แบบจำลองอะตอม

รูปภาพของ naiii_ja

Laughing  แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก

 

 

    เนื่องจากแบบจำลองอะตอมของโบร์ (Niels Bohr)  มีข้อจำกัดที่ไม่สามารถใช้อธิบายสเปกตรัมของอะตอมที่มีหลายอิเล็กตรอน ได้มีการศึกษาเพิ่มเติมจนได้ข้อมูลที่เชื่อว่าอิเล็กตรอนมีสมบัติเป็นทั้งอนุภาคและคลื่น  โดยเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสในลักษณะของคลื่นนิ่ง  บริเวณที่พบอิเล็กตรอนได้พบได้หลายลักษณะเป็นรูปทรงต่าง ๆ ตามระดับพลังงานของอิเล็กตรอน  จากการใช้ความรู้ทางกลศาสตร์ควอนตัมสร้างสมการขึ้นเพื่อคำนวณหาโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในระดับพลังงานต่าง ๆ พบว่าแบบจำลองนี้อธิบายเส้นสเปกตรัมได้ดีกว่าแบบจำลองอะตอมของโบร์  โดยแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกกล่าวไว้ดังนี้
    1. อิเล็กตรอนมีขนาดเล็กมากและเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วตลอดเวลาไปทั่วทั้งอะตอม  จึงไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนของอะตอมได้
    2. มีโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสบางบริเวณเท่านั้น  ทำให้สร้างมโนภาพได้ว่าอะตอมประกอบด้วยกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนรอบ ๆ นิวเคลียส
    3. บริเวณที่กลุ่มหมอกทึบแสดงว่าโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนได้มากกว่าบริเวณที่มีกลุ่มหมอกจาง”

      การแสดงแบบจำลองอะตอมในลักษณะที่แสดงถึงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนทำได้ยาก  แต่จะแสดงในลักษณะที่เป็นลูกกลมแทน  เช่น  ลูกปิงปองหรือลูกกลมพลาสติก เพื่อให้สะดวกต่อการจินตนาการถึงอะตอมของธาตุได้ง่าย
     ในปี ค.ศ. 1924  หลุยส์ เดอ บรอยส์ (Lois de Brolie)  ให้ความเห็นว่า “ถ้าแสงมีพฤติกรรมคล้ายกับว่าประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ (โฟตอน : photon)  ดังนั้นอนุภาคขนาดเล็กก็สามารถประพฤติตัวได้ทำนองเดียวกัน  คือมีสมบัติเป็นได้ทั้งคลื่นและอนุภาค”  ด้วยสมมติฐานนี้ ทำให้โครงสร้างของอะตอมมีความกระจ่างชัดมากขึ้นและสามารถเข้าใจปรากฏการณ์บางอย่างที่ขัดต่อทฤษฎีอะตอมของโบร์ได้  เช่น  อธิบายได้ว่าเพราะเหตุใดอิเล็กตรอนจึงไม่ถูกโปรตอนดึงดูดเข้าไปในนิวเคลียส  โดยพิจารณาว่าอิเล็กตรอนประพฤติตัวเป็นคลื่นนิ่งรอบนิวเคลียสนั่นเอง  และอธิบายได้ว่าในการเกิดพันธะเคมี  เพราะเหตุใดอิเล็กตรอนจึงเข้าคู่กันได้โดยไม่ผลักกัน  โดยให้พิจารราว่าอิเล็กตรอนเป็นคลื่นซึ่งสามารถเกิดการแทรกสอดกันได้
     เมื่อให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสในวงโคจรที่เสถียรคือเป็นคลื่นนิ่ง  ความยาวของเส้นรอบวงจะมีค่าเป็นจำนวนเท่าของความยาวคลื่นของอิเล็กตรอนนั้น  ซึ่งสอดคล้องกับทฤษฎีของโบร์  ระดับชั้นของวงโคจรแบ่งเป็นชุดหลักได้เป็นระดับชั้น (shell)  K , L , M , N , O , . . . หรือเรียกว่าระดับพลังงานที่  1 , 2 , 3 , . . .  ตามลำดับโดยที่ระดับพลังงานที่ 1 จะมีค่าพลังงานต่ำสุด  นั่นคือจะต้องใช้พลังงานมากที่สุดในการดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอม  เนื่องจากมีวงโคจรอยู่ใกล้กับนิวเคลียสมากที่สุด  และในแต่ละระดับชั้นจะมีอิเล็กตรอนเป็นจำนวนไม่เกิน 2n2  คือมีจำนวนเป็น 2 , 8 , 18 , 32  ตามลำดับ  (เมื่อ  n  คือระดับพลังงาน)  โดยอิเล็กตรอนชั้นนอกสุด (valence electron)  จะมีได้ไม่เกิน 8 อิเล็กตรอน

