ch 01 โครงสร้างอะตอม
TRANSCRIPT
![Page 1: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/1.jpg)
T
![Page 2: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/2.jpg)
แบบจ าลองอะตอม
การคนพบอะตอมในยคตางๆและทฤษฎตางๆ ทน ามาใชอธบายเกยวกบโครงสรางอะตอม (Atomic Discovery and Theory)
![Page 3: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/3.jpg)
เราจะศกษาโครงสรางอะตอมอยางไร
วธการศกษาหาขอมล เกยวกบอะตอม ของนกวทยาศาสตร
น าขอมลทไดมาอธบายโครงสรางอะตอม
น าความรจากโครงสรางอะตอม ไปใชอธบายในเรอง
อธบายถงการจดเรยงอเลกตรอน
อธบายถงการจดธาตลงในตารางธาต อธบายถงสมบตบางประการของธาตในตารางธาต
![Page 4: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/4.jpg)
ทฤษฎอะตอมของDalton
John Dalton
1. สสารทกชนดประกอบขนจาก อนภาคขนาดเลกทเรยกว า อะตอม ซงไม สามารถแบ งแยกหรอสญหายไปได 2. อะตอมของธาตชนดเดยวกนจะมมวลและสมบตเหมอนกน ทกประการ และแตกต างจากอะตอมของธาตอน
3. อะตอมของธาตหนงไม สามารถเปลยนไปเป น อะตอมของ ธาตชนดอนได
4. สารประกอบแต ละชนดได จากการรวมตวกนของอะตอมธาต ตงแต สองชนดด วยอตราส วนจ านวนอะตอมคงท
![Page 5: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/5.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของ Dalton
อะตอมมรปรางเปนทรงกลม มขนาดเลก ไมสามารถแบงแยกไดอก
![Page 6: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/6.jpg)
J.J. Thomson J.J. Thomson ศกษาอนภาคทมประจลบในหลอดรงส cathode
การคนพบ electron
หลอดรงส
แคโทด
การคนพบ Electron J.J.Thomson ศกษาอนภาคทมประจลบในหลอดรงสแคโทด
อนภาคทมประจไฟฟาลบ ก คอ Eletron นนเอง
![Page 7: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/7.jpg)
J.J. Thomson
J.J. Thomson ศกษาอนภาคทมประจลบในหลอดรงส cathode
*อนภาคทมประจลบกคอ electron นนเอง
การคนพบ electron
![Page 8: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/8.jpg)
นอกจากน เขาไดทดลองใหรงสแคโทดอยใน สนามแมเหลก ปรากฏวารงสเบนไปอกทศทางหนง ซงตรงกนขามกบรงสแคโทดทอยในสนามไฟฟา
![Page 9: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/9.jpg)
แบบจ าลองอะตอมตามทฤษฎอะตอมของทอมสนมลกษณะดงรป
![Page 10: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/10.jpg)
สรปผลการทดลอง อเลกตรอนเปนองคประกอบรวมทพบในธาตใดกได เพราะเมอเขาท า
การทดลองซ าโดยเปลยนชนดของโลหะทใชเปนขวแคโทด และเปลยน ชนดของกาซทบรรจ แตผลการทดลองยงไดเหมอนเดม
อเลกตรอนเปนอนภาคทมประจลบ
อตราสวนประจตอมวลของอเลกตรอนเทากบ
1.76 X 108 คลอมบ ตอกรม
![Page 11: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/11.jpg)
Robert Millikan, 1909
ศกษาการเคลอนทของหยดน ามนในสนามไฟฟาภายใตแรงโนมถวง
แผนภาพและเครองมอวดประจบนหยดน ามน ***
การหาคาประจของอเลกตรอน
ใชวธเมดน ามน( Oil- Drop experiment)
![Page 12: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/12.jpg)
ประจของอเลกตรอน (e) = 1.60 x 10-19 คลอมบ
= 9.11 x 10 -28 g
มวลของอเลกตรอน (m) = 1.60 x 10-19 C 1.76 x 108 C/g
14
![Page 13: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/13.jpg)
ไดอะไรจากผลการทดลอง?
ประจของอเลกตรอน = 1.60 x 10-19 C
ประจตอมวลของอเลกตรอน = 1.76 x 108 C/g
มวลของอเลกตรอน = 9.11x10-31 kg
หรอ = 9.11x10-28 g
![Page 14: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/14.jpg)
ไดอะไรจากผลการทดลอง?
