E-book แบบจำลองอะตอม

มกั ซ์ คารล์ แอนสต์ ลดุ วิก พลงั ค์

Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858 - 1947)

German physicist

48

จากการศึกษาพลงั งานคลนื่ แม่เหล็กไฟฟ้าของ มักซ์ พลงั ค์ (Max Planck) ได้
เสนอวา่ คลน่ื แม่เหล็กไฟฟ้ามสี มบตั เิ ป็นอนุภาคได้ และเรียกอนภุ าคนั้นวา่ “โฟตอน”
แต่ละโฟตอนมปี ริมาณของพลงั งานเฉพาะ ขึ้นอยูก่ ับความถีข่ องแสง

สรุปว่า E  f

E = hf

E เปน็ พลังงาน มหี นว่ ยเปน็ จลู (J)

f คือ ความถีข่ องคลื่นแม่เหลก็ ไฟฟ้ามีหน่วยเปน็ s-1 หรอื เฮิรตซ์ (Hz)
h คือ ค่าคงที่ของพลงั ค์ มคี า่ 6.626 x 10-34 จูลวนิ าที (J.s) 49

E = hf f= C E  hc

 

ตวั อยา่ งคานวณ

จงหาความยาวคลื่น และพลังงานของคลื่นทีม่ ีความถ่ี 6.26 x 1014 Hz

f = C E = hf


 c E = 6.626 x 10-34 J.s x 6.26 x 1014 s-1

f

3x108 m / s E = 4.15 x 10-19 J
6.26x1014 s1
 

  479nm 50

สเปกตรัมแม่เหลก็ ไฟฟ้า (Electromagnetic spectrum)

คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้ำที่มีควำมยำวคล่นื ตำ่ ง ๆ กนั และมคี วำมถ่ี
ต่อเนอื่ งกนั เป็นช่วงกวำ้ งมีทงั้ ทม่ี องเหน็ ได้และมองไม่เห็น รวมกันเรยี กว่ำ
สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ซง่ึ เรียงลำดับจำกควำมถ่สี งู สุดไปยงั ควำมถ่ี
ต่ำสุดได้ ดังรปู

ทม่ี ำภำพ : https://goo.gl/qyrkX9 51

2. สเปกตรมั (Spectrum)

แสงทป่ี ระสำทตำมนษุ ย์สำมำรถรับรู้ได้มีควำมยำวคลืน่ อยู่
ระหวา่ ง 400 – 700 นาโนเมตร ซง่ึ ประกอบด้วยแสงสีตำ่ ง ๆ กนั
แตป่ ระสำทตำของมนษุ ยไ์ ม่สำมำรถแยกแสงทีม่ องเหน็ จำกดวง
อำทิตย์ออกเปน็ สตี ำ่ ง ๆ ได้ ทำใหม้ องเห็นเป็นสีรวมกนั เรยี กวำ่
“แสงขาว” (Visible light)

เม่อื แสงขำวเดนิ ทำงผำ่ นปรซิ มึ แสงขำวจะแยกออกเป็นสรี ้งุ
ต่อเนอื่ งกนั เรยี กปรำกฏกำรณ์น้ีวำ่ สเปกตรมั ของแสงขาว ซงึ่ ช่วง
ควำมยำวคลนื่ และควำมถข่ี องสตี ำ่ ง ๆ ในแถบสเปกตรมั ของแสงขำว

52

Visible light

แดง
แสด
เหลือง
เขียว
นา้ เงิน
คราม
ม่วง

53

แถบสเปกตรมั ของแสงขาว

ตำรำง แสดงแถบสเปกตรมั ของแสงขำว

สเปกตรัม ความยาวคล่นื (nm)

