์ ของธาตุต่อไปนี้

4.1 ธาตุ X มจี านวน 11 โปตรอน และมี 12 นิวตรอน
4.2 ธาตุ M มมี วลของนิวเครียสเป็ น 2 เท่าของธาตุไนโตรเจน และมี

จานวนอเิ ลก็ ตรอน น้อยกว่าธาตุคลอรีนจานวน 4 อเิ ลก็ ตรอน
4.3 จงเขียน สัญลกั ษญ์นิวเคลยี ร์ ของธาตุที่เป็ น ไอโซโทป ของธาตุ 3216S
4.4 จงขียนสัญลกั ษญ์นิวเคลยี ร์ ของธาตุทีเ่ ป็ นไอโซบาร์ กบั 147N
4.5 จงขียนสัญลกั ษญ์นิวเคลยี ร์ ของธาตุท่ีเป็ นไอโซโทน กบั 168O

17

4. จงเขียนสัญลักษณน์ วิ เคลียร์ ของธาตตุ ่อไปนี้
4.1 ธาตุ X มจี านวน 11 โปตรอน และมี 12 นิวตรอน

4.2 ธาตุ M มมี วลของนวิ เครียสเปน็ 2 เทา่ ของธาตุ
ไนโตรเจน และมจี านวนอิเลก็ ตรอน น้อยกวา่ ธาตคุ ลอรนี จานวน
4 อเิ ลก็ ตรอน

2.1 เลขมวล = ………… 2.2 เลขมวล = …………
เลขอะตอม = …………. เลขอะตอม = ………….

สญั ลักษณน์ ิวเคลยี ร์ คอื สัญลักษณ์นิวเคลยี ร์ คือ

18

2. จงหาเลขมวล ของธาตุ ต่อไปนี้ เฉลย

2.1 หาเลขมวลของ M เมื่อ M มี p เท่ากบั ธาตุ Cr โดย Cr3+
และมนี ิวตรอนน้อยกว่านิวตรอนของ Mn4+ อยู่ 2 n 52

2.2 หาเลขมวลของ X เม่ือ ธาตุ X ซ่ึง X3+ มี e = 10 และ n= 14 27
2.3 หาเลขมวลของ Q เม่ือ 19Q มจี านวน n เท่ากบั n ของ 4020Ca 39
2.4 หาเลขมวลของ Y เม่ือ Y มีเลขมวลเป็ น 3 เท่าของ 126C 36
2.5 หาเลขมวลของ X เมื่อ 11X กลายเป็ น X+ มีจานวน n มากกว่า e

อยู่ 2 23
19

3. จงหาเลขอะตอม ของธาตุต่อไปนี้
3.1 M มีเวเลนต์อเิ ลก็ ตรอน = 3 คาบเดยี วกบั Br 31
3.2 X- มี e = 18 19
3.3 X2+ มี e = 18 16
2.4 Y มปี ระจุในนิวเครียส เป็ น 3 เท่าของ 147N 21
2.5 T เป็ นไอโซโทปหน่ึงของ Ca-40 20

20

4. จงเขยี นสัญลกั ษณน์ ิวเคลยี ร์ ของธาตตุ อ่ ไปน้ี
4.1 ธาตุ X มีจานวน 11 โปตรอน และมี 12 นิวตรอน

4.2 ธาตุ M มีมวลของนิวเครียสเปน็ 2 เท่าของธาตุ
ไนโตรเจน และมจี านวนอเิ ลก็ ตรอน น้อยกว่าธาตุคลอรนี จานวน
4 อเิ ลก็ ตรอน

2.1 เลขมวล = ……23 2.2 เลขมวล = …28
เลขอะตอม = ……11 เลขอะตอม = …13….