ประจของอเลกตรอน = -1.60 x 10-19 C ประจต อมวลของอเลกตรอน = -1.76 x 108 C/g
มวลของอเลกตรอน = 9.11x10-31 kg
![Page 15: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/15.jpg)
การคนพบ Proton
Eugen Goldstein
เขาไดศกษาเรองการน าไฟฟาของแกส โดยเขาไดดดแปลงหลอดรงสแคโทด โดยเพมฉากเรองแสงทดานหลงขวแคโทด และเจาะรดานขวแคโทด
![Page 16: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/16.jpg)
อนภาคทถกดงดดโดยขวไฟฟาทเปนลบ ตองเปนอนภาคทมประจบวก ตอมานกวทยาศาสตรเรยกวา "โปรตอน" เนองจากถกดงดดโดยขวแคโทด ซงเปนขวลบและโดนแรงผลกจากขวแอโนดซงเปนขวบวก
![Page 17: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/17.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของThomson
อะตอมมรปรางเปนทรงกลม และมอนภาคภายในคอประจบวก และประจลบปนกนไปอยางสม าเสมอในปรมาณทเทากน
electron positive charge
ThomsonไดรบรางวลNobel ในป
1906
![Page 18: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/18.jpg)
E.R. Rutherford ไดทดลองยงอนภาคแอลฟา ) ซงไดจากการสลายตวของอะตอมฮเลยม ไปยงแผนทองค าบางๆ แลวสงเกตการเบยงเบนของรงส
E.R. Rutherford
การคนพบของ E.R. Rutherford
![Page 19: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/19.jpg)
Rutherford, Geiger & Marsden (1911)
ศกษาการกระเจง (scattering) ของอนภาค a โดยแผนทองค าบางๆ
Rutherford
17
![Page 20: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/20.jpg)
16
-
+
![Page 21: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/21.jpg)
เมอยงอนภาคแอลฟาไปทแผนทองค า อนภาคสวนใหญควรจะเบยงเบนไปจากแนวเสนตรง ทงน เพราะตามแบบจ าลองอะตอมของทอมสน อะตอมประกอบดวยอนภาคบวกและลบ กระจายอยทวไปในอะตอม เมอยงอนภาคแอลฟาซงมประจบวกเขาไปในอะตอมของแผนทองค า อนภาคแอลฟาควรจะผลกกบโปรตอนซงมประจบวกเหมอนกน อนจะเปนผลท าใหทศทางของอนภาคแอลฟาเบยงเบนไปดงในรป
ทศทางการเคลอนทของอนภาคแอลฟาตามแบบจ าลองอะตอมของทอมสน
![Page 22: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/22.jpg)
อนภาคแอลฟาสวนใหญจะเดนทางเปนเสนตรง สวนนอยจะมการเบยงเบนทศทางและนานๆครงจะมการสะทอนกลบอยางแรง
![Page 23: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/24.jpg)
Neutron
ยงเบรลเลยม(Be)ดวยอนภาคแอลฟา ซงไดจากธาตพอโลเนยม(Po) จากนน ทดลองซ าโดยเปลยนเบรลเลยมเปนธาตอน เชน โบรอน(B), ไนโตรเจน(N), ออกซเจน
(O), อารกอน(Ar) ฯลฯ
ผลการทดลอง จากการทดลองพบวา เมอระดมยงเบรลเลยม(Be) ดวยอนภาคแอลฟา จะตรวจพบนวตรอน ดงสมการ
พบอนภาคใหมคอ เขาใหชออนภาคนวา "นวตรอน" ซงมมวลใกลเคยง
โปรตอนและเปนกลางทางไฟฟา โดยทมวลของนวตรอน ~ 1.67 x 10-24 g
James Chadwick
การคนพบNeutron
![Page 25: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/25.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของRutherford โปรตอนซงมประจบวกรวมกนอยอยางหนาแนนตรงกลางอะตอม มนมขนาด
เลกเมอเทยบกบปรมาตรของอะตอม แตมมวลมาก สวนรอบนอกจะมอเลกตรอนซงมประจลบมมวลนอยมากวงวนรอบนวเคลยส จะเหนวามทวางมากมายระหวางโปรตอนกบอเลกตรอน หลงจากทเจมส แชดวก พบนวตรอนซงไมมประจ แบบจ าลองอะตอมของ
รทเทอรฟอรดกเปลยนไป โปรตอนกบนวตรอนอยรวมกนตรงกลางอะตอมเรยกวานวเคลยส สวน
อเลกตรอนวงวนรอบนวเคลยส
เดม ใหม
![Page 26: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/26.jpg)
รปแบบจ าลองอะตอมของรทเทอรฟอรด
รปแบบจ าลองอะตอมทมโปรตอน อเลกตรอนและนวตรอน
![Page 27: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/27.jpg)
อนภาคในอะตอม
อะตอมประกอบดวยอนภาคขนาดเลก 3 อนภาค ไดแก 1.อเลกตรอน(electron)
2.โปรตอน(proton)
3.นวตรอน(neutron)
อนภาคขนาดเลกคอโปรตอน, นวตรอน และอเลกตรอน มคณสมบตตางกนดงตาราง
