ว 30131 เคมีพื้นฐาน โครงสร้างอะตอม

1 . โครงสร�างอะตอม ชุ ดที่�� อ ศราวุ ที่ธ แสงอ ไร

1

วว 30131 30131 เคมี�พื้��นฐานเคมี�พื้��นฐานโครงสร�างอะตอมีโครงสร�างอะตอมี

อ�เล็�กตรอนแล็ะโครงสร�างอะตอมีนายศราว�ทธ แสงอ�ไร นายศราว�ทธ แสงอ�ไร

คร ว�ชาการสาขาเคมี� โรงเร�ยนมีหิ�ดล็ว�ทยาน�สรณ์&คร ว�ชาการสาขาเคมี� โรงเร�ยนมีหิ�ดล็ว�ทยาน�สรณ์&


2

Democritus Democritus (460-370 BC)(460-370 BC)

Originated idea of the atomOriginated idea of the atom


3

ด�โมีคร�ต�ส (Democritus)เป็(นคนแรกท�)เสนอทฤษฎี�อะตอมี1.สารท�กชน�ดป็ระกอบด�วยหิน.วยท�)เล็�กท�)ส�ดซึ่0)งไมี.สามีารถแยกต.อไป็ได� อ�ก เร�ยกว.า อะตอมี

แล็ะ อะตอมีน��จะไมี.มี�การส ญหิายหิร�อเก�ดข0�นใหิมี.ได�2.อะตอมีของสารท�กชน�ดจะเหิมี�อนก5นหิมีดแต.โครงสร�างการจ5บต5วของอะตอมีของสารแต.ล็ะ

ชน�ดจะไมี.เหิมี�อนก5น ด5งน5�นสารต.างชน�ดก5นจ0งมี�อะตอมีเหิมี�อนก5นแต.การจ5บต5วของอะตอมีต.างก5นเท.าน5�น3. ท�)ว.างระหิว.างอะตอมี (Void) อะตอมีสามีารถเคล็�)อนท�) ไป็มีาได�อย.างอ�สระในท�)ว.างน��


4

เป็(นผู้ �ท�)ไมี.เหิ�นด�วยก5บทฤษฎี�อะตอมีของด�โมี คร�ต�ส ท�)กล็.าวว.าระหิว.างอะตอมีจะมี�ท�)ว.าง เขา

ได�เสนอความีค�ดเหิ�นได�ด5งน�� สารท�กชน�ด สามีารถถ กแบ.งใหิ�เล็�กล็งไป็ได� โดยไมี.มี�ท�)ส��น

ส�ดแล็ะธาต�แท�ของสารท5�งหิล็ายมี�เพื้�ยงส�)อย.าง เท.าน5�นค�อ " ด�น น7�า ล็มี ไฟ " เน�)องจากขณ์ะ

น5�นอร�สโตเต�ล็มี�คนเล็�)อมีใสมีากจ0งท7าใหิ�ทฤษฎี�อะตอมีของด�โมีคร�ต�สซึ่บเซึ่าไป็เก�อบสองพื้5นป็9

อร�สโตเต�ล็(Aristotle)


5

Dalton (1766 - 1844)Dalton (1766 - 1844)

1803 Dalton’s Atomic Theory1803 Dalton’s Atomic Theory


6

ทฤษฎี�อะตอมีของดาล็ต5น (Dalton)1. สสารประกอบด�วุยอะตอมซึ่��งเป�นหน!วุยที่��เล็#กที่��ส ดที่��ไม!

สามารถแบ!งแยกต!อไปได�2. อะตอมของธาต ต!างชุน&ดก'นจะม�ล็'กษณะต!างก'น อะตอม

ของธาต ชุน&ดเด�ยวุก'นจะม�ล็'กษณะเหม+อนก'นที่ กประการ3. อะตอมของธาต ชุน&ดหน��งจะเปล็��ยนเป�นอะตอมของธาต ชุน&ด

อ+�นไม!ได�4. หน!วุยย!อยของสารประกอบค+อโมเล็ก ล็ จะประกอบด�วุย

อะตอมของธาต องค,ประกอบในส'ดส!วุนที่��แน!นอน5. ในปฏิ&ก&ร&ยาเคม�ใดๆ อะตอมจะส0ญหาย หร+อ เก&ดข�2นใหม!ไม!

