บทที่ 1 อะตอมและตารางธาตุ
อะตอม
คือหน่วยที่เล็กที่สุดของสสารที่ยังคงสภาพความเป็นสสารอยู่ได้
แบบจำลองอะตอม ตามทฤษฏี มีอยู่
5 แบบ
คือ
1. แบบจำลองอะตอมของดอลตัน
สสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุดเรียกว่า
อะตอม ซึ่งไม่สามารถแบ่งแยกต่อไปได้อีก
2.
แบบจำลองอะตอมของทอมสัน
- ค้นพบอิเล็กตรอน ที่ มีประจุไฟฟ้าลบ มีมวลประมาณ1/2000 ของมวลของ H
3. แบบจำลองของรัทเทอร์ฟอร์ด
การกระเจิง (scattering)
ของอนุภาค
a โดยแผ่นทองคำบางๆ
รัทเทอร์ฟอร์ดพบว่ารังสีส่วนใหญ่ไม่เบี่ยงเบน
และส่วนน้อยที่เบี่ยงเบนนั้น ทำมุมเบี่ยงเบนใหญ่มาก
บางส่วนยังเบี่ยงเบนกลับทิศทางเดิมด้วย จำนวนรังสีที่เบี่ยงเบนจะมากขึ้นถ้าความหนาแน่นของแผ่นโลหะเพิ่มขึ้น
อนุภาคมูลฐาน
อนุภาค
|
ประจุ(หน่วย)
|
ประจุ(C)
|
มวล(g)
|
มวล(amu)
|
อิเล็กตรอน
|
-1
|
1.6 x 10-19
|
0.000549
|
9.1096 x 10-28
|
โปรตรอน
|
+1
|
1.6 x 10-19
|
1.007277
|
1.6726 x 10-24
|
นิวตรอน
|
0
|
0
|
1.008665
|
1.6749 x 10-24
|
การเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์
AZX : เลขมวล
คือผลบวกของโปรตอน และนิวตรอนในนิวเคลียส
เลขอะตอม คือ จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส ซึ่ง =จำนวนอิเล็กตรอนในอะตอม
ตัวอย่าง
การเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์
ดังนั้น
อะตอมของธาตุLithium ( Li )
มีจำนวนโปรตอน = 3 ตัว
อิเล็กตรอน = 3 ตัว
นิวตรอน = 4 ตัว
มีจำนวนโปรตอน = 3 ตัว
อิเล็กตรอน = 3 ตัว
นิวตรอน = 4 ตัว
คำศัพท์ที่ควรทราบ
1. ไอโซโทป ( Isotope
)
หมายถึง อะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน
มีเลขอะตอมเท่ากัน แต่มีเลขมวลต่างกัน
2. ไอโซบาร์ (
Isobar )
หมายถึง อะตอมของธาตุต่างชนิดกันที่มีเลขมวลเท่ากัน แต่มีเลขอะตอมไม่เท่ากัน
3. ไอโซโทน ( Isotone
)
หมายถึง อะตอมของธาตุต่างชนิดกันแต่มีจำนวนนิวตรอนเท่ากัน
4.
แบบจำลองอะตอมของนีลส์โบร์
นักวิทยาศาสตร์จึงมีการศึกษาข้อมูลใหม่มาสร้างแบบจำลองที่เน้นรายละเอียดเกี่ยวกับการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่อยู่รอบนิวเคลียส
โดยศึกษาจากสเปกตรัมและค่าพลังงานไอออไนเซชัน
สเปกตรัม
สเปกตรัมเป็นแสงที่ถูกแยกกระจายออกเป็นแถบสีต่าง ๆ และแสงเป็นรูปหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
แถบสีต่างๆในแถบสเปคตรัมของแสง
สเปกตรัม
|
ความยาวคลื่น (nm)
|
ม่วง
น้ำเงิน เขียว เหลือง ส้ม แดง |
400 - 420
420 - 490 490 - 580 580 - 590 590 - 650 650 - 700 |
สเปกตรัมของธาตุ
แมกซ์
พลังค์ได้เสนอทฤษฎีควอนตัม (quantum theory) และอธิบายเกี่ยวกับการเปล่งรังสีว่า
รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปล่งออกมามีลักษณะเป็นกลุ่มๆ ซึ่งประกอบด้วยหน่วยเล็กๆ
เรียกว่า ควอนตัม (quantum) ขนาดของควอนตัมขึ้นกับความถี่ของรังสี
และแต่ละควอนตัมมีพลังงาน (E) โดยที่ E เป็นปฏิภาคโดยตรงกับความถี่
(u) ดังนี้
E=hν
E = พลังงาน
1 ควอนตัมแสง(J)
h = ค่าคงที่ของพลังค์
(6.62x10-34 Js)
ν= ค่าความถี่
( s-1)
5.แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก
แบบจำลองอะตอมของโบร์
ใช้อธิบายเกี่ยวกับเส้นสเปกตรัมของธาตุไฮโดรเจนได้ดีแต่
ไม่สามารถอธิบายเส้นสเปกตรัมของอะตอมที่มีหลายอิเล็กตรอนได้จึงได้มีการศึกษาเพิ่มเติมจนได้แบบจำลองใหม่ที่เรียกว่าแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก
การจัดเรียงอิเล็กตรอน
ในแต่ละชั้นของระดับพลังงาน จะมีจำนวนอิเล็กตรอนได้
ไม่เกิน 2n 2
ระดับพลังงานหลัก
|
จำนวนอิเล็กตรอนที่มีได้มากที่สุด
|
n = 1 (K)
|
2(1) 2 = 2
|
n = 2 (L)
|
2(2) 2 = 8
|
n = 3 (M)
|
2(3) 2 = 18
|
n = 4 (N)
|
2(4) 2 = 32
|
n = 5 (O)
|
2(5) 2 =50
|
n = 6 (P)
|
2(6) 2 = 72
|
n = 7 (Q)
|
2(7) 2 = 98
|
ในแต่ละระดับชั้นพลังงาน จะมีระดับพลังงานชั้นย่อยได้ ไม่เกิน 4 ชั้นย่อย
และมีชื่อเรียกชั้นย่อย ดังนี้ s , p , d , f
ระดับพลังงานชั้นย่อย s มี e
- ได้ ไม่เกิน 2 ตัว ระดับพลังงานชั้นย่อย p มี e
- ได้ ไม่เกิน 6 ตัว
ระดับพลังงานชั้นย่อย d มี e
- ได้ ไม่เกิน 10 ตัว ระดับพลังงานชั้นย่อย f มี e
- ได้ไม่เกิน 14 ตัว
วิธีการจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม
รูป จัดเรียงอิเล็กตรอนตามลูกศร
ตัวอย่าง
Br มีเลขอะตอม = 35 ดังนั้นการจัดเรียง e-ของธาตุ Br
= 2 8 18 7
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น