ตารางแสดงระดับพลังงานหลักและระดับพลังงานย่อย

ระดับพลังงานหลัก (n)
ระดับพลังงานย่อย (l)
ชื่อของระดับพลังงานย่อย
1
0
s
2
0 , 1
s , p
3
0 , 1 , 2
s , p , d
4
0 , 1 , 2 , 3
s , p , d , f
5
0 , 1 , 2 , 3 , 4
s , p , d , f , g

     ระดับพลังงานย่อย  s , p , d , f  สามารถบรรจุอิเล็กตรอนได้  2 , 6 , 10 , 14 อิเล็กตรอนตามลำดับ  โดยอิเล็กตรอนจะอยู่ด้วยกันเป็นคู่กระจายอยู่ในออร์บิทัล (orbital)  หรือระดับพลังงานที่เป็นค่าโมเมนตัมเชิงแม่เหล็ก (m)  ที่ระดับพลังงานย่อย s , p , d และ f   กระจายออกมา  โดยค่าโมเมนตัมเชิงแม่เหล็กจะมีค่าตั้งแต่  – l  ถึง  l

 เมื่อ  l  =  0  m  =  0    s   
 เมื่อ  l  =  1  m  =  –1 , 0 , 1    p 
 เมื่อ  l  =  2  m  =  –2 , –1 , 0 , 1 , 2    d 
 เมื่อ  l  =  3  m  =  –3 , –2 , –1 , 0 , 1 , 2 , 3    f   
     แทน  ออร์บิทัล   แทน  คู่อิเล็กตรอน    

     ระดับพลังงานย่อย  s , p , d และ f   จึงบรรจุอิเล็กตรอนได้  2 , 6 , 10 , 14 อิเล็กตรอน  ตามลำดับ  ส่วนอิเล็กตรอนที่เข้าคู่กันนั้นจะมีทิศทางการหมุนตรงข้ามกัน (s)  เพื่อให้เกิดการดึงดูดทางแม่เหล็กกันได้  จึงมีการหมุนเป็น 2 ค่า คือ  +1/2 และ –1/2
     ดังนั้น แต่ละอิเล็กตรอนจะมีค่าพลังงานที่ไม่ซ้ำกันเลย  พิจารณาจากตัวเลขระดับพลังงานต่าง ๆ ได้แก่  ระดับพลังงานหลัก  ระดับพลังงานย่อย  ค่าโมเมนตัมเชิงแม่เหล็ก  และการหมุนของอิเล็กตรอน  ซึ่งเรียกตัวเลขจ่าง ๆ นี้ว่า “เลขควอนตัม” (quantum number) และจะเรียกระดับพลังงานต่าง ๆ โดยระบุระดับพลังงานหลักและระดับพลังงานย่อย  เช่น  2s คือระดับพลังงานย่อย s  ที่อยู่ในระดับพลังงานหลัก n = 2  เป็นต้น