แสงสีม่วง 400 – 420

แสงสีครำม - น้ำเงนิ 420 – 490

แสงสเี ขยี ว 490 – 580

แสงสเี หลือง 580 – 590

แสงสแี สด (สม้ ) 590 – 650

แสงสีแดง 650 - 700

54

ชนดิ ของสเปกตรัม

กำรท่ีแสงสีขำวถูกแยกออกเป็นสรี ุ้งต่อเนอื่ งกันโดยไม่
มีช่องว่ำงระหวำ่ งแสงแต่ละสีนัน้ เรยี กว่ำ สเปกตรัมตอ่ เนอื่ ง
(Continuous spectrum) เชน่ ปรำกฏกำรณร์ งุ้ กินน้ำ
(สีมว่ ง คราม น้าเงนิ เขียว เหลอื ง แสด แดง)

แต่ถ้ำนำธำตุหรือสำรประกอบมำให้ควำมร้อนสูง ๆ
ธำตุและสำรประกอบจะให้สเปกตรัมเป็นเส้น ๆ เรียกว่ำ
สเปกตรัมแบบเสน้ (Line spectrum)

Continuous spectrum Line spectrum

55

การศกึ ษาสเปกตรัมของไฮโดรเจน 56

นักวิทยำศำสตร์ใช้อะตอมของไฮโดรเจน อเิ ลก็ ตรอนจะคายพลังงานออกมา
มำเป็นตัวอย่ำงในกำร แปลควำมหมำยของ ในรูปของพลังงานรงั สี
เส้นสเปกตรัม พบว่ำอะตอมของไฮโดรเจนให้
เส้นสเปกตรัมได้หลำยเส้นและมีลักษณะ
เหมือนกันทุกครั้ง จึงสำมำรถสรุปได้ว่ำ
อิเล็กตรอนในอะตอมของไฮโดรเจนข้ึนไปอยู่
ในสถำนะกระตุ้นที่มีพลังงำนแตกต่ำงกันได้
หลำยระดับ ซง่ึ คำ่ พลงั งำนของสเปกตรมั แสดง
ให้เห็นถึงกำรเปล่ียนแปลงระดับพลังงำนของ
ก ำ ร เ ป ลี่ ย น แ ป ล ง ร ะ ดั บ พ ลั ง ง ำ น ข อ ง
อเิ ลก็ ตรอนภำยในอะตอม

การศกึ ษาสเปกตรมั ของไฮโดรเจน

นอกจำกเส้นสเปกตรมั ของไฮโดรเจนแลว้ นักวทิ ยำศำสตร์ยงั
ไดศ้ กึ ษำสเปกตรัมของอะตอมของธำตุอ่ืน ๆ ด้วย ซงึ่ พบว่ำอะตอมของ
ธำตจุ ะคำยพลังงำนได้บำงคำ่ และมีเสน้ สเปกตรัมเฉพำะตัวไม่ซำ้ กัน

