การจัดเรียงอิเล็กตรอน

การจัดเรยี งอเิ ลก็ ตรอน

การจัดเรยี งอเิ ลก็ ตรอน

จากการเรยี งอเิ ลก็ ตรอนของธาตุในระดบั พลังงานหลักทาใหท้ ราบวา่

1. จำนวนระดับพลงั งำนหลกั ของอิเลก็ ตรอน ทำใหท้ รำบว่ำธำตนุ ัน้ อยคู่ ำบใด ถำ้ ธำตุมจี ำนวนระดับพลงั งำน
ของอเิ ล็กตรอนเทำ่ กัน แสดงวำ่ ธำตุน้นั อย่ใู นคำบเดียวกนั เช่น
Mg มีเลขอะตอม 12 มีกำรจัดอเิ ลก็ ตรอนในระดับพลังงำนดังนี้ 2, 8, 2 Mg มี 3 ระดับพลงั งำน
S มเี ลขอะตอม 16 มีกำรจดั อิเลก็ ตรอนในระดบั พลงั งำนดังนี้ 2, 8, 6 S มี 3 ระดบั พลังงำน
แสดงวำ่ Mg และ S อยใู่ นคำบเดยี วกนั

2 จำนวนเวเลนซ์อเิ ล็กตรอน หรืออเิ ลก็ ตรอนที่อยูใ่ นระดับพลังงำนนอกสุด ทำให้ทรำบหมู่ของธำตุ
ถำ้ ธำตมุ ีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ำกัน แสดงว่ำธำตนุ ้นั อยู่ในหมู่เดยี วกนั เช่น
Na มีเลขอะตอม 11 มกี ำรจัดอเิ ล็กตรอนในระดับพลังงำนดงั นี้ 2, 8, 1 Na มเี วเลนซ์อิเล็กตรอน
เทำ่ กับ 1
K มีเลขอะตอม 19 มกี ำรจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงำนดงั นี้ 2, 8,8, 1 K มี เวเลนซอ์ เิ ล็กตรอนเท่ำกับ
แสดงวำ่ ธำตุ Na และ K อยู่ในหมูเ่ ดยี วกัน

การจดั เรยี งอิเลก็ ตรอนในระดับพลังงานยอ่ ย

กำรจัดอเิ ล็กตรอนในระดับพลังงำนหลกั ทำให้แต่ละระดับพลงั งำนมีจำนวนอเิ ล็กตรอนมำกจงึ เกดิ
ปญั หำว่ำอเิ ล็กตรอนเหล่ำนัน้ อยูใ่ นระดบั พลงั งำนเดียวกนั ไดอ้ ยำ่ งไร ทำไมจึงไม่ผลักกัน เพื่อแกป้ ัญหำดังกลำ่ ว
นักวิทยำศำสตร์จึงได้ศึกษำเก่ียวกับระดับพลงั งำนย่อยเพ่ือกระจำยอเิ ล็กตรอนในแต่ละระดบั พลงั งำนหลกั เขำ้
สรู่ ะดับพลังงำนยอ่ ย โดยอำศัยรูปแบบโคจรของอเิ ลก็ ตรอนรอบ ๆ นิวเคลียสเปน็ เกณฑ์ในกำรแบ่งอเิ ลก็ ตรอน
เป็นกล่มุ ย่อย ๆ และเรียกรปู แบบวงโคจรนวี้ ำ่ ออร์บิทัล (Orbital) โดย 1 ออร์บทิ ลั จะมีอิเล็กตรอนได้ไมเ่ กิน 2
อเิ ล็กตรอน ระดับพลังงำนย่อยมี 4 ระดับ คือ s, p, d, f โดยระดับพลงั งำนย่อยมี

s มี 1 ออร์บิทลั บรรจุอิเล็กตรอนได้สงู สดุ 2 อิเลก็ ตรอน

p มี 3 ออรบ์ ทิ ลั บรรจุอิเลก็ ตรอนได้สูงสดุ 6 อิเล็กตรอน

d มี 5 ออรบ์ ทิ ัล บรรจุอิเลก็ ตรอนไดส้ ูงสุด 10 อเิ ลก็ ตรอน

f มี 7 ออร์บิทลั บรรจอุ ิเลก็ ตรอนได้สูงสุด 14 อิเลก็ ตรอน

การจัดเรยี งอเิ ลก็ ตรอนในระดบั พลังงานยอ่ ย

1. จัดอเิ ลก็ ตรอนในระดับพลังงำนย่อยต่ำง ๆ จะต้องจดั เขำ้ ในระดับพลังงำนย่อยที่มีพลังงำนต่ำสดุ ก่อน
แลว้ จงึ จดั เข้ำสู่ระดับพลังงำนย่อยท่มี ีพลงั งำนสูงข้ึน(ตำมหลกั ของเอำฟบำว) ดงั แผนผงั ต่อไปนี้