สัญลักษณ์นิวเคลยี ร์ คอื สัญลกั ษณ์นิวเคลยี ร์ คอื

21

ให้เลือกคาตอบทถ่ี ูกต้องทสี่ ุด เพยี งข้อเดยี ว พร้อมแสดงวธิ ีคดิ และเหตุผลประกอบ

1. M เป็ นธาตุชนิดหนึ่งมปี ระจุในนิวเคลยี เป็ น 3 เท่า ของ 21H และมี
เลขมวลเป็ น 5 เท่า ของ 21H เมื่อคดิ เป็ นไอออน M2+ จะมจี านวน
อนุภาคมูลฐานตามข้อใด

ขอ้ โปรตอน (ตวั ) นิวตรอน (ตวั ) อิเลก็ ตรอน
(ตวั )
13 10 1 22
23 7 1
33 7 3
46 10 4
56 10 6

ให้เลือกคาตอบทถี่ ูกต้องทสี่ ุด เพยี งข้อเดยี ว พร้อมแสดงวธิ ีคดิ และเหตุผลประกอบ

2. ธาตุ X มี 3 ไอโซโทปมปี ระจุในนิวเคลยี สเป็ น 6 เท่าของนิวเคลยี ส

ไฮโดรเจน และมีจานวนนิวตรอนเท่ากบั 6 7 และ 8 ตวั ตามลาดบั
ข้อใดเป็ นสัญลกั ษณ์นิวเคลยี ร์ของท้งั สามไอโซโทป

1. 66X 76X 86X
2. 66X 77X 88X
3. 126X 136X 146X
4. 126X 137X 148X
5. 66X 67X 68X

23

ให้เลือกคาตอบทถ่ี ูกต้องทส่ี ุด เพยี งข้อเดยี ว พร้อมแสดงวธิ ีคดิ และเหตุผลประกอบ

3. R X และ Z เป็ นสัญลกั ษณ์สมมตขิ องธาตุ 3 ชนิด R มีสัญลกั ษณ์
นิวเคลยี ร์ 115R อะตอม X มี 10 อเิ ลก็ ตรอน และ 10 นิวตรอน
ส่วน Z มเี ลขอะตอมมากกว่า X อยู่ 1 และมีนิวตรอนเป็ น 2 เท่า
ของ R ข้อใดถูกต้อง

1. Z มเี ลขมวล 22
2. R มี 11 นิวตรอน
3. X มีสัญลักษณน์ ิวเคลียร์ 2010X
4. เลขมวลของ Z เทา่ กับเลขอะตอมของ R
5. จานวนโปรตอนในอะตอมของ 3 ธาตุนีร้ วมกันเทา่ กบั 28

24

ให้เลือกคาตอบทถี่ ูกต้องทส่ี ุด เพยี งข้อเดยี ว พร้อมแสดงวธิ ีคดิ และเหตุผลประกอบ

4. ธาตุ A B C D และ E มีเลขอะตอมเป็ นเลขคท่ี เ่ี รียงลาดับจากน้อยไปมาก
อย่างต่อเนื่อง โดยอะตอมของธาตุ A B C D มจี านวนโปรตอนน้อยกว่า
นิวตรอน 1 อนุภาคและธาตุ E มสี ัญลกั ษณ์นิวเคลยี ร์ 4019E
จากข้อมูลจานวนอนุภาคในนิวเคลยี สของธาตุในข้อใดถูกต้อง

1. ธาตุ A มีจานวนอนุภาคในนิวเคลียส 22 อนุภาค
2. ธาตุ B มีจานวนอนุภาคในนิวเคลยี ส 13 อนุภาค
3. ธาตุ C มจี านวนอนุภาคในนิวเคลียส 16 อนุภาค
4. ธาตุ D มีจานวนอนุภาคในนิวเคลียส 35 อนุภาค
5. ธาตุ E มจี านวนอนุภาคในนิวเคลยี ส 59 อนุภาค

25

ให้เลือกคาตอบทถ่ี ูกต้องทสี่ ุด เพยี งข้อเดยี ว พร้อมแสดงวธิ ีคดิ และเหตุผลประกอบ

5. ข้อใดกล่าวไม่ถูกต้องเกยี่ วกบั ธาตุทเ่ี ป็ นไอโซโทปกนั
1. เลขอะตอมเท่า
2. จานวนโปรตอนเท่ากนั
3. ธาตุต่างเท่ากนั
4. เลขมวลต่างกนั
5. จานวนนิวตรอนต่างกนั

26

แบบฝึ กหัด 1.2

1. จงเขียนเคร่ืองหมายถูก(✓) หน้าข้อความทถี่ ูกต้อง เคร่ืองหมายผดิ (✘ )หน้าข้อความทผ่ี ดิ

