atomic structures m4
TRANSCRIPT
![Page 1: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/1.jpg)
โครงสรางอะตอม ( Atomic structures )
กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร รายวชา เคมพนฐาน ( ว 31102)
โดยครสกญญา นาคอน
โรงเรยนเฉลมพระเกยรตสมเดจพระศรนครนทร กาญจนบร
1
![Page 2: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/2.jpg)
ลวซพพส (Leucippus: ca.450 BC) และ ดโมครตส (Democritus: ca. 470-380 BC) สองนกปราชญชาวกรก ไดเสนอทฤษฎแนวคดเกยวกบอะตอมวา
โครงสรางของอะตอมยคแรก
“สารทงปวงมองคประกอบพนฐานทเลกทสด เรยกวา อะตอม (มาจากค าวา atomos แปลวา แยกไมได หรอ
แบงไมได)”
A = “ไม” , tomos = “แบงได”
2
![Page 3: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/3.jpg)
จอหน ดอลตน (John Dalton: 1766-1844) นกเคมชาวองกฤษ : เสนอแนวคดเกยวกบทฤษฎอะตอมดงน
ทฤษฎอะตอมของดอลตน
1. สสารทกชนดประกอบดวยอนภาคทแบงแยกไมไดเรยกวา อะตอม
2. อะตอมไมสามารถสรางขนใหมหรอท าลายได
3. ธาตประกอบดวยอะตอมเพยงชนดเดยว อะตอมของธาตชนด เดยวกนมสมบตเหมอนกนทกประการ และแตกตางจากอะตอม ของธาตชนดอนๆ
3
![Page 4: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/4.jpg)
แมวาทฤษฎอะตอมของดาลตนจะไมถกตอง แตไดสรางความร พนฐานเกยวกบธาตซงเปนประโยชนตอการศกษาและพฒนาความรทาง เคมในยคนนเปนอยางมาก
John Dalton
ทฤษฎอะตอมของดอลตน 4
![Page 5: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/5.jpg)
ทฤษฎอะตอมของทอมสน
เซอรโจเซฟ จอหน ทอมสน (J.J. Thomson: 1856-1940) พสจนพบอนภาคประจลบ
การคนพบอเลกตรอน
5
![Page 6: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/6.jpg)
เมอผานกระแสไฟระหวางขวไฟฟาลบ (Cathode) และขวไฟฟาบวก (Anode) ในหลอดสญญากาศ แลวเกด การเรองแสง (เรยกวารงสแคโธด หรอ Cathode Ray) ทบรเวณขวบวกแอโนด
รงสแคโธด คอ รงสทเกดจากอนภาคประจลบ
เมอใหสนามไฟฟา รงสนจะเบนเขาหาสนามไฟฟาบวก
อนภาคประจลบ คอ อเลกตรอน
ทฤษฎอะตอมของทอมสน 6
![Page 7: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/7.jpg)
ทอมสนพยายามหามวลของอเลกตรอน โดยวดพลงงานทท า ใหรงสแคโธดเบนออก ซงกคอคา “อตราสวนประจตอมวลของอเลกตรอน”
e = 1.76 x 108 C/g m
ไมวาจะน าแก๏สชนดใดมาใช กจะไดอตราสวนนเสมอ
ทอมสนสรปวา “อเลกตรอนเปนอนภาคมลฐานทอยใน อะตอมของธาตทกชนด”
ทฤษฎอะตอมของทอมสน 7
![Page 8: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/8.jpg)
โรเบรต มลลแกน (R. Millikan : 1868-1953) หาประจของอเลกตรอน โดยวดคาสนามไฟฟาทท าใหแรงดงดดระหวางประจ (แรงคลอมป) บนละอองน ามนเทากบคาแรงโนมถวงของโลก
8
![Page 9: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/9.jpg)
คาประจบนละอองน ามนมคา = 1.602 x 10-19 C
มลลแกนหามวลของอเลกตรอนโดย
e/m = 1.75882 x 108 C/g m = e / (1.75882 x 108 C/g) = (1.602 x 10-19 C) / (1.75882 x 108 C/g) = 9.109 x 10-31 kg
“อเลกตรอน” เปนอนภาคทมประจลบ มประจ = 1.602 x 10-19 C มมวล = 9.109 x 10-31 kg
9
![Page 10: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/10.jpg)
การคนพบโปรตอน
เนองจากอะตอมเปนกลางทางไฟฟา แสดงวาตองมอนภาค ทมประจบวกรวมอยในอะตอมดวย
โกลดสไตน สงเกตพบรงสแอโนด (รงสทมาจากอนภาคประจบวก) จากการดดแปลงการทดลองของทอมสน เมออเลกตรอนจากกระแสไฟฟาวงชนกลมอะตอม ท าใหอะตอม ไอออไนซ ไดอเลกตรอนกบอะตอมไอออนบวก
(A → A+ + e)
10
![Page 11: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/11.jpg)
ถาเจาะรทแผน Cathode จะมอนภาควงไปดานหลง เรยกวา “รงสแคแนล”
รงสจะเบนเขาหาสนามไฟฟาลบ
มมวลตางๆ กน ขนอยกบชนดของแก๏ส
การทดลองของรทเทอรฟอรดยนยนการคนพบโปรตอน โดยระดมยงโมเลกลไนโตรเจนดวยอนภาคอลฟา ( 42He ) ท าใหไดอนภาคซงหนกเปน 1830 เทาของอเลกตรอน และมประจเทากบอเลกตรอน
11
![Page 12: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/12.jpg)
หลงจากการคนพบอเลกตรอน และโปรตอน ทอมสนจงไดเสนอทฤษฎอะตอม
“อะตอมเปนทรงกลมประกอบดวย อเลกตรอน และ โปรตอน อนภาคทงสองอยกระจดกระจายทวบรเวณอะตอมอยางสมาเสมอในสภาพ ทเปนกลางทางไฟฟา”
J.J. Thomson
ทฤษฎอะตอมของทอมสน 12
![Page 13: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/13.jpg)