อนภาค สญลกษณ ประจ(คลอมบ) หนวยประจ น าหนก(กโลกรม)
โปรตอน p +1.60x10-19 +1 1.67x10-27
นวตรอน n ไมมประจ 0 1.67x10-27
อเลกตรอน e- -1.60x10-19 -1 9.11x10-31
ปจจบนนอกจากจะพบอนภาคมลฐานของอะตอมซงจดวาเปนอนภาคทมความคงตวภายในอะตอมแลว ยงมอนภาคอน ๆ อกหลายชนดทอยภายในอะตอม ***
![Page 28: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/28.jpg)
รปแบบจ าลองอะตอมของรทเทอรฟอรด
รปแบบจ าลองอะตอมทมโปรตอน อเลกตรอนและนวตรอน
![Page 29: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/29.jpg)
การเขยนสญลกษณของอะตอม
ใชสญลกษณ Z หมายถง ตวเลขทแสดงจ านวนโปรตอนทมอยในนวเคลยสของธาต อะตอมของธาตชนดหนง ๆ จะมจ านวนโปรตอนเฉพาะตวไมซ ากบธาตอน ๆ ธาตชนดเดยวกนจะตองมจ านวนโปรตอนหรอเลขอะตอมเทากน
ถาอะตอมทเปนกลาง จ านวนอเลกตรอนเทากบจ านวนโปรตอน
เลขอะตอม (Atomic number)
เพราะฉะนน เลขอะตอม = จ านวนโปรตอน = จ านวนอเลกตรอน
![Page 30: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/30.jpg)
การเขยนสญลกษณของอะตอม
ใชสญลกษณเปน A หมายถง ผลรวมของจ านวนโปรตอน และจ านวนนวตรอนในนวเคลยส
(Mass number) เลขมวล
เลขมวล = เลขอะตอม + จ านวนนวตรอน A = Z + n
จ านวนนวตรอน = เลขมวล - เลขอะตอม n = A + z
![Page 31: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/31.jpg)
การเขยนสญลกษณนวเคลยรของธาต
สญลกษณนวเคลยร (Nuclear symbol) เปนสงทใชเขยนแทนโครงสรางของอะตอม โดยบอกรายละเอยดเกยวกบจ านวนอนภาคมลฐานของอะตอม วธการเขยนตามขอตกลงสากลคอ เขยนเลขอะตอมไวมมลางซาย และเลขมวลไวมมบนซายของสญลกษณของธาต
x A
Z
X คอ สญลกษณของธาต A คอ เลขมวล
Z คอ เลขอะตอม
![Page 32: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/32.jpg)
การเขยนสญลกษณนวเคลยรของธาต
ตวอยาง จงค านวณจ านวนอเลกตรอน โปรตอน และนวตรอนของธาตซงมสญลกษณนวเคลยรดงตอไปน Na, U, C 23
11235
92
12
6
![Page 33: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/33.jpg)
ไอโซโทป (Isotope) หมายถง อะตอมของธาตชนดเดยวกนทมโปรตอนเทากน (หรออเลกตรอนเทากน ) แตมเลขมวลและจ านวนนวตรอนตางกน (หรอมมวลตางกน) อะตอมของธาตชนดเดยวกนจะมจ านวนโปรตอนและอเลกตรอนเทากน แตจ านวนนวตรอนอาจจะไมเทากนกได ซงมผลท าใหมวลตางกน อะตอมของธาตดงกลาวเรยกวาเปน
ไอโซโทปเชน C, C และ C เปนไอโซโทปกน 12
6
14
613
6
![Page 34: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/34.jpg)
สญลกษณนวเคลยร จ านวนอเลกตรอน จ านวนโปรตอน จ านวนนวตรอน เลขมวล C 6
6 6
6 6 6
6 7 8
12 13 14
11
21
31
ไอโซโทปของธาตบางชนดอาจจะมชอเรยกโดยเฉพาะ เชน ธาตไฮโดรเจนม 3 ไอโซโทป และมชอเฉพาะดงน
H เรยกวา โปรเทยม ใชสญลกษณ H แทน H
H เรยกวา ดวทเรยม ใชสญลกษณ D แทน H
H เรยกวา ทรเทยม ใชสญลกษณ T แทน H
![Page 35: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/35.jpg)
188
199
ไอโซโทน ( Isotone ) หมายถง ธาตตางชนดกนทมจ านวนนวตรอนเทากน แตมเลขมวลและเลขอะตอมไมเทากน เชน
O เปนไอโซโทนกน มนวตรอนเทากนคอ n = 10
ธาต
A Z n
O F
18 19
8 9
10 10
จะเหนไดวาเฉพาะ n เทานนทเทากน แต A และ Z ไมเทากน จงเปนไอโซโทน
F
188
199
![Page 36: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/36.jpg)
3015
3014
ไอโซบาร (Isobar) หมายถง ธาตตางชนดกนทมเลขมวลเทากน แตมมวลอะตอมและจ านวนนวตรอนไมเทากน เชน
P กบ Si มเลขมวลเทากนคอ 30 P
ธาต
A Z n
P Si
30 30
15 14
15 16
จะเหนไดวาเฉพาะ A เทานนทเทากน แต Z และ n ไมเทากน จงเปนไอโซบาร
Si
3015
3014
![Page 37: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/37.jpg)
สมบตคลน-อนภาค
JJ Thomson ไดรบรางวลโนเบล ในการศกษาอเลกตรอนวาเปนอนภาค. George Thomson ผเปนลก ไดรบรางวลโนเบล ในการศกษาอเลกตรอน วาเปนคลน.