……… 1. 5224Cr3+ และ 5525Mn4+ มีจานวน e เท่ากบั n
……… 2. นิวเคลยี สของ 17Cl- มีประจุเป็ นลบ
........... 3. 7934Se2- มีจานวน n มากว่า e อยู่ 9 n
........... 4. 3517Cl- มี n เท่ากบั จานวน e
...........5. ประจุในนิวเคลยี สของ 3516S เท่ากบั 19
...........6. ไอโซโทปของ Na-24 ทอ่ี ยู่ในรูปไอออน จะมี e เท่ากบั ไอโซโทป
ของ Mg-24 ทอี่ ยู่ในรูปของไอออน

.......... 7. abX ถ้าทาให้ 2 p และ 4 e หลุดออกไปจะเกดิ เป็ น a-4b-2Y2+ 27

เฉลย แบบฝึ กหัด 1.2

1. จงเขยี นเคร่ืองหมายถูก(✓) หน้าข้อความทถ่ี ูกต้อง เคร่ืองหมายผดิ (✘ )หน้าข้อความทผี่ ดิ

……x … 1. 5224Cr3+ และ 5525Mn4+ มีจานวน e เท่ากบั n 28
……x … 2. นิวเคลยี สของ 17Cl- มีประจุเป็ นลบ

........... 3. 7934Se2- มจี านวน n มากว่า e อยู่ 9 n
........... 4. 3517Cl- มี n เท่ากบั จานวน e
....x.......5. ประจุในนิวเคลยี สของ 3516S เท่ากบั 19
...........6. ไอโซโทปของ Na-24 ทอี่ ยู่ในรูปไอออน จะมี e เท่ากบั ไอโซโทป
ของ Mg-24 ทอี่ ยู่ในรูปของไอออน

.....x..... 7. abX ถ้าทาให้ 2 p และ 4 e หลดุ ออกไปจะเกดิ เป็ น a-4b-2Y2+

2. จงหาจานวนของอเิ ลก็ ตรอน (e-) ทมี่ ีมวล 5 กรัม

3. จงหามวลของ e จานวน 6.02 x 1023 อเิ ลก็ ตรอน

29

แบบฝึ กหัด 1.3 ( 1.1 หนังสือแบบเรียนหน้า 15)

1. จงหาจานวนของอเิ ลก็ ตรอน (e-) ทม่ี ีมวลรวม 1 กรัม

2. จงหามวลของ e จานวน 12 x 1023 อเิ ลก็ ตรอน

3. ถ้าโมเลกลุ ของนา้ ประกอบด้วย H 2 atom และ O 1 atom เขยี นสูตรแสดง
ได้เป็ น H2O เมื่อ ไฮโดรเจน คือ โปรเดยี ม จงเขยี นสูตรของนา้ โดยแทน
อะตอมของ ไฮโดรเจนด้วย ดวิ ทเิ รียม และทริเทยี ม

4. จงเขยี นสัญลกั ษณ์นิวเคลยี ร์ของไอโซโทปต่างๆ ของธาตุ X ซึ่งมี e = 9 e
มี n= 9 , 10 , 11 ตามลาดบั

5. ไอโซโทปของธาตุชนิดหนึ่งมปี ระจุในนิวเคลยี สเป็ น 3 เท่าของระจุใน

นิวเครียสของ H และมมี วลเป็ น 7 เท่าของมวล H ไอโซโทปนีม้ อี นุภาคมูล

ฐานอย่างละเท่าใด 30

แบบฝึ กหดั ท่ี 1.4

1. เม่ือรัทเทอร์ฟอร์ดยงิ อนุภาคแอลฟา ผา่ นแผน่ โลหะทองคาบางๆ เขา
สรุปผลการทดลองวา่ อยา่ งไร

2. ถา้ ใชแ้ ผน่ โลหะเงินแทนแผน่ โลหะทองคาจะไดผ้ ลการทดลอง เหมือน
หรือแตกต่างจากการใชแ้ ผน่ โลหะทองคาอยา่ งไร

3. ใหน้ กั เรียนวาดรูปแบบจาลองอะตอมตามแนวคิดของรัทเทอร์ฟอร์ด

4. อนุภาคแอลฟามีประจุเป็น

5. เมื่อยงิ อนุภาคแอลฟาไดแ้ นวรังสีสะทอ้ งกลบั มาบริเวณหนา้ แผน่ ทองคา
แสดงวา่ อนุภาคแอลฟาชนกบั