ทฤษฎอะตอมของรทเทอรฟอรด
อ อาร รทเทอรฟอรด (1871-1937) ศกษาการกระเจงของรงสแอลฟา โดยการระดมยงรงสแอลฟา ( 42He2+, อนภาคประจบวก) ผานแผนทองค าบางๆ แลวสงเกตจดเรองแสงบนฉาก
13
![Page 14: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/14.jpg)
การทดลองของรทเทอรฟอรด 14
![Page 15: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/15.jpg)
การทดลองของรทเทอรฟอรดพบวา
รงสสวนใหญทะลผาน
รงสสวนนอยทเบยงเบน และเกกการสะทอนกลบ
เพราะฉะนน แบบจ าลองของทอมสนจงอธบายการทดลอง ของรทเทอรฟอรดไมได เขาจงเสนอแบบจ าลองอะตอมแบบใหมซง มลกษณะดงน
1. อะตอมเปนทรงกลม เนอทสวนใหญเปนชองวาง
2. อนภาคประจบวกทงหมดรวมกนอยตรงกลาง เรยกวา “นวเคลยส”
ทฤษฎอะตอมของรทเทอรฟอรด 15
![Page 16: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/16.jpg)
3. มอเลกตรอนโคจรเปนวงลอมรอบนวเคลยส
4. มจ านวนอเลกตรอนเทากบจ านวนอนภาคประจบวก (โปรตอน) ในนวเคลยส
เนองจากขอมลทางแมสสเปกโทรกราฟบอกวา ผลรวม ของมวลของโปรตอนและอเลกตรอนของธาตทกชนด จะนอยกวามวลอะตอมเสมอ
Ernest Rutherford
16
![Page 17: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/17.jpg)
การคนพบนวตรอน
เซอร เจมส แชดวค (Sir James Chadwick: ค.ศ. 1932) ไดพบอนภาคใหมทเปนกลางทางไฟฟา และมมวลใกลเคยงกบโปรตอน เรยกวา “นวตรอน” (Neutron)
จากการคนพบอเลกตรอน โปรตอน และนวตรอน ท าใหแบบ จ าลองอะตอมของรทเทอรฟอรดสมบรณขน ดงรป
p+n
-
-
- -
17
![Page 18: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/18.jpg)
จากการคนพบนวตรอนโดย แชดวก ท าใหเราทราบวา อะตอมประกอบดวย อนภาค 3 ชนด คอ โปรตอน อเลกตรอน และนวตรอน และอนภาคทงสามเราถอวาเปนอนภาคมลฐานของอะตอม จากการคนพบนวตรอนของแชดวก ท าใหแบบจ าลองอะตอมเปลยนไป ดงน
“อะตอมมลกษณะเปนทรงกลมประกอบดวยโปรตอนและนวตรอน รวมตวกนเปนนวเคลยสอยตรงกลาง และมอเลกตรอนซงมจานวนเทากบโปรตอนวงอยรอบๆ นวเคลยส”
p+n
-
-
- -
18
![Page 19: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/19.jpg)
สมบตของอนภาคมลฐาน
อนภาค สญลกษณ ชนดของประจ
ประจไฟฟา
(คลอมบ)
มวล
(g)
อเลกตรอน e -1 1.602 x 10-19 9.109 x 10-28
โปรตอน p +1 1.602 x 10-19 1.673 x 10-24
นวตรอน n 0 0 1.675 x 10-24
19
![Page 20: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/20.jpg)
เลขอะตอม
เลขอะตอม (Atomic number) หมายถง จ านวนโปรตอนทอยภายในนวเคลยส แตเนองจากในอะตอมทเปนกลางจ านวนโปรตอนเทากบจ านวนอเลกตรอน ดงนน เลขอะตอมอาจหมายถงจ านวนอเลกตรอนกได
ใชสญลกษณ Z แทน เลขอะตอมมคาเปนเลขจ านวนเตมเสมอ
กรณทอะตอมไมเปนกลางจานวนโปรตอนจะไมเทากบจานวนอเลกตรอน อะตอมทไมเปนกลาง ไดแก ไอออนบวก ไอออนลบ
20
![Page 21: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/21.jpg)
เลขมวล
เลขมวล (Mass number) หมายถง ผลบวกของจ านวนโปรตอนกบนวตรอนภายในนวเคลยส ใชสญลกษณ A แทน เลขมวลไมใชเลขอะตอม แตมคาใกลเคยงกน
21
![Page 22: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/22.jpg)
การเขยนสญลกษณนวเคลยรของธาต
สญลกษณนวเคลยร เปนสญลกษณทบอกรายละเอยดเกยวกบจ านวนอนภาคมลฐานของอะตอม ซงมหลกการเขยนดงน
ให X คอ สญลกษณของธาต A คอ เลขมวล = โปรตอน+นวตรอนในนวเคลยส Z คอ เลขอะตอม = จ านวนโปรตอนในนวเคลยส
สญลกษณนวเคลยร คอ X
A Z
สญลกษณนวเคลยร 22
![Page 23: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/23.jpg)
ตวอยางสญลกษณนวเคลยรของธาต
C Cl U
N K Ge
12 6
14 7
35 17
235 92
39 19
72 32
สญลกษณนวเคลยร 23
![Page 24: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/24.jpg)
ไอโซโทป (Isotope) คอ ธาตทมเลขอะตอมเหมอนกนแตเลขมวลตางกน หรอธาตทมจ านวนโปรตอนเหมอนกนแตนวตรอนตางกน เชน
ธาตไฮโดรเจน ม 3 ไอโซโทป คอ
H เรยกวา โปรเทยม H เรยกวา ดวเทอเรยม H เรยกวา ทรเทยม
1 1 2 1 3 1
ไอโซโทป (Isotope) 24
![Page 25: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/25.jpg)
• 14C ใชค านวณหาอายของวตถโบราณ หรอซาก ดกด าบรรพและ ศกษากลไกการเกดปฏกรยา
• 24Na ใชตรวจอตราการไหลเวยนของโลหต
• 60Co ใหรงสแกมมาซงใชในการถนอมอาหารและรกษาโรคมะเรง
• 131I ใชตรวจสอบความผดปกตของตอมไทรอยด
• 32P ใชศกษาความตองการปยของพช
• 238U ใชค านวณอายแร
• 198Au ใชตรวจตบและไขกระดก
ประโยชนของไอโซโทป 25
![Page 26: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/26.jpg)
ไอโซโทน (Isotone) ไอโซโทน คอ ธาตทมนวตรอนเหมอนกน แต
โปรตอนตางกน เชน K Ca
เปนไอโซโทนกน เพราะตางกมจ านวนนวตรอนเทากบ 20
39 19
40 20
ไอโซโทน 26
![Page 27: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/27.jpg)
ไอโซบาร (Isobar) • ไอโซบาร คอ ธาตทมเลขมวลเหมอนกนแตเลข
อะตอมตางกน เชน
C N
เปนไอโซบารกน
14 6
14 7
27 ไอโซบาร
![Page 28: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/28.jpg)
แบบฝกหดเพมเตม
1. จากสญลกษณนวเคลยรทก าหนดใหจงหาอนภาคมลฐานของอะตอม
Na p = Al3+ p = At- p = n = n = n = e- = e- = e- = Br p = P3- p = Ra+ p = n = n = n = e- = e- = e- =
23 11
27 13
210 85
80 35
31 15
226 88
28
![Page 29: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/29.jpg)
2. จงหาเลขมวลของธาตตอไปน
1) X3+ มอเลกตรอน 28 อเลกตรอน มนวตรอน 29 นวตรอน ..........
2) X มเลขมวลเปน 2 เทาของ Na ...........................
3) 11X+ มจ านวนนวตรอนเทากบนวตรอนของ O ...................
4) 19X- มจ านวนนวตรอนนอยกวาอเลกตรอน 3 ตว............
23 11
16 8
29
![Page 30: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/30.jpg)
3. จงหาเลขอะตอมของธาตตอไปน 1) X2+ มจ านวนอเลกตรอนเทากบ 36 ..................... 2) X อยหม2มจ านวนอเลกตรอนอยในระดบพลงงานสงสด เทากบ 4 ..................... 3) X- มจ านวนอเลกตรอนเทากบ 18 ..................... 4) X อยหม 3 คาบท 4 ................................
30
![Page 31: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/31.jpg)
4. จงเขยนสญลกษณนวเคลยรของไอโซโทปตางๆ ของธาต X ซงม
9 อเลกตรอน และมนวตรอน 9 10 และ 11 ตามล าดบ
......................................................................................................................................................................................................................................
5. ไอโซโทปของธาตชนดหนงมประจในนวเคลยสเปน 3 เทาของประจในนวเคลยสของไฮโดรเจนและมเลขมวลเปน 7 เทาของเลขมวลไฮโดรเจน ไอโซโทปนจะมอนภาคมลฐาน อยางละเทาใด
......................................................................................................................................................................................................................................
31
![Page 32: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/32.jpg)
จากการทดลองของรทเทอรฟอรด และการคนพบนวตรอนของ แชดวก ท าใหทราบวา โปรตอนและนวตรอนอยรวมกนในนวเคลยสของอะตอม แตยงไมทราบวา การจดอเลกตรอนในอะตอมเปนอยางไร..
ดงนน การศกษาเกยวกบสเปกตรมจงเปนขอมลส าคญ
ทน าไปสการน าเสนอแบบจ าลองอะตอมของโบร
32
![Page 33: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/33.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของโบร
Niels Bohr (1855 - 1962)
นกวทยาศาสตรชาวเดนมารก ศกษา การเกดสเปกตรมของธาต พลงงานไอออไนเซชน
33
![Page 34: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/34.jpg)
คลนและสมบตของคลน
ความยาวคลน (wavelenth) สญลกษณ แลมบดา) คอ ระยะระหวางยอดคลนหรอ
ระยะทางทเคลอนทครบ 1 รอบพอด ความยาวคลนมหนวยเปนเมตร (m) หรอหนวยยอยของเมตร เชน เซนตเมตร(cm) นาโนเมตร (nm) (1 nm = 10-9m)
34
![Page 35: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/35.jpg)
แอมปลจด (Amplitude) คอ ความสงของคลน ความถของคลน (Frequency) สญลกษณ นว) หมายถง
จ านวนคลนทผานจดจดหนงในเวลา 1 วนาท ดงนน ความถของคลนจงมหนวยเปนรอบตอวนาท (s-1) หรอ Cycle/s หรอเรยกอกอยางหนงวา เฮรตซ สญลกษณ Hz
คลนและสมบตของคลน 35
![Page 36: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/36.jpg)
คลนแมเหลกไฟฟาประกอบดวยคลนหลายชนดทม
ความยาวคลน และความถตางๆ กนเปนชวงกวาง
คลนทประสาทตาของเราสามารถรบไดมความยาวคลนตงแต 400 nm ถง 700 nm เทานน
คลนแมเหลกไฟฟาในชวงนเรยกวา แสงขาว