ที่มำภำพ : เอกสำรแนวทำงกำรจัดกำร เคมี ม.4 57

การเปลี่ยนแปลงระดบั พลงั งานของอเิ ล็กตรอนของธาตไุ ฮโดรเจน

ท่มี ำภำพ : เอกสำรแนวทำงกำรจดั กำร เคมี ม.4

กำรทอี่ ะตอมของไฮโดรเจนมหี ลำยระดบั พลังงำน ทำให้ศกึ ษำ

ต่อไปอกี จึงพบวำ่ ผลตำ่ งระหว่ำงพลังงำนของเสน้ สเปกตรัมท่อี ยถู่ ัดกนั

จะมคี ำ่ ไม่เทำ่ กัน กลำ่ วคอื เมอื่ เรม่ิ ตน้ จะมีค่ำของผลตำ่ งระหวำ่ งพลังงำน

มำกและจะลดลงเร่ือย ๆ เมือ่ ระดบั ชัน้ พลงั งำนเพ่มิ ขน้ึ 58

ผลตา่ งงานของเสน้ สเปกตรมั ที่มองเหน็ ไดข้ องอะตอมไฮโดรเจน
59

สรปุ

11. เม่อื อเิ ลก็ ตรอนได้รับพลังงำนที่เหมำะสมจะขน้ึ ไปอยูใ่ นระดบั
พลังงำนท่สี งู กวำ่ ระดบั พลังงำนเดิมซึง่ จะข้นึ ไปอยใู่ นระดับพลงั งำน
ใดกข็ ึน้ อยูก่ ับปรมิ ำณพลังงำนท่ีไดร้ บั กำรท่อี เิ ลก็ ตรอนข้ึนไปอยใู่ น
ระดับพลงั งำนใหมจ่ ะทำให้อะตอมไม่เสถียร อิเล็กตรอนจึงกลับมำ
อยูใ่ นระดับพลงั งำนเดมิ หรอื ระดบั พลงั งำนต่ำกวำ่ ในกำรเปล่ียน
ตำแหน่งอเิ ลก็ ตรอนจะคำยพลังงำนออกมำเปน็ คลื่นแม่เหลก็ ไฟฟำ้

60

สรปุ

22. กำรเปลยี่ นระดบั พลงั งำนของอเิ ลก็ ตรอนไม่จำเป็นต้องเปล่ียน
ระหวำ่ งระดบั พลงั งำนท่ีอยตู่ ดิ กนั อำจมีกำรเปล่ียนขำ้ มชนั้ กันได้

33. ระดับพลังงำนท่ีอยู่ตำ่ จะอยู่หำ่ งกนั มำกกว่ำระดับพลังงำนสูง
ระดบั พลังงำนย่งิ สูงขนึ้ จะอยชู่ ิดกนั มำกข้นึ

44. ระดับพลังงำนของอิเล็กตรอนทต่ี ำ่ ท่สี ุดจะอยใู่ กล้นิวเคลยี ส
ระดับพลังงำนสูงจะอยูไ่ กลนวิ เคลยี ส

61

นีลส์ โบร์

โดยโบรไ์ ดใ้ ช้ อะตอมของไฮโดรเจน ในกำรอธิบำยใหเ้ ห็น
ลกั ษณะกำรเคลื่อนที่ของอเิ ลก็ ตรอนเมือ่ ได้รับพลังงำนกระตุน้

ต่อมำได้มีกำรใช้ตัวเลขแสดงถึง ภำพ : ระดบั ชัน้ พลังงำนตำมแบบจำลอง
ระดับพลังงำนของอิเล็กตรอน คือ ของอะตอมของโบร์ ซึ่งระยะหำ่ งระหวำ่ ง
n = 1 หมำยถึง ระดับพลังงำนท่ี 1 แตล่ ะระดับชนั้ จะมีคำ่ ไมเ่ ทำ่ กัน
ซ่ึงอยู่ใกล้กับนิวเคลียสมำกที่สุด
และชั้นถัดออกไปเป็น n = 2, 3, 4,
5, …ซงึ่ หมำยถึง ระดับพลงั งำนท่ี
2, 3, 4, 5 และสงู ขน้ึ ไป ตำมลำดับ

ทม่ี ำภำพ : เอกสำรแนวทำงกำรจัดกำร เคมี ม.4 62

แบบจาลองอะตอมของโบร์

1 อะตอมประกอบดว้ ยนวิ เคลยี สอยู่

ตรงกลำงของอะตอม โดยมีอิเล็กตรอน

เคลอ่ื นทีอ่ ยู่โดยรอบอะตอม

22. แต่ละระดับชัน้ พลงั งำนจะมีพลังงำน

ไมเ่ ท่ำกัน โดยระดับชน้ั พลงั งำนท่อี ยู่
ใกลน้ ิวเคลียสทีส่ ุดจะมีพลังงำนต่ำทีส่ ุด ภาพ: ลกั ษณะแบบ
คอื ชนั้ n = 1 และช้ันถัด ๆ ไปเป็น จาลองอะตอมของโบร์

n = 2, 3, 4, … ซงึ่ จะมพี ลังงำนสูงข้ึน

เรื่อย ๆ ตำมลำดบั ทีม่ ำภำพ : เอกสำรแนวทำงกำรจัดกำร เคมี ม.4

1 63

แบบจาลองอะตอมของโบร์

“ อะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนวิ ตรอน ภาพ: ลักษณะแบบ
อยู่ภายในนิวเคลียส ส่วนอิเล็กตรอนว่ิงอยู่ จาลองอะตอมของโบร์
รอบ ๆ นิวเคลียสเป็นชั้น ๆ ในแต่ละช้ันมี
ระดบั พลังงานเฉพาะคา่ หน่งึ ลกั ษณะคล้ายวง
โคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ ซ่ึง
พลังงานระดับต่าสุดจะอยู่ใกล้นิวเคลียสมาก
ท่ีสุด และอิเล็กตรอนท่ีวงนอกสุดจะมี