ได�แต!อะตอมจะเก&ดการจ'ดเร�ยงต'วุก'นเป�นโมเล็ก ล็ใหม!เก&ดเป�นสารประกอบใหม!ข�2น


7

อ�เล็�กตรอน (Electron) ในป็9 ค.ศ.1874 G.J. Stoney ได�อธ�บาย

ถ0งล็5กษณ์ะของอน�ภาคไฟฟ;าท�)อย .ในสสารโดยกล็.าวว.าอน�ภาคไฟฟ;าท�)อย .ในสสารน5�นเป็(นอน�

ภาคเล็�กๆ แล็ะอน�ภาคเหิล็.าน5�นอย .ร.วมีก5นก5บ อะตอมี Stoney ได�เสนอช�)อของอน�ภาคน5�น

ว.าอ�เล็�กตรอน(Electron ) แต.น5)นเป็(นเพื้�ยงการกล็.าวถ0งอ�เล็�กตรอน

เท.าน5�น


8

CrookesCrookes ( (1837-19191837-1919))

1879 Cathode rays are negative1879 Cathode rays are negative


9

William Crookes ได�ประด&ษฐ์,อ ปกรณ,เพื่+�อจ6าล็องปรากฎการณ,ฟ้9าร�อง ฟ้9าผ่!าประกอบด�วุยหล็อดแก�วุที่��บรรจ gas ควุามด'นต6�า ม�ข' 2วุไฟ้ฟ้9าเป�นแผ่!นโล็หะ(Electrode) 2 ข'2วุ ต!อเข�าก'บเคร+�องก6าเน&ดไฟ้ฟ้9าที่��ม�ควุามต!างศ'กย,ส0ง (10,000 -20,000 volte) แผ่!นโล็หะด�านไฟ้ฟ้9าล็บเร�ยกวุ!า ข'2วุ cathode แผ่!นโล็หะด�านไฟ้ฟ้9าบวุกเร�ยกวุ!า ข'2วุ anode แล็ะย'งได�วุางฉากเร+องแสง (ZnS ซึ่&งค,ซึ่'ล็ไฟ้ด,) ขนานไปตามยาวุหล็อด


10


11


12

J.J. Thomson (1856-1940)J.J. Thomson (1856-1940)

1897 Discovered the electron1897 Discovered the electron(“plum pudding” model)(“plum pudding” model)


13

Sir Joseph John Thomson เมี�)อน7าสนามีไฟฟ;าภายนอกมีาล็.อ จ�ดสว.างบน

ฉากเร�องแสงจะเบ�)ยงเบนเข�าหิาข5�วบวกเสมีอ


14หิล็อดร5งส�แคโทดของ Thomson ด5ดแป็ล็งเพื้�)อใช�ท7าการทดล็องหิาค.าป็ระจ�ต.อมีวล็

e / m = 1.759 x 108 ค ล็อมีบ&ต.อกร5มี


15

การทดล็องของทอมีส5น (J.J. Thomson)

ในป< ค.ศ.1897 J.J. Thomson ได�ที่6าการที่ดล็องเพื่+�อหาค!าอ'ตราส!วุนของประจ ต!อมวุล็ของอน ภาคร'งส�คาโธด

แสดงการเคร+�องม+อของที่อมส'น


16


17

MillikanMillikan ( (1868-19531868-1953))

1909 Discovered mass of 1909 Discovered mass of electronelectron


18

เคร�)องมี�อทดล็องว5ดป็ระจ�ในหิยดน7�ามี5นMillikanOil –Drop Experiment

ในป็9 ค.ศ.1909 (R.A. Milikan) ได�ท7าการทดล็องว5ดหิาค.าป็ระจ�แล็ะมีวล็ของอ�เล็�กตรอนได�

ส7าเร�จ เคร�)องมี�อท�)ใช�ท7าการทดล็องเป็(นกล็.องมี�ดช�ด


19

การทดล็องเราสามีารถส.องด หิยดน7�ามี5นได�จาก กล็�องจ�ล็ทรรศน& โดยการมีองผู้.านกระจกท�)

กล็�อง จากร ป็เมี�)อหิยดน7�ามี5นหิย�ดน�)งแสดงว.า แรงล็5พื้ธ&ท�)หิยดน7�ามี5นเป็(นศ นย& ท7าใหิ�ได�สมีการ


20


21หิล็อดร5งส�แคโทดของ Eugen Goldstein (การค�นพื้บ Proton )การที่��อะตอมที่ กชุน&ดม� electron เป�นองค,ประกอบ แต!อะตอมม�ค ณสมบ'ต&เป�นกล็างที่างไฟ้ฟ้9า ที่6าให�น'กวุ&ที่ยาศาสตร,เชุ+�อวุ!าจะต�องม�อน ภาคที่��ม�ประจ ไฟ้ฟ้9าเป�นบวุกเป�นองค,ประกอบ ในป< ค.ศ. 1889 (พื่.ศ. 2429) Eugen Goldstrin น'กฟ้>ส&กส,ชุาวุเยอรม'น ได�ด'ดแปล็งหล็อดร'งส� cathode


22

ร'งส�น�2จะเก&ดข�2นพื่ร�อมๆก'บ cathode ray เร�ยกร'งส�ที่��พื่บใหม!วุ!า

positive ray หิร�อ anode ray หิร�อ canal ray

เปล็��ยนชุน&ดของ gas ในหล็อด พื่บวุ!าอน ภาคที่��ม�ประจ บวุกเหล็!าน�2ม�อ'ตราส!วุนประจ ต!อมวุล็ไม!คงที่�� แล็ะจะข�2นอย0!ก'บชุน&ดของ gas ที่��บรรจ ในหล็อด แต!ถ�าใชุ� gas ชุน&ดเด&มแล็�วุเปล็��ยนชุน&ดข'2วุโล็หะที่��ที่6า anode พื่บวุ!า อ'ตราส!วุนประจ ต!อมวุล็ม�ค!าคงเด&มGoldstien ได�สร ปผ่ล็การที่ดล็องวุ!า อ5ตราส.วนป็ระจ�ต.อมีวล็ข0�นอย .ก5บชน�ดของ gas (gas ต.างชน�ดก5นจะมี�มีวล็ต.างก5น)


23 หิาค.า e /m ของ hydrogen gas หิร�อ proton

ได�เที่!าก'บ 9.58 x 104 coulomb/ g e = 1.6 x 10-19

จะได�ค!ามวุล็proton = 1.66 x 10-24 g เม+�อเปร�ยบเที่�ยบมวุล็ของproton ก'บมวุล็ของ electron พื่บวุ!า

มวุล็ของ protonจะม�ค!ามากกวุ!ามวุล็ของ electron ประมาณ 1800 เที่!า


24

Rutherford (1871-1937)Rutherford (1871-1937)

1911 Discovered the nucleus1911 Discovered the nucleus(gold foil experiment)(gold foil experiment)


25

Hans GeigerHans Geiger ( (1882-19451882-1945))

Rutherford’s associateRutherford’s associate


26

Lord Ernest Ruthetford น5กว�ทยาศาสตร&ชาวน�วซึ่�แล็นด&ได�ท7าการศ0กษาธรรมีชาต�ของร5งส�ท�)เก�ดจากสารก5มีมี5นตร5งส� พื้บว.ามี� 3 ชน�ด ค�อ