คลนและสมบตของคลน 36
![Page 37: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/37.jpg)
สเปกตรม (spectrum)
• สเปกตรม หมายถง แถบสหรอเสนสทไดจากการผานพลงงานแสงเขาไปในสเปกโตรสโคป แลวท าใหพลงงานแสงแยกออกเปนแถบสทเรยงกนตามความยาวคลน หรอไดเสนสทม คาความยาวคลนคาใดคาหนง
• สเปกโตรสโคป คอ เครองมอทใชแยกสของแสงตามความถหรอตามความยาวคลน หรอเปนเครองมอทใชศกษาเกยวกบสเปกตรม
สเปกตรม 37
![Page 38: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/38.jpg)
รปสเปกตรมคลนแมเหลกไฟฟา
สเปกตรม 38
![Page 39: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/39.jpg)
การหกเหของแสงขาวผานปรซม
• ถาใหแสงอาทตยซงเปนแสงขาวสองผานปรซมแสงขาวจากดวงอาทตย จะแยกออกเปนแสงสรงตอเนองกน เรยกวา
แถบสเปกตรมของแสงขาว
สเปกตรม 39
![Page 40: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/40.jpg)
ความยาวคลนของสเปกตรมตางๆ
สของสเปกตรม ความยาวคลน (nm)
มวง
คราม – น าเงน
เขยว
เหลอง
แสด (สม)
แดง
400 – 420
420 – 490
490 – 580
580 – 590
590 – 650
650 - 700
สเปกตรม 40
![Page 41: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/41.jpg)
• มกซ พลงค นกวทยาศาสตรชาวเยอรมน ไดศกษาพลงงานของคลนแมเหลกไฟฟา และสรปวา
“ พลงงานของคลนแมเหลกไฟฟาจะเปนสดสวนโดยตรงกบความถของคลนนน ”
เมอ E คอ พลงงานของคลนแมเหลกไฟฟา (J)
h คอ คาคงทของพลงคมคา 6.625x10-34J.s
คอ ความถของคลนแมเหลกไฟฟา มหนวยเปน รอบตอวนาท(s-1) หรอเฮรตซ (Hz)
E = h
41
![Page 42: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/42.jpg)
• แตเนองจากความยาวคลนกบความถสมพนธกน ดงน
= C
เมอ c คอ ความเรวของแสงในสญญากาศมคาเทากบ 3.0x108 m/s
E =
hc
42
![Page 43: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/43.jpg)
• ถาผานแสงขาวไปยงแทงปรซมสามเหลยมจะถกแยกเปนสตางๆ กน ซงแสงสทตางกนนจะมพลงงานไมเทากน โดยเฉพาะสแดงจะมความยาวคลนมากสด มความถต าสด
• แสงทเปนคลนสนจะมความถสงกวาแสงทเปนคลนยาว
• แสงทเปนคลนสนจะมพลงงานสงกวาแสงทเปนคลนยาว
43
![Page 44: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/44.jpg)
ตวอยางการคานวณ
ตวอยางท 1 คลนแสงของธาต x มความยาวคลน 2x10-5 m
และมความถ 3x104 s-1 จงหาพลงงาน
วธท า สตร E = h
= 6.625 x10-34J.s x 3 x104s-1
= 19.87 x 10-30J
= 1.987 x 10-29J
ดงนน พลงงานมคา 1.987x10-29จล Ans
44
![Page 45: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/45.jpg)
1. จงเรยงล าดบแสงสตางๆ ในแสงขาวตามความถและพลงงานจากนอยไปมาก
2. เสนสเปกตรมสแดงของโพแทสเซยมมความถ 3.9 x1014 Hz จะมความยาวคลนเปนเทาใด
3. เสนสเปกตรมเสนหนงของธาตซเซยมมความยาวคลน 456 nm ความถของสเปกตรมเสนนมคาเทาใด และปรากฏเปนสใด
4. คลนแมเหลกไฟฟาทมความถ 8.5 x104 Hz จะมพลงงานและความยาวคลนเทาใด
แบบฝกหด 45
![Page 46: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/46.jpg)
โครงสรางของอะตอมยคหลง
การเปลยนแปลงจากยคฟสกสแผนเดมไปสยคทฤษฎควอนตม
จากทบ.ของรทเทอรฟอรด อเลกตรอนซงมประจไฟฟาเมอ เคลอนทรอบนวเคลยส จะมการสญเสยพลงงานในรปของการแผรงส ท าใหอะตอมยบ และอเลกตรอนจะคงอยไมได แตความจรง e ยงอยในอะตอมได
แตเดมการเคลอนทของอเลกตรอนจะใชทบ. แมเหลกไฟฟา ของ Maxwell (ทบ.คลนแสง)
46
![Page 47: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/47.jpg)
ทฤษฎของแมกซเวลล (Maxwell’s theory)
รงสแมเหลกไฟฟาเปนรปพลงงานทเปลงออก (Emission) ในรปของคลน มองคประกอบ 2 สวน ไดแก คลนทางไฟฟา (Electric wave) และคลนทางแมเหลก (magnetic wave) โดยคลนทงสองจะเคลอนทตงฉากซงกนและกน
47
![Page 48: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/48.jpg)
สมบตของคลน
คลน (Wave) เปนรปแบบการเคลอนทของพลงงานทม ลกษณะซ ากนเปนคาบๆ (Period)
ความเรวของคลนขนกบชนดของคลนและธรรมชาตของตวกลาง ทคลนเคลอนท
องคประกอบทส าคญของคลน มดงตอไปน 1. ความยาวคลน (wavelength, λ) เปนระยะทางจากยอดคลนหนงถงอกยอดคลนหนง 2. ความถคลน (frequency, ν) เปนจ านวนคลนทผานจดหนงใน 1 วนาท 3. ความเรวคลน (velocity, c) เปนระยะทางทคลนเคลอนทใน 1 วนาท 4. แอมพลจด (amplitude) เปนความสงของยอดคลน
48
![Page 49: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/49.jpg)