![Page 38: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/38.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของโบร แบบจ าลองอะตอมของรทเทอรฟอรด กลาวถงอเลกตรอนวงรอบๆ นวเคลยส แตไมทราบวาอเลกตรอนอยรอบ ๆ นวเคลยสมการจดเรยงอเลกตรอนอยางไร นกวทยาศาสตรจงมการศกษาขอมลใหมมาสรางแบบจ าลองทเนนรายละเอยดเกยวกบการจดเรยงอเลกตรอนทอยรอบนวเคลยส โดยศกษาจากสเปกตรมและคาพลงงานไอออไนเซชน
![Page 39: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/39.jpg)
สเปกตรม สเปกตรมเปนแสงทถกแยกกระจายออกเปนแถบสตาง ๆ และแสงเปนรปหนงของคลนแมเหลกไฟฟา ฉะนนเพอความเขาใจจ าเปนตองรเกยวกบสวนประกอบของคลนและพลงงานคลนแมเหลกไฟฟาเสยกอนแลวน าความรเรองดงกลาวมาใชในการวเคราะหสเปกตรมได
![Page 40: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/40.jpg)
เมอน าแสงขาวทเกดจากดวงอาทตยสองผานปรซมหรอเกรตตงแสงสขาวจะแยกเปนสตางๆ ตอเนอง ซงเรยกวา แถบสเปกตรม ดงรป
รป แสงสตาง ๆ ในแถบสเปกตรมของแสง
![Page 41: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/41.jpg)
แสงสตาง ๆ ในแถบสเปกตรมของแสง
สเปกตรม ความยาวคลน (nm)
มวง น าเงน เขยว เหลอง สม แดง
400 - 420 420 - 490 490 - 580 580 - 590 590 - 650 650 - 700
![Page 42: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/43.jpg)
สมบตของคลน
ความยาวคลน (Wavelength) ใชสญลกษณ อานวา แลมปดา เปนระยะทางระหวางยอดคลนทตอเนองกนทคลนเคลอนทครบ 1 รอบ มหนวยเปนเมตรหรอมหนวยเปนนาโนเมตร(nm) กได โดย 1 นาโนเมตร = 10-9 เมตร แอมปลจด (Amplitude) เปนระยะทางแนวตงจากเสนกงกลาง ของคลนถงยอดคลน
time
Amplitude
![Page 44: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/44.jpg)
สมบตของคลน
ความถ (Frequency) ใชสญลกษณ (อานวา นว) คอจ านวนรอบทคลน เคลอนทผานจดหนงในเวลา 1 วนาทความถมหนวยเปน รอบ/วนาท (s-1 ) หรอ (Hz) ความเรว (u) ของคลน = λ x ν
time
Amplitude
![Page 45: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/45.jpg)
แมกซ พลงคไดเสนอทฤษฎควอนตม (quantum theory) และอธบายเกยวกบการเปลงรงสวา รงสแมเหลกไฟฟาทเปลงออกมามลกษณะเปนกลมๆ ซงประกอบดวยหนวยเลกๆ เรยกวา ควอนตม (quantum) ขนาดของควอนตมขนกบความถของรงส และแตละควอนตมมพลงงาน (E) โดยท E เปนสดสวนโดยตรงกบความถ (v) ดงน
E = h
E = พลงงานหนงควอนตมแสง (J) h = คาคงทของพลงค (6.62 x 10-34 Js) = ความถ (s-1)
สเปกตรมของธาต
![Page 46: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/46.jpg)
ความยาวคลนจะสมพนธกบความถและความเรวคลน ดงน
C
C คอ ความเรวของแสง
คอ ความยาวคลน
คอ ความถ
C
![Page 47: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/47.jpg)
เมอ C คอความเรวของคลนแมเหลกไฟฟาในสญญากาศมคาเทากบ
3.0 x 108 เมตรตอวนาทจากสตร
คาพลงงานของคลนแมเหลกไฟฟาค านวณไดจากความสมพนธดงน
hCE
ความยาวคลนมาก = ความถต า= พลงงานต า ความยาวคลนนอย = ความถสง = พลงงานสง
![Page 48: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/48.jpg)
ทฤษฎควอนตม (quantum theory) ของ Planck
เมอใหความรอนแกของแขงสด า (black body) ของแขงจะปลอยรงส แมเหลกไฟฟาออกมา จากการทดลองพบวาพลงงานทแผออกมาในแต ละชวงอณหภมของชนวตถขนอยกบความถคลน ซงขดกบทฤษฎ คลาสสกทวาพลงงานขนกบความเขมของแสงเพยงอยางเดยว Planck กลาววาพลงงานแสงจะถกปลอย (emit) หรอดดกลน (absorb) ในหนวย ควอนตม (quantum) ซงหมายถงหนวยทเลกทสดของปรมาณพลงงานคลนแมเหลกไฟฟาทถกปลอยหรอดดกลน
E = hν Planck’s constant (h)
h = 6.63 x 10-34 J„s
![Page 49: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/49.jpg)
พลงงาน (E ) ของ ของรงสแมเหลกไฟฟาขนอยกบความถ (ν)
E = hν E = พลงงาน (kgทm2/s2) h = คาคงทของ คาคงทของ Planck Planck (6.626 x 10-34 Jทs) ν= ความถ ความถ (hz, sec-1)
ความยาวคลนมาก = ความถต า= พลงงานต า ความยาวคลนนอย = ความถสง = พลงงานสง
![Page 50: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/50.jpg)
ในป ค.ศ.1905 อลเบรต ไอนสไตน(Albert Einstein)สามารถอธบายปรากฏการณโฟโตอเลกตรกนไดอยางถกตอง เขาเสนอวาแสงควรมคณสมบตเปนอนภาคไดดวย เรยกวา โฟตอน(photon) และใชทฤษฏของพลงคก าหนดคาพลงงานของโฟตอนนน อนภาคแสง 1 โฟตอนทมความถ มพลงงาน E = h คดเปน 1 ควอนตม คาพลงงานของโฟตอนเปนคาเฉพาะส าหรบแสงทความถคาหนง ๆ เทานน
![Page 51: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/51.jpg)
Particle-Wave Duality
Planck - Einstein : Energy possesses Mass
E = h υ E = mc2
h υ = mc2
hc/λ = mc2
hc/c2λ = m m = hc/c2λ Light has Mass
Light: Wave or Particle ?