ตารางแสดงระดับพลังงาน  โมเมนตัวเชิงแม่เหล็ก  และออร์บิทัล

ระดับพลังงานหลัก (n)
ระดับพลังงานย่อย (l)
โมเมนตัมเชิงแม่เหล็ก
ชื่อออร์บิทัล
จำนวนออร์บิทัล
1

0

0

1s

1

2

0

1

0

–1 , 0 , 1

2s

2p

1

3

3

0

1

2

0

–1 , 0 , 1

–2 , –1 , 0 , 1 , 2

3s

3p

3d

1

3

5

4

0

1

2

3

0

–1 , 0 , 1

–2 , –1 , 0 , 1 , 2

–3 , –2 , –1 , 0 , 1 , 2 , 3

4s

4p

4d

4f

1

3

5

7

    สำหรับการจัดอิเล็กตรอนลงในระดับพลังงานต่าง ๆ ของอะตอมนั้นสามารถทำได้ใน  2  ลักษณะ  คืออย่างง่าย  โดยการจัดเรียงเข้าในระดับพลังงานหลัก  และอย่างละเอียด  โดยการจัดเรียงที่พิจารราถึงระดับพลังงานย่อยด้วย  ซึ่งสามารถอธิบายปรากฏการณ์ต่าง ๆ ได้ดีและแม่นยำกว่า

สร้างโดย: 
นายดนัย ทัดแก้ว โรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัย ลพบุรี

ขอบคุณมากครับ
http://www.thaigoodview.com/blog/101501

ตกลงว่าอะตอมคืออะไรคะ

อยากทราบว่า อะตอม จะมีรูปร่างอื่นอีกมั้ยค่ะ เพราะที่เคยเห็นเป็นแบบอื่น ค่ะTongue out

รูปภาพของ suriyon

ผมอยากทราบว่า อะตอมของทองคำนั้นจะมีรูปร่างหรือรูปทรงแบบอื่นอีกหรือปล่าวครับ

 คือว่าผมเคยเห็นในแบบจำลองอะตอมของนักวิทยาศาสตร์หลายๆท่านพบว่ามีรูปแบบที่ไม่เหมือนกันนะครับ

 InnocentCry

รูปภาพของ heman

สมัยเรียนมหาลัย ไอ้ อะตอมนี่ไม่ค่อยเข้าใจเท่าที่ควร ตอนนี้ยิ่งแย่ใหญ่ไม่สนใจเลย  จินตนาการยากน่ะ

กว่าจะนั่งอ่าเสร็จ ได้วามรู้มากเลยครับ Smile

อะตอมของทองคำสวยดีนะครับ

อืมม อะตอมของทองคำเป็นงี้นี่เอง

มหาวิทยาลัยศรีปทุม ผู้ใหญ่ใจดี
 
 

 ช่วยด้วยครับ
นักเรียนที่สร้างบล็อก กรุณาอย่า
คัดลอกข้อมูลจากเว็บอื่นทั้งหมด
ควรนำมาจากหลายๆ เว็บ แล้ววิเคราะห์ สังเคราะห์ และเขียนขึ้นใหม่
หากคัดลอกทั้งหมด จะถูกดำเนินคดี
ตามกฎหมายจากเจ้าของลิขสิทธิ์
มีโทษทั้งจำคุกและปรับในอัตราสูง

ช่วยกันนะครับ 
ไทยกู๊ดวิวจะได้อยู่นานๆ 
ไม่ถูกปิดเสียก่อน

ขอขอบคุณในความร่วมมือครับ

อ่านรายละเอียด

ด่วน...... ขณะนี้
พระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2558 
มีผลบังคับใช้แล้ว 
ขอให้นักเรียนและคุณครูที่ใช้งาน
เว็บ thaigoodview ในการส่งการบ้าน
ระมัดระวังการละเมิดลิขสิทธิ์ด้วย
อ่านรายละเอียดที่นี่ครับ

 

สมาชิกที่ออนไลน์

ขณะนี้มี สมาชิก 0 คน และ ผู้เยี่ยมชม 37 คน กำลังออนไลน์