จากแผนภาพจดั เรียงอิเล็กตรอนเข้าสรู่ ะดบั พลังงานย่อยได้ดงั น้ี

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s
เช่น 17Cl มกี ำรจดั เรยี งอิเล็กตรอนในระดบั พลังงำนย่อย
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
21Se มกี ำรจดั เรยี งอิเล็กตรอนในระดับพลังงำนยอ่ ย
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1

2. อิเล็กตรอน 2 ตวั ท่อี ยู่ในออรบ์ ิทัลเดียวกัน จะต้องมีทิศทำงกำรเคล่ือนทส่ี วนทำงกันโดยแสดงทิศทำง
ดว้ ยลูกศร ตามหลักการของเพาลี

3. กำรจัดอิเลก็ ตรอนเข้ำสรู่ ะดบั พลงั งำนยอ่ ย ถ้ำอิเลก็ ตรอนบรรจอุ ยู่กึง่ หนงึ่ หรือบรรจเุ ต็มออร์บทิ ัลจะ
มโี ครงสร้ำงแบบเสถียร เช่น

24Cr มกี ารจดั เรยี งอเิ ล็กตรอนในระดับพลงั งานย่อย ดังน้ี

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 ไม่ใช่ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

4s2 3d4

เพรำะโครงสร้ำงแบบแรกเสถียรกวำ่ เพรำะ 4s และ 3d จะบรรจุกง่ึ หนึ่ง

หรอื เขียนโครงสรำ้ งของอิเลก็ ตรอนแบบย่อ ๆ ได้ว่ำ (Ar) 4s1 3d5

ขอ้ สังเกตที่ได้จำกกำรใชจ้ ัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม
1. เลขอะตอมคจู่ ะอยู่ในหมู่คู่ เลขอะตอมคจ่ี ะเปน็ ธำตุในหมู่คี่ เชน่
ธำตุ 14Si จะเป็นธำตุในหมู่ 4
ธำตุ 11Na จะเปน็ ธำตุในหมู่ 1
2. ธำตหุ มู่ IA และ IIA ต้ังแตค่ ำบ 3 ข้นึ ไป จะมจี ำนวนอิเล็กตรอนในระดบั พลงั งำนถัดจำกวงนอกสุดเขำ้
มำ 1 ช้นั เปน็ 8 เสมอ เช่น

11Na จะจดั เรียงอิเล็กตรอนเปน็ 2, 8, 1 12Mg จะจัดเรียงอิเล็กตรอนเปน็ 2, 8, 2
19K จะจัดเรยี งอเิ ลก็ ตรอนเป็น 2, 8, 8, 1 20Ca จะจดั เรียงอเิ ล็กตรอนเป็น 2, 8, 8, 2
3. ธำตหุ มู่ IIIA ถึง VIIIA ต้ังแต่หมู่ท่ี IIIA คำบ 4 เปน็ ต้นไป จะมีจำนวนอิเล็กตรอนในระดบั พลงั งำนถัด
จำกวงนอกสดุ เข้ำมำ 1 ชนั้ เปน็ 18 เสมอ เช่น
31Ga 2, 8, 18, 3 (หมู่ 3 คำบ 4)
33As 2, 8, 18, 5 (หมู่ 5 คำบ 4)
4. ถ้ำธำตนุ ั้นมีกำรจดั เรียงอิเลก็ ตรอนไม่เปน็ ไปตำมข้อ 2 และ 3 คอื มจี ำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงำน
ถัดจำกวงนอกสุดเข้ำมำ 1 ช้ัน มีค่ำตง้ั แต่ 9 – 18 แตว่ งนอกสดุ มเี วเลนซอ์ เิ ล็กตรอนเปน็ 1หรอื 2 นกั เรยี นก็
ทำนำยได้ทันทีวำ่ เปน็ ธำตแุ ทรนซิชัน เช่น

29Cu 2, 8, 18, 1 ไม่ใช่เป็นธำตุหมู่ 1 แตเ่ ปน็ ธำตุแทรนซิชนั จดั เรียงอเิ ล็กตรอนเป็น 2, 8,18, 1

23V 2, 8, 8, 5 ไม่ใชเ่ ปน็ ธำตุหมู่ 1 แตเ่ ป็นธำตแุ ทรนซิชนั จัดเรยี งอิเลก็ ตรอนเปน็ 2, 8,11, 2
หมำยเหตุ ธำตุแทรนซชิ นั ท่มี ีเลขอะตอมตั้งแต่ 21 – 30 จะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเปน็ 2 ยกเวน้ Cu กบั Cr

จะมเี วเลนซอ์ เิ ล็กตรอนเป็น 1