wave
particle
photons
![Page 52: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/52.jpg)
![Page 53: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/53.jpg)
![Page 54: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/54.jpg)
สของเปลวไฟทเกดจากการเผาสารเมอดดวยตาเปลา และใชเสนสเปกโตรสโคป
สารประกอบ สของเปลวไฟเมอดดวยตาเปลา สของเสนสเปกตรมทเดนชดทสด
Nacl Na2SO4 BaCl2 BaCO3 CaCl2 CaSO4
เหลอง เหลอง
เขยวอมเหลอง เขยวอมเหลอง
แดงอฐ แดงอฐ
เหลองเขม เหลองเขม
เขยว เขยว
แดงเขม แดงเขม
CuCO3 CuSO4 MgCl2 MgCO3
เขยว เขยว มวง มวง
เขยวเขม เขยวเขม มวงเขม มวงเขม
![Page 55: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/55.jpg)
โดยสรป 1. สเปกตรมเปนสมบตเฉพาะตวของธาตชนดหนง ๆ ซงแตกตางจากธาตชนดอน 2. สเปกตรมของโลหะชนดเดยวกนไมวาจะอยในรปของธาตบรสทธหรอในสารประกอบจะตองมลกษณะเหมอนกนทงหมด ทงในแงของจ านวนเสนสเปกตรม สของแตละเสน (อาจจะมสเขมไมเทากน) และ ต าแหนงของเสนสเปกตรม 3. สเปกตรมของโลหะตางชนดกนจะไมเหมอนกน สของเสนสเปกตรมอาจจะเหมอนกน แตต าแหนงของเสนสเปกตรมทงหมดจะไมตรงกน
![Page 56: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/56.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของ Bohr
1914 Niels Bohr เมอศกษาการเกดเสนสเปกตรมของไฮโดรเจน และรวาเสนสเปกตรมเกดจากการคายพลงงานในรปของแสงโดย การลดระดบวงโคจรของ e- มายงวง โคจรทมระดบพลงงานต ากวา ไดศกษา 1. การเคลอนทของ e- รอบนวเคลยส และพลงงานของ e-
![Page 57: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/57.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของ Bohr 1914 Bohr เปนผเชอมโยงเสนสเปกตรม และแนวคดของนกวทยาศาสตร พลงค และไอสไตน เขาดวยกน โดยเขาไดเสนอว า e- ทโคจรรอบนวเคลยสดวยรศมคงท และ e- ของไฮโดรเจนมระดบพลงงานคาหนง ดงนนบอหร สามารภเขยนสมการเพอค านวณพลงงานของ e- 1 ตวของไฮโดรเจนอะตอม เมอ e- ตวนนอยในสภาวะคงตว En = -Rhc( 1 )
n2
n (principal quantum number) = 1,2,3,… R (Rydberg constant) = 1.0974 x 107 m-1 h = 6.6261 x 10-34 J.s c = 2.9979 x 108 m/s
![Page 58: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/58.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของ Bohr
เมอค านวณออกมาและมขอสงเกต คอ E1 E2 E3 มคาเปนลบนอยลงเรอย ๆ ดงนนพลงงานของ e- ในแตละวงโคจรจะมคามากขนตามคาของ n นนคอ เมอ ยงมคามากขน ระดบพลงงานจะยงมคาสงขนเรอย ๆ เมอ e- ตวนนอยในสภาวะคงตว
En = -Rhc( 1 ) n2
n (principal quantum number) = 1,2,3,… R (Rydberg constant) = 1.0974 x 107 m-1 h = 6.6261 x 10-34 J.s c = 2.9979 x 108 m/s
![Page 59: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/59.jpg)
![Page 60: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/60.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของ Bohr ดงนนเมอ e- ยงเขาใกลนวเคลยส ยงมแรงดงดดมากขน ดงนนคา จะมคาเปนลบมาก (คา เปนลบมาก แสดงวามพลงงานนอย ) เขาจงสรปไดวา e- ทมระดบพลงงาน n= 1 จะตองอยใกลนวเคลยสมากกวา e- ทมระดบพลงงาน n= 2 และ 3,4,... ตามล าดบ
![Page 61: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/61.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของ Bohr
สรปสาระส าคญจากทฤษฎของบอหร ไดวาอเลกตรอนในอะตอมจะอยในสภาวะทมพลงงานต าสด แตถาถกรบกวนอเลกตรอนจะเปลยนสภาวะจากระดบพลงงานหนงไปยงระดบพลงงานอนๆได โดยพลงงานทเปลยนไปตองเปนคาพลงงานทสามารถดดกลน หรอปลดปลอยออกมา จากความคดนจงท าใหสามารถอธบายเสนสเปกตรมของอะตอมได วา e- ทม n= 1 มพลงงานเปนคาลบมากทสด แสดงวาถกดงดดดวยนวเคลยสมากทสด เราเรยก e- ทม n= 1 วา สภาวะพน ( ground state )เปนสภาวะคงตวทมพลงงานต าสด