31

6. จงให้ความหมายของคาว่าไอโซโทป พร้อมยกตวั อย่าง

7. ถ้าธาตุ X มี 12 อเิ ลก็ ตรอนและมีนิวตรอน 12 13 และ 14 ตามลาดบั

จงเขียนสัญลกั ษณ์นิวเคลยี ร์ของไอโซโทปต่างๆ ของธาตุ X นี้

8. สัญลกั ษณ์นิวเคลยี ร์ของธาตุ A คือ 19 A จะมอี นุภาคมูลฐานเป็ นเท่าไร
9

32

แบบจาลองอะตอมของโบร์

แบบจาลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด กล่าวถึงอเิ ลก็ ตรอน
วงิ่ รอบๆ นิวเคลยี ส แต่ไม่ทราบว่าอเิ ลก็ ตรอนอยู่รอบๆนิวเคลยี ส มี
การจดั เรียงอเิ ลก็ ตรอนอย่างไร นักวทิ ยาศาสตร์จงึ มีการศึกษา
ข้อมูลใหม่มาสร้างแบบจาลองทเี่ น้นรายละเอยี ดเกย่ี วกบั การ
จดั เรียงอเิ ลก็ ตรอนทอ่ี ยู่รอบนิวเคลยี ส โดยศึกษาจากสเปกตรัมของ
ธาตุไฮโดรเจน และค่าพลงั งานไอออไนเซชัน

33

แบบจาลองอะตอมของโบร์

นกั วทิ ยาศาสตร์สงสยั วา่ อิเลก็ ตรอนท่ีอยรู่ อบนิวเคลียสน้นั อยใู่ น
ลกั ษณะใด ดงั น้นั จึงมีการศึกษาเร่ืองสเปกตรัม เพื่อเป็นขอ้ มูลท่ีสาคญั ใน
การอธิบายแบบจาลองอะตอมของโบร์

34

สเปกตรัม
สเปกตรัม เป็ นแสงทถ่ี ูกแยกกระจายออกเป็ นแถบสีต่าง ๆ และ

แสงเป็ นรูปหน่ึงของคลื่นแม่เหลก็ ไฟฟ้า
ฉะน้นั เพ่อื ความเขา้ ใจ จาเป็นตอ้ งรู้เก่ียวกบั ส่วนประกอบของคล่ืน

และพลงั งานคล่ืนแม่เหลก็ ไฟฟ้าเสียก่อนแลว้ นาความรู้เร่ืองดงั กล่าวมา
ใชใ้ นการวเิ คราะห์สเปกตรัมได้

35

ส่วนประกอบของคลื่น

1. สันคล่ืนหรือยอดคลื่น คือตาแหน่งสูงสุดของคล่ืน ในภาพ คือตาแหน่ง ก

และ ข

2. ทอ้ งคลื่น คือตาแหน่งท่ีต่าสุดของคล่ืน ในภาพคือตาแหน่ง ค

3. ความยาวคลื่น ใชส้ ัญลกั ษณ์  อ่านวา่ แลมป์ ดา คือระยะทางท่ีคลื่น
เคลื่อนท่ีครบ 1 รอบ ในภาพ คือ ตาแหน่ง ก ถึง ข ความยาวคลื่นมีหน่วย

เป็นเมตรหรือมีหน่วยเป็นนาโนเมตร (nm) กไ็ ด้

โดย 1 นาโนเมตร = 10-9 เมตร 36

4. ความถ่ี ใชส้ ญั ลกั ษณ์  (อ่านวา่ นิว) คือจานวนรอบที่คล่ืนเคล่ือนที่
ผา่ นจุดหน่ึงในเวลา 1 วนิ าทีความถ่ีมีหน่วยเป็น รอบ/วนิ าที (s-1) หรือ (Hz)

ความยาวคล่ืนจะแปรผกผนั กบั ความถี่
5. แอมปริจูด คือความสูงของคล่ืน ในภาพคือ ก ถึง ง จ ถึง ค และ ข ถึง ฉ

