วิวัฒนาการแบบจำลองอะตอม

ธาตุและสารประกอบ

วิวัฒนาการของแบบจาลองอะตอม
อนุภาคมูลฐานของอะตอม

ผ้สู อน นางสาวจิณฏวมิ ล บวั แก้ว
แผนกวิชาสามญั สมั พนั ธ์

วิทยาลยั ประมงติณสลู านนท์

ววิ ัฒนาการของแบบจาลองอะตอม

แบบจาลองอะตอมของดอลตัน

จอห์น ดอลตัน นักวิทยาศาสตร์ชาวองั กฤษ เป็ นนักเคมคี นแรกท่เี สนอแนวคดิ
เก่ยี วกบั อะตอม ซ่งึ มีสาระสาคญั ดงั นี้

 ธาตุประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ หลายอนุภาค อนุภาคเหล่านี้
เรียกว่า อะตอม ซ่งึ แบ่งแยกและทาให้สูญหายหรือสร้างขนึ้ ใหม่ไม่ได้

 อะตอมของธาตุชนิดเดียวกนั ย่อมมีสมบัตเิ หมือนกัน มีมวลเท่าๆ
กัน แต่มีสมบตั แิ ตกต่างจากอะตอมของธาตุอ่ืน ๆ

 สารประกอบเกดิ จากอะตอมของธาตุมากกว่า 1 ชนิด ทาปฏกิ ริ ิยา
กันในอัตราส่วนท่เี ป็ นเลขลงตวั อย่างง่าย

แบบจาลองอะตอมของทอมสัน

“อะตอมมีลักษณะเป็ นทรงกลม มีอนุภาคท่มี ีประจุบวก เรียกว่า
โปรตอน อนุภาคท่มี ีประจุลบ เรียกว่า อเิ ลก็ ตรอน และจานวน
โปรตอนเท่ากบั จานวนอิเล็กตรอนกระจายอยู่ท่วั ไปในทรงกลม”

เซอร์โจเซฟ จอห์น ทอมสนั นกั วิทยาศาสตร์ชาว
องั กฤษ ได้ทาการศกึ ษาและทดลองเกี่ยวกบั การนา
ไฟฟ้าของก๊าซโดยใช้หลอดรังสีแคโทด ได้ผลสรุปดงั นี ้

“ค่าอตั ราส่วนประจุต่อมวลของอนุภาคลบหรืออเิ ล็กตรอน (e)
มคี ่าเท่ากับ 1.602 x 10-19คูลอมบ์ต่อ 9.1 x 10-28 กรัม ซ่งึ มี
ค่าคงท่เี สมอไม่ขึน้ อย่กู ับชนิดของก๊าซและโลหะท่ใี ช้ทา
แคโทด”

แบบจาลองอะตอมของรัทเทอร์ ฟอร์ ด

“อะตอม ประกอบด้วย นิวเคลียสท่ีมีโปรตอน
รวมอย่ตู รงกลาง มีขนาดเลก็ และมีมวลมาก
และมีอเิ ลก็ ตรอนซ่งึ มีมวลน้อยว่งิ อยู่รอบ ๆ
นิวเคลียส”

ลอร์อเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด นกั วิทยาศาสตร์ชาวองั กฤษ และฮนั ส์ ไกเกอร์ นกั วิทยาศาสตร์ชาวเยอรมนั ได้ทาการทดลองยงิ
อนภุ าคแอลฟา (α)ไปยงั แผ่นทองคาบาง ๆ เรียกการทดลองนีว้ ่าการทดลองการกระเจิงรังสีอลั ฟาของรัทเทอร์ฟอร์ด

จากการทดลองพบว่า
• อนุภาคแอลฟาส่วนใหญ่ว่งิ เป็ นแนวเส้นตรงทะลุแผ่น

ทองคาบาง ๆ
• อนุภาคแอลฟาบางส่วนว่งิ เบ่ยี งเบนไปจากแนวเส้นตรง
• อนุภาคแอลฟาส่วนน้อยสะท้อนกลับ

ดงั นัน้ รัทเทอร์ฟอร์ด เช่ือว่า น่าจะมีอนุภาคอกี ชนิดหน่ึงอยู่ภายในนิวเคลียส ซ่งึ ไม่มีประจุ แต่มีมวลใกล้เคียงกับโปรตอน