พลังงานมากท่ีสุด”

ทมี่ ำภำพ : เอกสำรแนวทำงกำรจัดกำร เคมี ม.4

1 64

ข้อลบลา้ ง แบบจาลองอะตอมของโบร์

• ไมส่ ำมำรถอธิบำยกำรเกิดสเปกตรมั ทีเ่ กดิ จำกอะตอมของธำตทุ ม่ี ี
หลำยอิเลก็ ตรอนได้

• แตจ่ ะอธบิ ำยไดด้ กี ับอะตอมขนำดเลก็ ท่มี อี เิ ลก็ ตรอนเดยี ว เชน่
ไฮโดรเจน

• และเปน็ กำรอธบิ ำยโครงสร้ำงอะตอมในระดับสองมติ ิเทำ่ นั้น

165

ตอ่ มำนักวิทยำศำสตรจ์ ึงศกึ ษำเกย่ี วกับพฤตกิ รรมของอิเลก็ ตรอน
พบว่ำ อเิ ล็กตรอนสามารถเป็นได้ท้งั คลื่นและอนภุ าค

ซง่ึ การคน้ พบนที้ าให้นกั วทิ ยาศาสตร์เลิกศึกษา
เกีย่ วกับตาแหนง่ ของอิเลก็ ตรอน แต่กลบั หันมา
ศกึ ษาเก่ียวกบั โอกาสหรอื ความเป็นไปได้ทีจ่ ะ
พบอิเลก็ ตรอนในบริเวณรอบ ๆ นวิ เคลยี ส

66

การศึกษาโอกาสในการพบอเิ ล็กตรอน

กำรศึกษำเก่ยี วกบั โอกำสหรือควำมเป็นไปได้ทจี่ ะพบ
อเิ ล็กตรอนในบรเิ วณรอบ ๆ นวิ เคลียส ซึ่งจำกกำรศกึ ษำดงั กล่ำว
ทำใหพ้ บว่ำ
• บรเิ วณทมี่ โี อกำสพบอิเล็กตรอนมำกกว่ำบริเวณอนื่ ๆ ไดแ้ ก่

บริเวณใกล้นวิ เคลยี ส
• และโอกำสที่จะพบอิเลก็ ตรอนในระยะห่ำงออกไปจะคอ่ ย ๆ

นอ้ ยลงตำมลำดับ

67

แบบจาลองอะตอมแบบกล่มุ หมอก 68

1 อิเล็กตรอนไม่สำมำรถวิ่งรอบ ภาพ: ลักษณะแบบ
นิวเคลียสด้วยรัศมีที่แน่นอน จาลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก
จึงไม่สำมำรถบอกตำแหน่งที่
แน่นอนได้ บอกได้เพียงท่ีพบ ทมี่ ำภำพ : เอกสำรแนวทำงกำรจัดกำร เคมี ม.4
อิเล็กตรอนตำแหน่งต่ำง ๆ
ภำยในอะตอมและอิเล็กตรอน
เคล่ือนท่ีเร็วมำกจนเหมือนกับ
อิเล็กตรอนอยู่ทั่วไปในอะตอม
ลักษณะน้ีเรียกว่ำ"กลมุ่ หมอก"