คล่ืนในเรื่องน้ีเป็นคล่ืนแม่เหลก็ ไฟฟ้า ซ่ึงประกอบดว้ ยคล่ืนท่ีมี
ความถี่และความยาวคลื่นต่าง ๆ กนั เป็นช่วงกวา้ ง มีท้งั ช่วงความยาวคลื่นที่
มองเห็นและความยาวคลื่นท่ีมองไม่เห็น ดงั รูป

37

เมื่อนาแสงขาวท่ีเกิดจากดวงอาทิตยส์ ่องผา่ นปริซึมหรือเกรตติง
แสงสีขาวจะแยกเป็นสีต่างๆ ต่อเน่ือง ซ่ึงเรียกวา่ แถบสเปกตรัม ดงั รูป

รูป แสงสีต่าง ๆ ในแถบสเปกตรัมของแสง

38

แสงสีต่างๆ ในแถบสเปกตรัมของแสง

ข้อควรรู้

พลงั งาน

สีของสเปกตรัม ความยาวคลื่น (nm) แปรผนั ตรงกบั
ความถี่
ม่วง 400 - 420
น้าเงิน 420 - 490 แต่
เขียว 490 - 580
เหลือง 580 - 590 แปรผกผนั
สม้ 590 - 650
แดง 650 - 700 กบั

ความยาวคล39่ืน

สเปกตรัมของธาตุ

สเปกตรัม เป็ นแสงทถ่ี ูกแยกกระจายออกเป็ นแถบสีต่าง ๆ และแสงเป็ นรูป

หน่ึงของคลื่นแม่เหลก็ ไฟฟ้า

แมกซ์ พลงั ค์ ได้เสนอทฤษฎคี วอนตัม (quantum theory) และอธิบาย

เกยี่ วกบั การเปล่งรังสีว่า รังสีแม่เหลก็ ไฟฟ้าทเ่ี ปล่งออกมามีลกั ษณะเป็ นกล่มุ ๆ ซึ่ง

ประกอบด้วยหน่วยเลก็ ๆ เรียกว่า ควอนตัม (quantum) ขนาดของควอนตัมขนึ้ กบั

ความถข่ี องรังสี และแต่ละควอนตัมมีพลงั งาน (E) โดยท่ี E เป็ นปฏภิ าคโดยตรงกบั

ความถี่ ( อ่านว่า นิว ) ดังนี้ E = h

E = พลงั งานหน่ึงควอนตมั แสง/ พลงั งานของคล่ืนแม่เหลก็ ไฟฟ้า (J หรือ KJ)

h = ค่าคงทขี่ องพลงั ค์ (6.62 x 10-34 J.s)

 = ความถ่ี (รอบ/วนิ าที หรือ s-1) 40

ความยาวคลื่นจะสัมพนั ธ์กบั ความถ่ีและความเร็วคลื่น ดังนี้

  C C  


คา่ พลงั งานของคลื่นแม่เหลก็ ไฟฟ้าคานวณไดจ้ ากความสมั พนั ธ์ดงั น้ี

E = h E  hC



C คือ ความเร็วของคลื่นใน E = ค่าพลงั งานของคล่ืนแม่เหลก็ ไฟฟ้า (J)
สุญญากาศ = 3.0 x 108 เมตร/ h = คา่ คงท่ีของพลงั ค์ (6.62 x 10-34 Js)
วนิ าที = ความถี่ (s-1)

 คือ ความยาวคล่ืน (nm) 41

ตัวอย่างการคานวณ

1. โฟตอนของสเปกตรัมหน่ึง มคี วามยาวคล่ืน 671 นาโนเมตร
มีพลงั งานกจ่ี ูน(J)

วธิ ีทา จากสูตร E  hC แทนค่าในสูตร

 E = ( 6.62 x 10-34 Js) (C = 3.0 x 108 m/s

คาถาม คือ E = ?

