ดีโมครีตัส ( นักปราชญ์ชาวกรีก) ได้กล่าวว่าทุกสิ่งทุกอย่างประกอบขึ้นจาก อนุภาคที่เล็กมาก เล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ อนุภาคเล็กๆ เหล่านี้จะรวมพวกเข้าด้วยกันโดยวิธิการต่างๆ สำหรับอนุภาคเองนั้นไม่มีการเปลี่ยนแปลงและไม่สามารถจะแตกแยกออกเป็นชิ้นส่วนที่เล็กลงไปอีกได้ ดีโมครี- ตัสตั้งชื่ออนุภาคนี้ว่า อะตอม (Atom) จากภาษากรีกที่ว่า atoms ซึ่งมีความหมายว่า ไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก ตามความคิดเห็นของเขา อะตอมเป็นชิ้นส่วนที่เล็กที่สุดของสสารที่สามารถจะคงอยู่ได้ ภาพการแปรียบเทียบขนาดของอะตอม ประโยชน์จากการเรียนเรื่องโครงสร้างอะตอม1. ทราบสมบัติทางเคมีและสมบัติการเปล่งแสงของธาตุ แบบจำลองอะตอมของจอห์นดอลตัน จอห์น ดอลตัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้เสนอทฤษฎีอะตอมโดยอาศัยข้อมูลจากการทดลองที่พอจะศึกษาได้และนับว่าเป็นทฤษฎีแรกที่เกี่ยวกับอะตอมที่พอจะเชื่อถือได้ ซึ่งมีใจความดังนี้
จากทฤษฎีอะตอมของดาลตัน แบบจำลองอะตอมมีลักษณะดังรูป ลักษณะแบบจำลองอะตอมของดอลตัน ( ตามทฤษฎีอะตอมของดอลตัน อะตอมในแนวคิดปัจจุบัน ข้อ 1, 3, 4 ใช้ไม่ได้ในปัจจุบัน) แบบจำลองอะตอมของทอมสัน
จากผลการทดลองของทอมสัน โกลด์สไตน์ ทำให้ทอมสันได้ข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้นเขาจึงเสนอแบบจำลองอะตอมว่า
จากทฤษฎีอะตอมของทอมสัน แบบจำลองอะตอมมีลักษณะดังรูป ลักษณะแบบจำลองอะตอมของทอมสัน แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด อะตอมจะประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีโปรตอนและนิวตรอนรวมตัวกันอยู่อย่างหนาแน่นอยู่ตรงกลางนิวเคลียสมีขนาดเล็กมากมีมวลมาก และมีประจุบวกส่วนอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุเป็นลบและมีมวลน้อยมาก จะวิ่งรอบนิวเคลียสเป็นวงกว้าง การค้นพบนิวตรอน เนื่องจากมวลของอะตอมส่วนใหญ่อยู่ที่นิวเคลียสซึ่งเป็นมวลของโปรตอนแต่โปรตอนมีมวลประมาณครึ่งหนึ่งของนิวเคลียสเท่านั้น แสดงว่าต้องมีอนุภาคซึ่งไม่มีประจุไฟฟ้าแต่มีมวลใกล้เคียงกับโปรตอนอยู่ในอะตอมด้วย เจมส์ แชวิก นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ จึงศึกษาทดลองเพิ่มเติมจนพบนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า อะตอมของธาตุทุกชนิดในโลกจะมีนิวตรอนเสมอ ยกเว้นอะตอมของไฮโดรเจนในรูปของไอโซโทป สรุปแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีโปรตอนรวมกันอยู่ตรงกลาง นิวเคลียสมีขนาดเล็ก แต่มีมวลมากและมีประจุเป็นบวก ส่วนอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุเป็นลบ และมีมวลน้อยมาก จะวิ่งอยู่รอบนิวเคลียสเป็นบริเวณกว้าง จากทฤษฎีอะตอมของ รัทเทอร์ฟอร์ด