คลนแมเหลกไฟฟาเดนทางดวยความเรวเทากบความเรวของแสง (c) = 3.0 x 108 m/s
49
![Page 50: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/50.jpg)
λ = ความยาวคลน (nm) ν = ความถ (Hz หรอ s-1)
c = λν
ν = เลขคลน = 1 (cm-1) λ
50
![Page 51: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/51.jpg)
ทบ.Maxwell อธบายการเปลงรงส ความรอนของวตถด าไมได เพราะทฤษฎนถอวา แสงเปนคลนแมเหลกไฟฟา เปลงออกมาจากการสนสะเทอนของอนภาคทมประจ จงมความถเปนคาตอเนอง ยงความถสง ความเขมของแสงจะยงสงขนดวย
การเปลงแสงไมขนกบความถ วตถจะเปลงแสงสน าเงน-มวงเทานน (λ นอย)
แตในการทดลองจรง : วตถทมอณหภมหนงๆ จะเปลง แสงทมความเขม สงสดในชวงความถหนงเทานน
อธบายไดดวย “ทฤษฎควอนตม”
51
![Page 52: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/52.jpg)
แสดงวา วตถรอนเปลงแสง เมอมความเขมทความยาวคลนเฉพาะคาหนง
52
![Page 53: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/53.jpg)
การแผรงสของวตถดา (Black-body radiation)
วตถด า หมายถง วตถใดๆ ทสามารถดดกลนและคายพลงงาน ทมากระทบไดทงหมด (ไมมจรง)
เมอใหความรอนกบวตถด ามากขน ท าใหมการเปลงรงสมากขน
ความเขมของรงส ขนอยกบอณหภมของวตถ
สของรงสทเปลงออกมา ขนอยกบอณหภม
53
![Page 54: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/54.jpg)
ทฤษฎควอนตมของพลงค
แมกซ พลงค (Max Planck: 1858-1947) เสนอวาการดดกลนหรอปลดปลอยพลงงานของวตถด าจ ากดไดเพยงบางคาเทานน หรอเปนกลมกอนเรยกวา ควอนตม (Quantum) โดยคาพลงงานเปนปฏภาคโดยตรงกบความถ (ν) ตามสมการ
E υ E = hυ
เมอ h คอ คาคงทของพลงค = 6.625 x 10-34 จลวนาท
54
![Page 55: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/55.jpg)
ปรากฏการณโฟโตอเลกทรก (ค.ศ. 1905)
ปรากฎการณท ē หลดจากผวหนาของโลหะ เมอโลหะถกฉาย แสงทความถ (ν) มากกวา คาความถขดเรม (ν0-threshold value) ของโลหะ
ไอนสไตน (Albert Einstein) ใชแนวคดของพลงค อธบายปรากฏการณดงกลาว โดยตงสมมตฐานวา แสงไมไดมพฤตกรรมของคลน แตแสงมพฤตกรรมเสมอนอนภาค เรยกวา โฟตอน (Photon) ซงมพลงงานเทากบ hν
55
![Page 56: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/56.jpg)
พลงงานนอยทสดของโฟตอนทท าให e หลดจากผวโลหะ เทากบแรงดงดดระหวางอเลกตรอนกบนวเคลยส คอ
Ε = hν°
e ทหลดออกมาจากปรากฏการณน เรยกวา “โฟโตอเลกตรอน”
พลงงานทงหมดทใชในการท าใหเกดโฟโคอเลกตรอน คอ
Etotal = ho + K.E. = ho + ½ mv2
56
![Page 57: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/57.jpg)
ความเขมแสงมาก จ านวนโฟตอนมาก จ านวนโฟโต อเลกตรอนมาก
Slope = h ho
57
![Page 58: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/58.jpg)
สเปกตรมของไฮโดรเจน
เมอประจอเลกตรอนชนกบแก๏สไฮโดรเจนทอยในหลอด จะเกดการเรองแสง และเมอแสงจากหลอดผานสลทและปรซมจะหกเหไดเสนสเปกตรม ซงเปนสเปกตรมเปลงออกมา (Emission spectrum) ของไฮโดรเจน
58
![Page 59: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/59.jpg)
รปแบบของสเปกตรมของไฮโดรเจนจะมลกษณะเปนเสนๆ (line spectrum) ไมตอเนอง
จงเกดค าถามวา 1. ท าไมแสงจงเปลงออกมาจากแก๏สไฮโดรเจน 2. ท าไมแสงเปลงออกจงมความยาวคลนเพยงบางคาเทานน
59
![Page 60: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/60.jpg)
ระดบพลงงานทอเลกตรอนอยมลกษณะเปนชนๆ ไมตอเนอง
ระดบชนของพลงงาน โดยท n เปนเลขจานวนเตม
โดยปกต อเลกตรอนในอะตอมจะอยในระดบพลงงานตาสดทเรยกวา “สถานะพน” (ground state)
60
![Page 61: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/61.jpg)
เมออะตอมไดรบพลงงานความรอนจากไฟฟาศกยสง อเลกตรอนในอะตอมจะไดรบพลงงานเพม และไปอยในระดบพลงงานทสงขน เรยกวา สถานะกระตน (excited state)
สถานะกระตน (excited state)
สถานะพน (ground state)
e
h
กระบวนการดดกลนพลงงานโดยอเลกตรอน
61
![Page 62: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/62.jpg)
เมออเลกตรอนกลบมาทเดม กตองปลอยพลงงานสวนเกนออกมาในรปของพลงงานรงส ปรากฏเปน สเปกตรม
สถานะกระตน (excited state)
สถานะพน (ground state)
e
E = E2 – E1
= h
E2
E1
กระบวนการคายพลงงานโดยอเลกตรอน เกดเปน สเปกตรม
ความยาวคลนของสเปกตรมเปลงออก ΔE.