1. ร'งส� เอล็ฟ้า ( -ray) ประกอบด�วุยอน ภาคที่��ม�ประจ ไฟ้ฟ้9าเป�นบวุก (+2) เป�นน&วุเคล็�ยสของอะตอมของธาต ฮี�เล็�ยม ค+อประกอบด�วุย Proton 2 ต'วุ แล็ะ Neutron 2 ต'วุ ( ) อ6านาจผ่!านที่ะล็ วุ'ตถ ได�น�อยมาก ถ0กก'2นโดยกระดาษเพื่�ยงแผ่!นเด�ยวุหร+อสองแผ่!น

2. ร'งส�เบตา (-ray) ประกอบด�วุยอ&เล็#กตรอนที่��ม�พื่ล็'งงานส0ง ม�อ6านาจการผ่!านที่ะล็ ส0งกวุ!าร'งส�เเอล็ฟ้า ถ0กก'2นโดยใชุ�แผ่!นโล็หะบางๆ

3. ร'งส�แกมมา (-ray) แสดงสมบ'ต&เป�นคล็+�นแม!เหล็#กไฟ้ฟ้9าที่��ม�ควุามยาวุคล็+�นส'2นมากคล็�าย X-ray ร'งส�แกมมาไม!ม�มวุล็ไม!ม�ประจ ม�อ6านาจผ่!านที่ะล็ ส0ง ถ0กก'2นได�โดยแผ่!นตะก'�วุหนา


27


28


29


30

การทดล็อง

AA

BB

CC


31


32


33James Chadwick 1932ในป็9ค.ศ. 1930 (พื้.ศ. 2473) W. Bothe แล็ะ H. Becker น5กเคมี�ชาวเยอรมี5นได�ทดล็องใช�อน�ภาคแอล็ฟาย�งแผู้.นโล็หิะแบร�เล็�)ยมี (Be) ป็รากฎีว.าเก�ดร5งส�ชน�ดหิน0)งท�)มี�อ7านาจทะล็�ผู้.านได�ด�


34

1

2

3


35

Since opposite charges attract Since opposite charges attract each other, why don’t the electrons each other, why don’t the electrons

fall into the nucleus?fall into the nucleus?


36


37

ปฏิ&ก&ร&ยาน&วุเคล็�ยร,ที่��เก&ดข�2นเข�ยนได�ด'งสมการ

9Be + 4He -------> 12C + 1n

Electron ค�นพื่บ โดย ThomsonProton ค�นพื่บโดย GlodstienNeutron ค�นพื่บโดย Chadwick


38

ไอโซึ่โทป็ ค+อธาต ที่��ม�เล็ขอะตอมเหม+อนก'น แต!ม�เล็ขมวุล็ต!างก'น หร+อธาต ที่��ม�จ6านวุน Proton เที่!าก'น แต!ม�จ6านวุน neutron ต!างก'น

11H (โปรเที่�ยม, ส'ญล็'กษณ, H)

12H (ด&วุที่�เร�ยม, ส'ญล็'กษณ, D)

13H (ที่ร&เที่�ยม, ส'ญล็'กษณ, T)

H2OD2O (heavy water) T2O


39การหิาไอโซึ่โทป็ จะใช�เคร�)องมี�อท�)เร�ยกว.า Mass spectrometer

แผู้นผู้5งแสดงหิล็5กการของ เคร�)อง Mass Spectrometer


40

Niels Bohr (1885-1962)Niels Bohr (1885-1962)

1913 proposed Planetary model1913 proposed Planetary model


41


42

Based upon the work of Based upon the work of several men, a new model several men, a new model was developedwas developed

1926 quantum-mechanical model1926 quantum-mechanical model

Louis de Broglie (1892-1987)Louis de Broglie (1892-1987)Werner Heisenberg (1901-1976)Werner Heisenberg (1901-1976)Erwin Schrodinger (1887-1961)Erwin Schrodinger (1887-1961)


43แหิล็.งอ�างอ�ง• Martin S. Silberberg, Chemistry: The

Molecular Nature of Matter and Change, McGraw-Hill Higher Education, 2004

• Raymond Chang, Chemistry, Williams College, McGraw-Hill Higher Education, 2002

ว 30131 เคมีพื้นฐาน โครงสร้างอะตอม

Documents