เม่ือ h = 6.62 x 10-34 Js 671 x 10-9 m

C = 3.0 x 108 m/s

 = 671 nm = 671 x 10-9 m E = J Ans

42

แบบฝึ กหัด

1. สเปกตรัม M 2 เส้น มีความยามคล่ืน 400 และ 600 nm สเปกตรัมท้ัง
สองมีพลงั งานต่างกนั กกี่ โิ ลจูน (KJ)

2. เส้นสเปกตรัมสีเขยี วของ Cd มีความถี่ 6.10 x 1014 รอบ/วนิ าที
มีความยาวคลื่นกนี่ าโนเมตร

3. สเปกตรัมของ Hg มีความยาวคล่ืน 550 nm มีความถ่ี และพลงั งาน
เท่าใด

43

สรุปเกี่ยวกบั สเปกตรัม

1. การตรวจหาสเปกตรัม
1.1 สารประกอบ ทาไดโ้ ดยการเผาสารประกอบน้นั แลว้ ดูสีท่ีปรากฏ
1.2 ก๊าซ นากา๊ ซมาบรรจุในหลอดแกว้ แลว้ ปรับความดนั ใหต้ ่าแลว้ ใช้
พลงั งานไฟฟ้าแทนการเผา และดูสีสเปกตรัมท่ีปรากฏ

2. สีเปลวไฟหรือสีสเปกตรัม เกิดจากสาเหตุเดียวกนั ขอ้ แตกต่าง คือ
2.1 สีเปลวไฟ เป็นสีที่มองจากตาเปล่าเห็นเป็นสีเดียว ซ่ึงเป็นสีท่ีเด่นชดั ท่ีสุด
2.2 สีสเปกตรัม เป็นสีท่ีใชเ้ คร่ืองสเปกโทรสโคปส่องดูเปลวไฟ จะ
เห็นหลายเสน้ และสีท่ีเห็นชดั ท่ีสุดจะเป็นสีเดียวกนั กบั สีของเปลวไฟ

44

สรุปเกี่ยวกบั สเปกตรัม (ต่อ )

3. สีเปลวไฟหรือสีสเปกตรัม เป็นสีท่ีเกิดจากส่วนที่เป็นไอออนของโลหะ
หรือไอออนบวกนน่ั เอง เช่น Li+ ใหส้ ีแดง Na+ ใหส้ ีเหลือง K+ ให้
สีม่วง Ca2+ ใหส้ ีแดงอิฐ Ba2+ ใหส้ ีเขียวอมเหลือง และ Cu2+ สีเขียว

4. สีเปลวไฟหรือสีสเปกตรัม เกิดจากการเปลี่ยนระดบั พลงั งาน ส่วนสีของ
สารข้ึนอยกู่ บั สีของธาตุหรือไอออน ของธาตุที่เป็นองคป์ ระกอบใน
สารประกอบน้นั

5. ธาตุแต่ละธาตุมีเสน้ สเปกตรัมโดยรวม เป็นลกั ษณะเฉพาะตวั ไม่ซ้ากนั แต่
อาจมีเสน้ สเปกตรัมบางเสน้ อยตู่ าแหน่งเดียวกนั ได้ ถา้ มีความถี่เท่ากนั

45

สรุปแบบจาลองอะตอมของโบร์

1. อิเลก็ ตรอนเคลื่อนท่ีเป็นวงรอบนิวเคลียส คลา้ ยวงโคจรของดาวเคราะห์
รอบดวงอาทิตย์

2. อิเลก็ ตรอนจะอยเู่ ป็นช้นั ๆ แต่ละช้นั เรียกวา่ ระดบั พลงั งาน (Shell)

3. ระดบั พลงั งานท่ีอยใู่ กลน้ ิวเคลียส จะมีพลงั งานต่าสุด(เสถียรท่ีสุด) เรียก
ระดบั พลงั งาน K และระดบั พลงั งานถดั ออกมา เรียกวา่ L M N O P
Q หรือเรียกเป็นเลข คือ n= 1 , n = 2 …… ตามลาดบั

4. อิเลก็ ตรอนท่ีอยใู่ นระดบั พลงั งานนอกสุด เรียกวา่ เวเลนตอ์ ิเลก็ ตรอน
( Va.e) ซ่ึงเป็น e ที่เกิดปฏิกิริยาต่างๆได้

46

สรุปแบบจาลองอะตอมของโบร์(ต่อ)

5. โดยปกติอิเลก็ ตรอนจะไม่ปล่อยพลงั งาน แต่จะปล่อยพลงั งานเมื่อเปล่ียน
ระดบั พลงั งานสูงไปสู่ระดบั พลงั งานต่า