62
![Page 63: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/63.jpg)
ทฤษฎอะตอมไฮโดรเจนของบอหร
บอหร (Niels Bohr: 1885-1962) เสนอแนวคดเกยวกบโครงสรางอะตอมของไฮโดรเจน โดยใชแนวคดของรทเทอรฟอรดรวมกบทฤษฎควอนตม ดงน
นวเคลยส (p+n)
n = 4 321 r
e
1. อะตอมไฮโดรเจนประกอบดวย นวเคลยสทมอเลกตรอนโคจรรอบๆ
นวเคลยสเปนวงกลมโดยม รศม r
n คอ เลขควอมตมมคาเปน 1, 2, 3, ...
63
![Page 64: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/64.jpg)
2. อเลกตรอนโคจรรอบๆ โดยไมสญเสยพลงงาน ซงเรยกวาสถานะ คงตว โดยทโมเมนตมเชงมมของวงโคจรจะมคาเปฯจ านวนเตมเทา ของ nh ซงเขยนไดวา 2
L = mevr = nh
2
L = โมเมนตมเชงมม me = มวลของอเลกตรอน v = ความเรว h = คาคงทของพลงค
64
![Page 65: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/65.jpg)
3. อเลกตรอนสามารถจะรบและปลดปลอยพลงงานได เมอมการ เปลยนวงโคจร โดยคาของพลงงานจะเทากบ คาของพลงงาน ทแตกตางกนของวงโคจรทงสอง คอ
E = h = E2 – E1
e จากวงใน วงนอก (รบพลงงาน) E เปน +
e จากวงนอก วงใน (คายพลงงาน) E เปน -
65
![Page 66: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/66.jpg)
4. อเลกตรอนทอยในวงโคจรดงกลาวจะมพลงงานคาหนงคงท และ ตลอดเวลาทอยในวงโคจรเดยวจะไมดดพลงงาน หรอสญเสย พลงงานแตอยางใด คาพลงงานนค านวณไดจากสมการ
เมอ me = มวลของอเลกตรอน z = เลขเชงอะตอม n = 1, 2, 3
66
![Page 67: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/67.jpg)
ส าหรบ H จากสมการ คาในวงเลบจะเปนคาคงท = 2.18 x 10-11 erg หรอ 13.61 ev
ส าหรบรศมของอเลกตรอนในวงโคจรทมเลขควอนตม n คอ
r = n2a0
a0 คอ คาคงท เรยกวา “รศมอะตอมไฮโดรเจนของบอหร”
67
![Page 68: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/68.jpg)
ทฤษฎ Bohr มขอจ ากด คอใชไดดกบ H และไอออนทม ē เทา H (He+, Li2+) เทานน
สมการ Rydberg ใชไดกบทกอะตอม
= ความถ (Hz) = เลขคลน (cm-1) = ความยาวคลน (cm, nm) R = Rydberg constant = 109,678 cm-1
68
![Page 69: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/69.jpg)
อนกรมในสเปกตรมอะตอม H
ตามสมการของ Rydberg
ชออนกรม na nb ชวง
Lyman 1 2, 3, 4,…. UV
Balmer 2 3, 4, 5,…. Visible
Paschen 3 4, 5, 6,….
Bragget 4 5, 6, 7,…. Infra red
Fund 5 6, 7, 8,….
69
![Page 70: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/70.jpg)
อนกรมในสเปกตรมอะตอม H 70
![Page 71: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/71.jpg)
แบบจ าลองอะตอมตามทฤษฎของบอหร แมจะใชไดดกบอะตอมทมอเลกตรอนเพยงตวเดยว แตไมสามารถอธบายสเปกตรมของอะตอมทมมากกวาหนงอเลกตรอนไดเลยนอกจากนวงโคจรวงกลมของอเลกตรอนยงไมตรงกบรปรางของโมเลกลทไดจากการศกษาทางรงสเอกซอกดวย
นวเคลยส (p+n)
n = 4 321
e e
e e e
71
![Page 72: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/72.jpg)
โครงสรางอะตอมตามหลกกลศาสตรคลน
เดอบรอยล แสดงใหเหนวาอเลกตรอนมสมบตเปนทงคลน และอนภาค หรอทเรยกวา ทวภาวะ (dual nature)
เมอเปนคลน ; v = λν
เมอเปนอนภาค ; λ = h/mv
72
![Page 73: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/73.jpg)
ไฮเซนเบรก เสนอหลกความไมแนนอน (uncertainty
principle) โดยมใจความวา
“ เราไมอาจทราบตาแหนงและความเรวของอนภาคเลกๆ ขณะ เคลอนท ไดอยางถกตองแนนอนทงสองอยางในเวลาเดยวกน”
p.x h/4
∆x คอ ความไมแนนอนของต าแหนง ∆p คอ ความไมแนนอนของโมเมนตม
73
![Page 74: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/74.jpg)
แบบจาลองอะตอมกลมหมอก
Erwin Shroedinger* (1887 - 1961)
* นกฟสกสชาวออสเตรย
74
![Page 75: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/75.jpg)
ใชความรพนฐานทางกลศาสตรควอนตม มาสรางสมการคลน(Wave equation)
เพอค านวณหาโอกาสทจะพบอเลกตรอนในระดบพลงงานตางๆ จากสมการคลนท าใหทราบวา เราไมสามารถบอกต าแหนงทแนนอนของ อเลกตรอนได แตอเลกตรอนจะกระจายอยทวทกทศทกทางของอะตอม ดงนนแบบจ าลองอะตอมแบบกลมหมอกจงกลาววา “อะตอมประกอบดวยกลมหมอกอเลกตรอนรอบนวเคลยส ทมลกษณะเปนทรงกลม บรเวณกลมหมอกทบแสดงวาโอกาส ทจะพบอเลกตรอนมมากและบรเวณกลมหมอกจาง โอกาสทจะพบอเลกตรอนมนอย”
75
![Page 76: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/76.jpg)
การจดเรยงอเลกตรอนในอะตอม
n = 1 ม e- = 2 = 2x1 = 2x12
n = 2 ม e- = 8 = 2x4 = 2x22
n = 3 ม e- =18 = 2x9 = 2x32
n = 4 ม e- = 32 = 2x16 = 2x42
n = 5 ม e- = 50 = 2x25 = 2x52
n = 6 ม e- = 72 = 2x36 = 2x62