1. การเปลยนระดบพลงงานของอเลกตรอน
![Page 62: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/62.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของ Bohr
ส าหรบ สภาวะอนๆ เชน n= 2,3,4,... e- จะถกดงดดดวยนวเคลยสนอยลง และพลงงานมคาตดลบนอยลง หรอพลงงานสงขน เรยกสภาวะทมระดบพลงงานสงนวา สภาวะกระตน (excited state) เมอ e- ทสภาวะพน (n= 1 ) ถกรบกวน หรอถกกระตนใหเคลอนทไปอยในสภาวะสงขน เชน ขนไปอยในระดบ n= 2 อะตอมจะตองมการดดกลนพลงงานเขา
![Page 63: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/63.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของ Bohr
n= 1
n= 2
E= +985 kJ/mol
E1= -Rhc( 1 ) 12
สภาวะพน
สภาวะกระตน
E2= -Rhc( 1 ) 22
ดดกลนพลงงาน
E= -985 kJ/mol
คายพลงงาน
![Page 64: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/64.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของ Bohr บอหร ไดรบรางวล โนเบล ป ค.ศ.1922 เนองจาก ทฤษฎของบอหรเปนจดเรมตนของการศกษาโครงสรางอะตอมไปในทศทางทถกตอง และไดพฒนามาเรอย ๆ จน ไดมความเขาใจเกยวกบโครงสรางอะตอมเปนอยางดในปจจบน
![Page 65: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/65.jpg)
รดเบอรก(J.R. Rydberg) ไดเสนอสมการทใชค านวณหาwave number ของสเปกตรมทกชดดงน
R คอคาคงทของรดเบอรก มคา 1.09678 x 105 n1, n2 เปนเลขจ านวนเตม (n2 > n1)
2
= 1/
n1 : final orbit
n2 : initial orbit
![Page 66: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/66.jpg)
]11
[22
if nnRhcE
if EEE
photonEE
]11
[22
if
photonnn
RhcE
]11
[1
22
if nnR
hchE photon
]11
[22
if nnR
i =initial, n2***สภาวะเรมตน
f =final, n1***สภาวะสดทาย
![Page 67: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/67.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของ Bohr
n= 1
n= 2
E= +985 kJ/mol
E1= -Rhc( 1 ) 12
สภาวะพน
สภาวะกระตน
E2= -Rhc( 1 ) 22
ดดกลนพลงงาน
E= -985 kJ/mol
คายพลงงาน
![Page 68: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/68.jpg)
การเปลยนชนของ อเลกตรอน ดดหรอคาย พลงงานคาจ าเพาะหนงๆ ซงกอใหเกดแสงทมคา ความยาวคลนเฉพาะ หนงๆ
![Page 69: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/69.jpg)
- อนกรมไลแมน (Lyman Series) เสนสเปกตรมมพลงงานอยในชวงรงสอลตราไวโอเลต, UV ทเกดจากทอเลกตรอนตกลงจากระดบพลงงาน n =2, 3, 4…. มายง n1 = 1 (อนกรมไลแมน) n1 = 1, n2 =2, 3, 4…. -อนกรมบาลมเมอร (Balmer Series) ) เสนสเปกตรมมพลงงานอยในชวงแสงปกตหรอแสงขาวซงตามองเหนได, Visible, VIS ทเกดจากทอเลกตรอนตกลงจากระดบพลงงาน n = 3,4,5… มายง n1 = 2, (อนกรมบาลมเมอร) n1 = 2, n2 = 3,4,5…
ทฤษฏของบอหรอธบายเสนสเปกตรมไดดงน****
![Page 70: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/70.jpg)
* อนกรมปาสเชน (Paschen Series) เสนสเปกตรมมพลงงานอยในชวงรงสอนฟราเรด, IR ทเกดจากทอเลกตรอนตกลงจากระดบพลงงาน n =4,5,6…. มายง n1= 3 (อนกรมปาสเชน) n1=3, n2=4,5,6 * นอกจากนยงมอก 2 ชด ในชวงพลงงานทต าลงไปอกคอ อนกรม แบรกเกตต (Brackett) และ ฟนด (Pfund)
![Page 71: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/71.jpg)
อนกรมไลแมน nf คงท = 1 ni = 2,3,4,... อนกรมบาลมเมอร nf คงท = 2 ni = 3,4,5.... อนกรมปาสเชน nf คงท = 3 ni = 4,5,6... อนกรมแบรกเกตต nf คงท = 4 ni = 5,6,7... อนกรมฟนด nf คงท = 5 ni = 6,7,8...