6. การเปล่ียนระดบั พลงั งานของอิเลก็ ตรอน ไม่จาเป็นตอ้ งเปล่ียนในระดบั
พลงั งานที่ติดกนั อาจเปลี่ยนขา้ มระดบั พลงั งานกไ็ ด้ แต่ e จะอยู่
ระหวา่ งระดบั พลงั งานไม่ได้

7. ระดบั พลงั งานต่าจะอยหู่ ่างกนั มาก ส่วนระดบั พลงั งานสูงข้ึน จะอยชู่ ิด
ข้ึนไปตามลาดบั

47

แบบฝึกหดั ที่ 1.5

1. โบร์สร้างแบบจาลองไดจ้ าการศึกษาในเร่ืองใด

2. แบบจาลองอะตอมของโบร์มีขอ้ จากดั อยา่ งไร

3. สเปกตรัมเกิดข้ึนไดอ้ ยา่ งไร

4. ระดบั พลงั งานท่ีอยใู่ กลน้ ิวเคลียสท่ีสุดของแบบจาลองอะตอมของโบร์
คือ........... ปัจจุบนั เรียกวา่ ......

5. เม่ืออิเลก็ ตรอนอยหู่ ่างนิวเคลียสมากคา่ พลงั งานจะเป็นอยา่ งไร
6. เส้นสเปกตรัมสีแดงของโพแทสเซียมมีความถี่ 3.91 X 1014 เฮิร์ตซ์
จะมีความยาวคลื่นก่ีนาโนเมตร
7. สเปกตรัมเสน้ หน่ึงของซีเซียม มีความยาวคล่ืน 450 นาโนเมตร จะมีความถ่ีเท่าไร

48

แบบจาลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก

แบบจาลองอะตอมของโบร์ ใช้อธิบายเกยี่ วกบั เส้นสเปกตรัมของธาตุ
ไฮโดรเจนได้ดีแต่ ไม่สามารถอธิบายเส้นสเปกตรัมของอะตอมที่มีหลาย
อเิ ลก็ ตรอนได้จงึ ได้มกี ารศึกษาเพม่ิ เตมิ จนได้แบบจาลองใหม่ทเี่ รียกว่า
แบบจาลองอะตอมแบบกล่มุ หมอก ซ่ึงมีรายละเอยี ดดงั นี้

1. อเิ ลก็ ตรอนเคลื่อนทร่ี อบนิวเคลยี สอย่างรวดเร็ว ด้วยรัศมไี ม่แน่นอนจงึ
ไม่สามารถบอกตาแหน่งทแ่ี น่นอนของอเิ ลก็ ตรอนได้บอกได้แต่เพยี งโอกาสทจี่ ะ
พบอเิ ลก็ ตรอนในบริเวณต่างๆปรากฏการณ์แบบนีน้ ีเ้ รียกว่ากลุ่มหมอกของ
อเิ ลก็ ตรอน บริเวณทมี่ กี ลุ่ม หมอกอเิ ลก็ ตรอนหนาแน่น จะมีโอกาสพบ
อเิ ลก็ ตรอนมากกว่าบริเวณทเี่ ป็ นหมอกจาง

49

2. การเคลื่อนท่ีของอิเลก็ ตรอนรอบนิวเคลียสอาจเป็นรูปทรง
กลมหรือรูปอ่ืน ๆ ข้ึนอยกู่ บั ระดบั พลงั งานของอิเลก็ ตรอน แต่ผลรวม
ของกลุ่มหมอกของอิเลก็ ตรอนทุกระดบั พลงั งานจะเป็นรูปทรงกลม

สมบตั ิท้งั เคมีและกายภาพของสสารที่แสดงออกกท็ าให้
นกั วทิ ยาศาสตร์เชื่อวา่ ขอ้ คิดต่างๆ เกี่ยวกบั อะตอมท่ีจะกล่าวต่อไปน้ีน่าจะ
เป็นความจริง คือ

1. สสารยอ่ มประกอบดว้ ยอนุภาคท่ีเลก็ มากเรียก อะตอม
2. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกนั เหมือนกนั ในเชิงเคมี อะตอมของธาตุต่าง
ชนิดกนั ยอ่ มต่างกนั เชิงเคมี

50