n = 7 ม e- = 98 = 2x49 = 2x72
ขอแม e- ทอยวงนอกสดมไดไมเกน 8
e-ทอยถดจากวงนอกสดมไดไมเกน18
2n2
n=ระดบพลงงาน
76
![Page 77: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/77.jpg)
ตวอยางการ
3Li = 2 , 1
11Na = 2 , 8 , 1
19K = 2 , 8 , 8 , 1
37Rb = 2 , 8 , 18 , 8 , 1
55Cs = 2 , 8 , 18, , 18 , 8 , 1
87Fr = 2 , 8 , 18 , 32 , 18 , 8 , 1
ดงนน ธาตดงกลาวจงอยหม IA
Valence e-
บอกใหรวาอยหมใด +8
+32
+18
+8
+18
I , II ,VIII A
77
![Page 78: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/78.jpg)
การจดอเลกตรอนของธาต 78
![Page 79: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/79.jpg)
การจดอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย Sub-shell , Orbital
จากการเสนอแบบจ าลองอะตอมในปจจบนนวา มลกษณะเปนกลมหมอก และจากการค านวณพลงงานของ e- ในระดบสงตอไป พบวา e- ไมไดจดเปน Shell อยางทโบรเสนอไว
กลาวคอ e- ในแตละ Shell หรอ Orbital โดยมขอแมวา e- ในแตละ Orbital จะมได ไมเกน 2e- และมรปรางแตกตางไปตามความหนาแนนของ e- ดงน
79
![Page 80: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/80.jpg)
Orbital
ระดบวงยอย s เรมตงแต n=1,จงม 1 วงยอยและม e-=2 e-
ระดบวงยอย p เรมตงแต n=2,จงม 3 วงยอยและม e-=6e-
ระดบวงยอย d เรมตงแต n=3,จงม 5 วงยอยและม e-=10e-
ระดบวงยอย f เรมตงแต n=4,จงม 7 วงยอยและม e-=14e-
80
![Page 81: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/81.jpg)
การจดอเลกตรอนในอะตอม
ระดบพลงงานหลก ระดบพลงงานยอย
81
![Page 82: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/82.jpg)
การจดอเลกตรอนในอะตอม
ระดบพลงงาน ระดบพลงงานยอย จานวนอเลกตรอนสงสด
ในระดบพลงงานยอย
จานวนอเลกตรอนสงสด
ในระดบพลงงาน
1 s 2 2 2 s
p
2
6 8
3 s
p
d
2
6
10
18
82
![Page 83: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/83.jpg)
การจดอเลกตรอนในอะตอม
ระดบพลงงาน ระดบพลงงานยอย จานวนอเลกตรอนสงสด
ในระดบพลงงานยอย
จานวนอเลกตรอนสงสด
ในระดบพลงงาน
4 s
p
d
f
2
6
10
14
32
83
![Page 84: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/84.jpg)
การจดอเลกตรอนในอะตอม 84
![Page 85: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/85.jpg)
การจดอเลกตรอนในอะตอม 85
![Page 86: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/86.jpg)
จานวน e ทบรรจในระดบพลงงานตาง ๆ
ระดบหลก (n) ม ē ไดไมเกน 2n2
ระดบพลงงาน n = 1 ม ē ไดไมเกน 2(1)2 = 2 ē
ระดบพลงงาน n = 2 ม ē ไดไมเกน 2(2)2 = 8 ē
ระดบพลงงาน n = 3 ม ē ไดไมเกน 2(3)2 = 18 ē
ระดบพลงงาน n = 4 ม ē ไดไมเกน 2(4)2 = 32 ē
86
![Page 87: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/87.jpg)
แตละออรบตอลสามารถบรรจ e ไดไมเกน 2 e เทานน
s-orbital ม 1 ออรบตอล บรรจไดมากสด 2 e
p-orbital ม 3 ออรบตอล บรรจไดมากสด 6 e
d-orbital ม 5 ออรบตอล บรรจไดมากสด 10 e
f-orbital ม 7 ออรบตอล บรรจไดมากสด 14 e
จานวน e ทบรรจในแตละออรบตอล 87
![Page 88: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/88.jpg)
การบรรจ e-ในแตละ Orbital
มหลกการดงน
1. หลกการกดกนของเพาล (Pauli esilusion principle)
e- คหนงคใดในออบทลเดยวกนจะตองมสมบตไมเหมอนกนอยางนอย e- คนน จะตองมทศทางการหมนรอบตวเองไมเหมอนกน ตวหนงหมนตามเขมนาฬกา อกตวหนงหมนทวนเขมนาฬกา จงกาหนดไววา
88
![Page 89: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/89.jpg)
1) ใช แทน Orbital
2) ในแตละ จะบรรจ e- ไดสงสด 2 e-
3) ก าหนดให e- แทนลกศร =
แตไมเขยน หรอ
89
![Page 90: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/90.jpg)
2.อาฟบาว (Aufbau)
ใหบรรจ e-ลงใน Orbital ทมพลงงานต าสดและวางกอนเสมอ เรมตงแต
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
90
![Page 91: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/91.jpg)
วธบรรจอเลกตรอนในอะตอมออรบทลตามแนวลกศร
91
![Page 92: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/92.jpg)
3. กฎของฮน (Hund’s rule)
1. ในกรณทมธาตมหลาย ในแตละ จะมพลงงานเทากน เชน 2p ม 3 ใหบรรจ e- เดยวมากทสดเทาทมากได เมอม e- เหลอใหบรรจ e- เปนคเตม นน เชน
ม 2e-
3e-
4e-
2. อะตอมของธาตทม e- บรรจเตมในทกๆ มพลงงาน เทากน เรยกวา การบรรจเตม แตถาม e- อยเพยงครงเดยวเรยกวาบรรจครง มผลท าใหเกดการเสถยร
92
![Page 93: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/93.jpg)
93
ตวอยาง การบรรจอเลกตรอน