น าสมการของรดเบอรกไปค านวณหา wave number ของสเปกตรมในอนกรมตางๆ โดยแทนคา nfและ ni ดงน
![Page 72: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/72.jpg)
การเปลยนชนของ อเลกตรอน ดดหรอคาย พลงงานคาจ าเพาะหนงๆ ซงกอใหเกดแสงทมคา ความยาวคลนเฉพาะ หนงๆ
![Page 73: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/73.jpg)
ตวอยางการค านวณ [1]
สเปกตรมเสนแรกในอนกรมบาลเมอร: n1 = 2, n2 = 3
1-
1-
22
1-
cm 5,2331 1
36
49 cm 678,109
1
3
1
2
1 cm 678,109
1
m 10 x 656.6 cm 10 x 565.6 95 สแดง
![Page 74: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/74.jpg)
ตวอยางการค านวณ [2]
หรอในกรณท n1 = 2, n2 = ∞
1-
1-
22
1-
cm 7,419.52 1
4
1 cm 678,109
1
1
2
1 cm 678,109
1
m 10 x 364.7 cm 10 x 647.3 95 สมวง
![Page 75: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/75.jpg)
การคนควาทฤษฎใหม หลย เดอ บรอยล(Louis de Broglie) เดอบรอยล พจารณาค าถามทบอหรยงหาค าตอบไมได คอ " ท าไมอเลกตรอนในอะตอมจงโคจรรอบนวเคลยสดวยระยะหางบางคา" เขาตงสมมตฐานวา "อเลกตรอนมสมบตเปนคลน" ดงนนจงเคลอนทรอบนวเคลยสเปนคลน(ดงรป) ไมไดวงเปนวงโคจรทแนนอนเหมอนทบอหรสรปไว ส าหรบอเลกตรอน เขาเสนอวงโคจรทเปนไปได ดงสมการ เมอ r = รศมวงโคจร = ความยาวคลนของอเลกตรอน n = คาคงท = 1, 2, 3, ...
![Page 76: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/76.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของเดอบรอยล คลายกบแบบจ าลองอะตอมของบอหร แตอเลกตรอนวงเปนคลนอยรอบรศมวงโคจรในชนตาง ๆ
ดงนน อเลกตรอนทวงรอบนวเคลยสในแตละระดบพลงงาน จะตองมคาความยาวคลน () เฉพาะซงขนกบมวล (m) และความเรว(v)ของอเลกตรอน ดงสมการ
![Page 77: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/77.jpg)
pccmcmcE . 2
chhE
h
mc
ความสมพนธระหวางโมเมนตม (p) และความเรว (c) ของแสงกบพลงงาน
ความสมพนธระหวางพลงงานกบความถของโฟตอน
ส าหรบอนภาคใด ๆ
เรยกวา ความยาวคลนเดอบรอยล
![Page 78: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/78.jpg)
ไฮเซนเบรก(Heisenberg) วธท าการทดลอง ไฮเซนเบรก ท าการทดลองในหวสมอง (thought experiment) เพอวดต าแหนงของอเลกตรอน สรปผลการทดลอง "เราไมสามารถระบต าแหนงของคลนได" ดงนน การทจะบอกต าแหนงทแนนอนของอเลกตรอนเปนไปไดยาก เขาจงไดเสนอหลกความไมแนนอน(uncertainty principle) ซงกลาววา
"เราไมสามารถระบต าแหนงและโมเมนตมทแนนอนของอเลกตรอนไดอยางเทยงตรงพรอมๆ กนได"
Very Important person
![Page 79: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/79.jpg)
81
ถาเรามองไมเหนผง เราจงสองไฟไปทผงเพอหาต าแหนงของผง เมอเราเหนผงแลว ผงตกใจบนไปทต าแหนงใหม เราจงตองสองไฟหาผงอกครง เหตการณนเกดขนซ าแลวซ าเลา เราจงไมทราบต าแหนงและความเรวทแทจรงของผงได ในท านองเดยวกนเราจงไมสามารถระบต าแหนงและความเรวทแทจรงของอเลกตรอนไดเชนกน
![Page 80: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/80.jpg)
สมการความไมแนนอนตามแนวแกน x ซงไดจากการอนพทธสมการ (derive) ของกลศาสตรควอนตม( quantum mechanics)
เมอ = ความไมแนนอนในการวดต าแหนงตามแนวแกน x = ความไมแนนอนส าหรบคาโมเมนตมเชงเสนตรงในทศทาง x
![Page 81: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/81.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของไฮเซนเบรก นวเคลยสอยตรงกลางอะตอมประกอบดวยโปรตอนและนวตรอน สวนอเลกตรอนอยรอบนวเคลยสคลายกลมหมอก เราจะพบอเลกตรอนในบรเวณทมสเขมมากกวาสออน ซงโอกาสทจะพบอเลกตรอนเราเรยกอกชอหนงวาออรบทลของอะตอม (atomic orbital)