แบบจาลองอะตอมแบบกล่มุ หมอก 69

2 กล่มุ หมอกท่มี ีอเิ ลก็ ตรอนระดับ

พลังงำนต่ำจะอยู่ใกล้นวิ เคลยี ส

ส่วนอิเล็กตรอนท่มี รี ะดบั

พลงั งำนสูงจะอยูไ่ กลนิวเคลียส

ภาพ: ลกั ษณะแบบ

3 อิเล็กตรอนแตล่ ะตัวไม่ได้อยใู่ น จาลองอะตอมแบบกล่มุ หมอก

ระดบั พลังงำนใดพลังงำนหนึ่งคงท่ี “อะตอมประกอบด้วยกลุ่มหมอกของ
อิเล็กตรอนรอบนิวเคลียส บริเวณใดหนาทึบ
4 อะตอมมอี ิเลก็ ตรอนหลำย ๆ ระดับ แสดงว่ามีโอกาสพบอิเล็กตรอนได้มากกว่า
บริเวณทีม่ กี ลมุ่ หมอกจาง”
พลงั งำน
ท่มี ำภำพ : เอกสำรแนวทำงกำรจัดกำร เคมี ม.4

ใบงานที่ 1 เร่ือง แบบจาลองอะตอม

คาชีแ้ จง : ให้นักเรยี นวำดแบบจำลองอะตอมแบบตำ่ ง ๆ พรอ้ มทงั้ เขียนคำอธบิ ำย
ลกั ษณะของแต่ละแบบจำลองอะตอมใหเ้ ขำ้ ใจ พอสังเขป

แบบจำลองอะตอมของดอลตนั แบบจำลองอะตอมขอทอมสนั

…………………………........... …………………………...........
…………………………........... …………………………...........
…………………………........... …………………………...........
…………………………........... …………………………...........
…………………………........... …………………………...........
…………………………........... …………………………...........
…………………………........... …………………………...........

70

แบบจำลองอะตอมของรทั เทอรฟ์ อรด์ แบบจำลองอะตอมของนีล โบร ์

…………………………........... …………………………...........
…………………………........... …………………………...........
…………………………........... …………………………...........
…………………………........... …………………………...........
…………………………........... …………………………...........
…………………………........... …………………………...........
…………………………........... …………………………...........

แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก

…………………………...........
…………………………...........
…………………………...........
…………………………...........
…………………………...........
…………………………...........
…………………………...........

71

ใบงานท่ี 2 เร่ือง แบบจาลองอะตอม

คาชแี้ จง : ให้นักเรยี นตอบคำถำมตอ่ ไปน้ี

1.นักเรียนคดิ วำ่ แบบจำลองอะตอมทส่ี ร้ำงขน้ึ มำนั้นสำมำรถปรบั ปรุงหรอื เปล่ยี นแปลงไดห้ รอื ไม่
เพรำะเหตใุ ด
…………………………………………………………………………………………………………………………………....
…………………………………………………………………………………………………………………………………....
2. แนวคดิ เกย่ี วกับแบบจำลองอะตอมของดอลตัน ทอมสนั และรทั เทอรฟ์ อรด์ แตกตำ่ งกันอย่ำงไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………....
…………………………………………………………………………………………………………………………………....
3. แบบจำลองอะตอมของรทั เทอร์ฟอรด์ และนลี โบร์ เหมอื นหรือแตกต่ำงกันอย่ำงไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………....
…………………………………………………………………………………………………………………………………....

72

ใบงานที่ 1 เร่ือง แบบจาลองอะตอม เฉลย

คาช้ีแจง : ใหน้ กั เรยี นวำดแบบจำลองอะตอมแบบต่ำง ๆ พร้อมท้งั เขียนคำอธบิ ำย
ลกั ษณะของแต่ละแบบจำลองอะตอมให้เขำ้ ใจ พอสังเขป

แบบจำลองอะตอมของดอลตนั แบบจำลองอะตอมขอทอมสนั

อะตอมเปน็ ทรงกลม ขนาดเลก็ อะตอมเป็นทรงกลม
ทีส่ ุด ไม่สามารถแบง่ แยกได้ ประกอบด้วยโปรตอนซงึ่ มีประจุ
บวก และอิเล็กตรอนซ่ึงมปี ระจุ
ลบกระจำยอยูท่ วั่ ไปอย่ำง
สม่ำเสมอ อะตอมในสภำพที่เป็น
กลำงทำงไฟฟำ้ จะมีจำนวนประจุ
บวกเทำ่ กบั จำนวนประจุลบ