#e- 1s 2s 2px 2py 2pz 3s
H 1 1s1
He 2 1s2
Li 3 1s2 2s1
C 6 1s2 2s2 2p2
O 8 1s2 2s2 2p4
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1 หรอ [Ne] 3s1
![Page 94: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/94.jpg)
แบบฝกหด
1. จงเขยนผงการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย 2. จงแสดงการจดเรยงอเลกตรอนของธาตตอไปน 38Sr 46Pd 53I 78Pt 3. ถาธาต A B และ C มการจดอเลกตรอนดงน ธาต A 1s2
2s2 2p6 3s2 3p2
B 1s2 2s2 2p6 3s2
C 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
ก. ธาต A B และ C มเลขอะตอมเทาใด ข. ธาตแตละชนดมอเลกตรอนอยในระดบพลงงานใดบาง
และมจานวนเทาใด
94
![Page 95: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/95.jpg)
Quantum Numbers (เลขควนตม)
The Principal Quantum Number : n The Angular Momentum Quantum Number : l
The Magnetic Quantum Number : ml
The Electron Spin Quantum Number : ms
95
![Page 96: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/96.jpg)
สญลกษณ คอ n
แสดงระดบพลงงานหลก
เปนเลขจ านวนเตม (n = 1, 2, 3,……..) เดมเรยก Shell K, L, M
1. เลขควอนตมหลก (Principal quantum number)
เลขควอนตมหลก 96
![Page 97: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/97.jpg)
สญลกษณ คอ l บอกระดบพลงงานยอยของ e l มคา 0 ถง (n – 1)
เชน n = 1, l = 0 n = 2, l = 0, 1 n = 3, l = 0, 1, 2 n = 4, l = 0, 1, 2, 3
2. เลขควอนตมเชงมม (Angular momentum quantum number)
เลขควอนตมเชงมม 97
![Page 98: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/98.jpg)
l = 0 เรยกวา s – orbital (sharp)
l = 1 เรยกวา p – orbital (prinsiple)
l = 2 เรยกวา d – orbital (diffuse)
l = 3 เรยกวา f – orbital (fundamental)
เลขควอนตมเชงมม 98
![Page 99: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/99.jpg)
สญลกษณ คอ ml
บอกทศทางการกระจายตวของ e ในชองวาง ภายใตอทธพลของสนามแมเหลก
มคาตงแต -l ถง +l หรอ 2l + 1
แตละคาของ l จะมระดบพลงงานเทากน เรยกวา degeneracy
3. เลขควอนตมแมเหลก (Magnetic quantum number)
เลขควอนตมแมเหลก 99
![Page 100: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/100.jpg)
2
เลขควอนตมแมเหลก 100
![Page 101: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/101.jpg)
สญลกษณ คอ ms
แสดงถงทศของการหมนรอบตวเอง (spin) ของ e
มเพยง 2 คา คอ +1/2 (หมนทวนเขมนาฬกา)
และ -1/2 (หมนตามเขมนาฬกา)
3. เลขควอนตมเชงสปน (Spin quantum number)
101
![Page 102: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/102.jpg)
Spin ขน
Spin ลง
ms = +1/2
ทวนเขม
ms = -1/2
ตามเขม
102
![Page 103: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/103.jpg)
จ านวนออรบทล (ดจาก ml ทงหมด) = 4 จ านวนอเลกตรอนทงหมดทเปนไปได = 8
(ดจากจ านวนชดของเลขควอนตมซงเทากบ 2 เทาของจ านวนออรบทล)
103
ตวอยาง เลขควอนตมทเปนไปไดถา n=2
n
l
ml
ms
2
s (l=0) p (l=1)
0 –1 0 +1
-½, ½ -½, ½ -½, ½ -½, ½
l = 0 n–1
ml = –l l
ms = –½,+½
เลขควอนตม
2,0,0,-½
2,0,0, ½
2,1,-1,-½
2,1,-1, ½
2,1,0,-½
2,1,0, ½
2,1,1,-½
2,1,1, ½
![Page 104: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/104.jpg)
คอ บรเวณท มโอกาสพบ ē มากทสด รอบนวเคลยส
(ความหนาแนน ē ≈ 90%)
ออรบทลอะตอม (Atomic Orbital)
s - orbital
เปนทรงกลม การกระจาย ē เทากนทกทศทกทาง ไดจาก l = 0
ถา n = 1 1s - ออรบทล
ถา n = 2 2s - ออรบทล
104
![Page 105: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/105.jpg)
105
![Page 106: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/106.jpg)
p - orbital
ม ml 3 คา คอ (+1, 0, -1)
p -orbital จงมได 3 orbital
ขนกบระยะทาง และ ทศทาง
106
![Page 107: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/107.jpg)
d - orbital
ม ml 5 คา คอ (+2, +1, 0, -1, -2)
โอกาสทจะพบ e ขนกบระยะทางและทศทาง ดงรป
107
![Page 108: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/108.jpg)
f - orbital
ม ml 7 คา คอ (+3, +2, +1, 0, -1, -2, -3)
108
![Page 109: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/109.jpg)
ววฒนาการแบบจ าลองอะตอม 109
![Page 110: Atomic structures m4](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020101/55a380821a28ab70598b4614/html5/thumbnails/110.jpg)
จบแลวนะคะ
110