แบบจาลองอะตอมของนีลส์ โบร์

นีลส์ โบร์ นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก ได้ทาการศกึ ษาการเกิดสเปกตรัมของก๊าซ
ไฮโดรเจน และได้สร้างแบบจาลองอะตอมเพ่ือใช้อธิบายลักษณะการเคล่ือนท่ขี อง
อเิ ลก็ ตรอนรอบ ๆ นิวเคลียสเป็ นวงคล้ายกบั วงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวง
อาทติ ย์ แต่ละวงจะมรี ะดับพลังงานเฉพาะตวั และเรียกระดบั พลังงานของ
อเิ ลก็ ตรอนท่อี ยู่ใกล้นิวเคลียสท่สี ุด ซ่งึ มีระดับพลังงานต่าท่สี ุด เรียกว่า ระดบั
พลังงาน K และเรียกระดบั พลังงานถัดออกมาว่า ระดับพลังงาน L,M,N,…
ตามลาดับ

แบบจาลองอะตอมของกลุ่มหมอก

“อะตอมจะประกอบด้วย กลมุ่ หมอกของอเิ ลก็ ตรอนรอบ ๆ นวิ เคลียส
โดยมีทิศทางไมแ่ น่นอน โอกาสที่จะพบอเิ ลก็ ตรอนบริเวณใกล้นิวเคลียส
มีมากกวา่ บริเวณที่อยหู่ า่ งจากนิวเคลียส”

เน่ืองจากแบบจาลองอะตอมของโบร์ใช้อธิบายได้ดเี ฉพาะธาตุไฮโดรเจนซ่งึ มีอเิ ล็กตรอนเพยี ง
ตัวเดยี ว ดังนัน้ ถ้าธาตุมหี ลายอเิ ลก็ ตรอน ทฤษฏีของโบร์ไม่สามารถอธิบายได้ นักวิทยาศาสตร์
จงึ ค้นคว้า ทดลองจนเกดิ เป็ นแบบจาลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก ซ่งึ มลี ักษณะดังนี้
• อเิ ล็กตรอนเคล่ือนท่รี อบนิวเคลียสด้วยความเร็วสูง วงโคจรไม่จาเป็ นต้องเป็ นวงกลมเสมอ
• ไม่สามารถบอกตาแหน่งท่แี น่นอนของอเิ ล็กตรอนได้
• บริเวณกลุ่มหมอกหนาทบึ แสดงว่ามโี อกาสพบอเิ ล็กตรอนบริเวณนัน้ มาก และบริเวณท่ี

กลุ่มหมอกจาง แสดงว่ามโี อกาสพบอเิ ลก็ ตรอนน้อย

อนุภาคมูลฐานของอะตอม

ทกุ อะตอมประกอบด้วยอนภุ าคที่สาคญั คือ โปรตอน, นิวตรอน และอเิ ลก็ ตรอน โดยมี

โปรตอนกบั นิวตรอนอยภู่ ายในนิวเคลียส นิวเคลียสนีจ้ ะครอบครองเนือ้ ที่ภายในอะตอม

เพียงเลก็ น้อย และมีอิเลก็ ตรอนวง่ิ รอบๆ นิวเคลียสด้วยความเร็วสงู คล้ายกบั มีกลมุ่

ประจลุ บปกคลมุ อยโู่ ดยรอบ

อนภุ าค ประจุ (หนว่ ย) ประจุ (C) มวล (g) มวล (amu)

อิเลก็ ตรอน -1 1.6 x 10-19 0.000549 9.1096 x 10-28

โปรตอน +1 1.6 x 10-19 1.007277 1.6726 x 10-24

นิวตรอน 0 0 1.008665 1.6749 x 10-24

 อเิ ล็กตรอน (Electron) สัญลักษณ์ e - มีประจุลบ และมมี วลน้อยมาก
 โปรตอน สัญลักษณ์ p + มปี ระจุเป็ นบวก และมมี วลมากกว่าอิเลก็ ตรอน(เกอื บ 2,000 เท่า)
 นิวตรอน สัญลักษณ์ n มีประจุเป็ นศูนย์ และมีมวลมากพอๆ กบั โปรตอน