73

แบบจำลองอะตอมของรทั เทอรฟ์ อรด์ แบบจำลองอะตอมของนีล โบร ์

อะตอมเป็นทรงกลม ประกอบด้วย อะตอมเป็นทรงกลม ประกอบด้วย
นิวเคลียสที่มีประจุบวกอยู่ตรงกลำง นิวเคลียสอยู่ตรงกลำงอะตอม โดย
อะตอม โดยมีอิเล็กตรอนท่ีมีประจุ มีอิเล็กตรอนว่ิงอยู่โดยรอบ อะตอม
ลบวง่ิ อยรู่ อบ ๆ นิวเคลยี ส เปน็ ระดับชน้ั พลังงำน

แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก

อะตอมเป็นทรงกลม ประกอบด้วย
นิวเคลียสอยู่ตรงกลำงอะตอม มี
อิเล็กตรอนวิ่งอยู่โดยรอบนิวเคลียส
โดยมีทิศทำงไมแ่ นน่ อน

74

ใบงานท่ี 2 เรื่อง แบบจาลองอะตอม เฉลย

คาชี้แจง : ให้นกั เรยี นตอบคำถำมต่อไปน้ี

1.นักเรียนคิดวำ่ แบบจำลองอะตอมทีส่ รำ้ งขน้ึ มำนั้นสำมำรถปรบั ปรุงหรอื เปล่ียนแปลงไดห้ รือไม่
เพรำะเหตใุ ด
ตอบ เปล่ยี นแปลงได้ เพรำะควำมทันสมยั ของเคร่อื งมือ และควำมรู้ควำมสำมำรถของมนุษยท์ ี่
มำกขนึ้ ทำให้คน้ พบควำมจรงิ ใหม่ ๆ จึงทำให้แบบจำลองอะตอมเกดิ กำรเปล่ียนแปลงไปได้

2. แนวคิดเกี่ยวกับแบบจำลองอะตอมของดอลตัน ทอมสัน และรทั เทอร์ฟอรด์ แตกตำ่ งกันอยำ่ งไร
ตอบ ดอลตนั เสนอวำ่ อะตอมไม่สำมำรถแบง่ แยกได้ ทอมสันพบว่ำในอะตอมอนภุ ำค 2 ชนิด คอื โปรตอน
กับนวิ ตรอน ส่วนรัทเทอรฟ์ อรด์ พบว่ำในอะตอมมอี นภุ ำค 3 ชนดิ คอื โปรตอน นวิ ตรอน และอเิ ล็กตรอน

3. แบบจำลองอะตอมของรัทเทอรฟ์ อรด์ และนลี โบร์ เหมือนหรือแตกต่ำงกนั อยำ่ งไร
ตอบ ส่งิ ท่ีเหมือนกัน คือ มีอนภุ ำคมูลฐำนเหมือนกัน และสิ่งที่แตกต่ำงกนั คือ ตำแหน่งของอเิ ลก็ ตรอน

75

เอกสารอ้างองิ

สถำบันส่งเสริมกำรสอนวิทยำศำสตร์และเทคโนโลยี, กระทรวงศกึ ษำธิกำร. (2561).
หนังสือเรียนรำยวิชำเพิ่มเตมิ เคมี เลม่ 1. (พมิ พค์ รั้งท่ี 1). กรุงเทพฯ:
โรงพมิ พ์ สกสค. ลำดพร้ำว.

76

ช่ือ-สกุล : นางสาวมะลวิ ลั ผะสมพืช วนั เดือน ปี เกิด : 3 พฤษภาคม 2537

สถานท่เี กดิ : จังหวดั หนองบัวลาภู สถานท่ที างาน : โรงเรียนนาวงั ศกึ ษาวชิ

การศกึ ษา : คณะครศุ าสตร์ สาขาวชิ าเคมี(เกียรตนิ ิยมอันดับ 1) มหาวทิ ยาลยั ราชภฎั เลย