แบบจำลองอะตอมมีลักษณะดังรูป ลักษณะแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด แบบจำลองอะตอมของนีลส์โบร์ นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามศึกษาลักษณะของการจัดอิเล็กตรอนรอบๆ อะตอม โดยแบ่งการศึกษาออกเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกเป็นการศึกษษเกี่ยวกับสเปกตรัมของอะตอม ซึ่งทำให้ทราบว่าภายในอะตอมมีการจัดระดับพลังงานเป็นชั้นๆ ในแต่ละชั้นจะมีอิเล็กตรอนบรรจุอยู่ ส่วนที่สองเป็นการศึกษาเกี่ยวกับพลังงานไอโอไนเซชัน เพื่อดูว่าในแต่ละระดับพลังงานจะมีอิเล็กตรอนบรรจุอยู่ได้กี่ตัว สเปกตรัม หมายถึง อนุกรมของแถบสีหรือเส้นที่ได้จากการผ่านพลังงานรังสีเข้าไปในสเปกโตรสโคป ซึ่งทำให้พลังงานรังสีแยกออกเป็นแถบหรือเป็นเส้น ที่มีความยาวคลื่นต่างๆเรียงลำดับกันไป นีลส์โบร์ ได้เสนอแบบจำลองอะตอมขึ้นมา สรุปได้ดังนี้ จากทฤษฎีอะตอมของ นีลส์โบร์ แบบจำลองอะตอมมีลักษณะดังรูป ลักษณะแบบจำลองอะตอมของนีลส์โบร์ แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก เป็นแบบจำลองที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่าเป็นไปได้มากที่สุดทั้งนี้ได้จากการประมวลผลการทดลองและข้อมูลต่างๆ อะตอมภายหลังจากที่นีลส์โบร์ ได้เสนอแบบจำลองอะตอมขึ้นมา อาจสรุปได้ดังนี้ ลักษณะแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก สรุปแบบจำลองอะตอม อนุภาคมูลฐานของอะตอม ชนิดของอนุภาคมูลฐานของอะตอม ทุกอะตอมประกอบด้วยอนุภาคที่สำคัญคือ โปรตอน, นิวตรอน และอิเล็กตรอน โดยมีโปรตอนกับนิวตรอนอยู่ภายในนิวเคลียส นิวเคลียสนี้จะครอบครองเนื้อที่ภายในอะตอมเพียงเล็กน้อย และมีอิเล็กตรอนวิ่งรอบๆ นิวเคลียสด้วยความเร็วสูง คล้ายกับมีกลุ่มประจุลบปกคลุมอยู่โดยรอบ อนุภาค ประจุ ( หน่วย) ประจุ (C) มวล (g) มวล (amu) อิเล็กตรอน -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
เลขอะตอม เลขมวล และสัญลักษณ์นิวเคลียร์ 1. จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเรียกว่า เลขอะตอม (atomic number, Z)
การเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์
คำศัพท์ที่ควรทราบไอโซโทป ( Isotope ) หมายถึง อะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน มีเลขอะตอมเท่ากัน แต่มีเลขมวลต่างกัน เช่น การหาอนุภาคมูลฐานของอะตอม จากสัญลักษณ์นิวเคลียร์ ดังนั้น อะตอมของธาตุลิเทียม ( Li ) การจัดเรียงอิเล็กตรอน หลักในการจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม1. อิเล็กตรอนที่วิ่งอยู่รอบๆ นิวเคลียสนั้น จะอยู่กันเป็นชั้นๆตามระดับพลังงาน ระดับพลังงานที่อยู่ใกล้นิวเคลียสที่สุด ( ชั้น K) จะมีพลังงานต่ำที่สุด และอิเล็กตรอนในระดับพลังงานชั้นถัดออกมาจะมีพลังงานสูงขึ้นๆ ตามลำดับ พลังงานของอิเล็กตรอนของระดับชั้นพลังงาน K < L < M < N < O < P < Q แบบจำลองอะตอมของนีลส์โบร์ 2. ในแต่ละชั้นของระดับพลังงาน จะมีจำนวนอิเล็กตรอนได้ ไม่เกิน 2n 2 เมื่อ n = เลขชั้น ซึ่งเลขชั้นของชั้น K=1,L=2,M=3,N=4,O=5,P=6 และ Q=7 ตัวอย่าง จำนวน e - ในระดับพลังงานชั้น K มีได้ ไม่เกิน 2n 2 = 2 x 1 2 = 2x1 = 2 ระดับพลังงาน จำนวนอิเล็กตรอนที่มีได้มากที่สุด 2(5) 2 = 32 ( 32 คือ เลขมากสุดที่เป็นไปได้ ) จะเห็นว่ากฎออกเตตมีข้อด้อย คือ เมื่อระดับพลังงานมากกว่า n = 4 จะใช้ไม่ได้ อย่างไรก็ตามในธาตุ 20 ธาตุแรก สามารถใช้การจัดเรียงอิเล็กตรอนตามกฎออกเตตได้ดี ในแต่ละชั้นย่อย จะมีจำนวน e - ได้ ไม่เกิน ดังนี้ ระดับพลังงานชั้นย่อย s มี e - ได้ ไม่เกิน 2 ตัว ระดับพลังงานชั้นย่อย p มี e - ได้ ไม่เกิน 6 ตัวระดับพลังงานชั้นย่อย d มี e - ได้ ไม่เกิน 10 ตัว ระดับพลังงานชั้นย่อย f มี e - ได้ไม่เกิน 14 ตัว เขียนเป็น s 2 p 6 d 10 f 14 วิธีการจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอมการจัดเรียงอิเล็กตรอน ให้จัดเรียง e- ในระดับพลังงานชั้นย่อยโดยจัดเรียงลำดับตามลูกศร ( แนวทางการจัดเรียงอิเล็กตรอน ให้เขียนแผนผังก่อน ดังรูป มวลอะตอมมาจากไหนมวลอะตอม = มวลของนิวเคลียส = มวลรวมของโปรตรอน แต่จากการหามวลอะตอมของธาตุต่าง ๆ พบว่ามวลอะตอมของธาตุยกเว้น H มีค่ามากกว่ามวลของนิวเคลียสมากกว่าเท่ากับ 2 เท่าทำให้ Rutherford สันนิษฐานว่าภายในนิวเคลียสน่าจะมีอนุภาคอีกชนิดหนึ่งซึ่งมีมวลใกล้เคียงกับโปรตรอนและเป็นกลางทางไฟฟ้า
โครงสร้างอะตอมบริเวณส่วนกลาง เรียกว่าอะไรอะตอม อะตอม (Atom) หมายถึง อนุภาคที่เล็กที่สุดของสสารที่ยังคงมีคุณสมบัติทางเคมีของธาตุนั้นๆอยู่ โครงสร้างของอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสซึ่งอยู่ตรงกลางและมีอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบๆนิวเคลียส ภายในนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนซึ่งในสภาวะปกติโครงสร้างของอะตอมจะมีจำนวน อิเล็กตรอนเท่ากับจำนวนโปรตอน
มวลของอะตอมคืออะไรมวลอะตอม (ma) (อังกฤษ: Atomic mass) คือมวลของอนุภาคของอะตอมหรืออนุภาคย่อยของอะตอมหรือโมเลกุลของธาตุใด ๆ มีหน่วยเป็น หน่วยมวลอะตอมหรือเอเอ็มยู (unified Atomic Mass Unit - UAMU) หรือแค่ "u" โดย 1 u มีค่าเท่ากับ 1/12 ของมวลของหนึ่งอะตอมนิ่งของคาร์บอน-12 หรือ 1.66 x 10-24 กรัม โดยน้ำหนักนี้เทียบมาจาก 1 อะตอมของไฮโดรเจน ...
มวลอะตอม หายังไงมวลอะตอมของธาตุ = มวลของธาตุ 1 อะตอม /1/12 ของ C-12 1 อะตอม เช่น Na มีมวลอะตอมในตารางธาตุ เป็น 23 แสดงว่า มวลอะตอมของ Na = มวลของธาตุ 1 อะตอม /1/12 ของ C-12 1 อะตอม มวลของ Na 1 อะตอม = มวลของ Na x 1/12 ของ C 12 อะตอม
|