![Page 82: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/82.jpg)
ฟงกชนคลนของ Schrodinger
„ 1926 Erwin Schrodinger( เออรวน ชโรดงเงอร) แสดงสมบตความเปน อนภาคและคลนของ e- ดวยเทอมทางคณตศาสตรเรยกวาฟงกชนคลน (wave function, ψ) „ ψ2 แสดงถงความนาจะเปนทจะพบอเลกตรอน ณ ต าแหนงทก าหนด ซงใชในการก าหนดขอบเขตทจะพบอเลกตรอน (orbital) „ Schrodinger หาพลงงาน (E) ของอเลกตรอนทแสดงดวยฟงกชนคลนหนง ๆ ไดโดยการแกสมการทาง calculus ทเขาคดขน „ สมการ Schrodinger ใชไดดกบอเลกตรอนของอะตอมไฮโดรเจนแตส าหรบอะตอมทมอเลกตรอนหลายตวผลลพธทไดจะเปนเพยงการประมาณเทานน
![Page 83: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/83.jpg)
H-Hamiltonian Operator (Math function) i.e. ex, ln, yx, !, Ε
E-Eigen Value Total energy of the atom Sum of P.E. and K.E. of moving e-.
HΨ = EΨ
Schrodinger Wave Equation
Properties of the Schrodinger equation provides information about the electronic arrangement of each atom.
![Page 84: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/84.jpg)
ฟงกชนคลนของ Schrodinger
H Ψ= E Ψ
EV
zyxm
h
8 2
2
2
2
2
2
2
2
Ψ -Psi - wave function: wave properties Ψ2 -probability distribution แสดงถงความนาจะเปนทจะพบอเลกตรอน ณ ต าแหนงทก าหนด ซงใชในการก าหนดขอบเขตทจะพบอเลกตรอน (atomic orbital)
kinetic potential
![Page 85: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/85.jpg)
ความหนาแนนของ e- จะลดลงอยางรวดเรว
เมอเพมระยะหางจากนวเคลยส
90% ของความหนาแนนของ e- พบวาอยในออรบทล 1s
![Page 86: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/86.jpg)
เลขควอนตม (Quantum Numbers)
อเลกตรอนแตละตว ประกอบดวยเลขควอนตม 4 ตว
Principal quantum number n Angular momentum quantum number l Magnetic quantum number ml Spin quantum number ms
จากกฏเกณฑทางคณตศาสตรในการแกสมการชโรดงเจอร เพอหาพลงงาน และบรเวณทจะพบอเลกตรอนในสามมต จะมตวเลขจ านวนตม 3 ชนดเขามาเกยวของคอ n ,l, ml และตอมากพบเลขควอมตมอกชนดหนง คอ mS
Ψ = fn(n, l, ml, ms)
![Page 87: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/87.jpg)
เลขควอนตมหลก Principal Quantum Number( n)
n = ระดบชนของพลงงาน shell (energy level) ทอเลกตรอนอย(ระดบพลงงานหลก)
Number of electrons that can fit in a shell : 2n2
n เปนเลขจ านวนเตมมคาตงแต = 1, 2, 3, 4, ….
n ก าหนดระยะหางของ e- จากนวเคลยส
เราอาจใชสญลกษณ K , L , M , N, ….
![Page 88: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/88.jpg)
ออรบทลชนดเดยวกน จะมขนาดใหญขนเมอระดบชนพลงงานสงขน
Nodes คอ บรเวณทไมมอเลกตรอนอย
1s 2s 3s
![Page 89: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/89.jpg)
เลขควอนตมโมเมนตมเชงมม Angular Momentum Quantum Number( l )
l จะมคาเทากบ 0, 1, 2, 3, … (n-1)
n = 1, l = 0 n = 2, l = 0, 1 n = 3, l = 0, 1, 2
l = 0 ,s ออรบทล l = 1 ,p ออรบทล l = 2 ,d ออรบทล l = 3, f ออรบทล
คา l ใชบอกจ านวนชนยอยและ ก าหนดรปรางของออรบทล
l จะตวบอกระดบพลงงานยอย (ชนยอยๆ Subshells ของ n)
![Page 90: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/90.jpg)
ระดบพลงงานยอย (Subshells) -ระดบพลงงานยอย S ( sharp) 1 ออรบทล -ระดบพลงงานยอย P ( principal) 3 ออรบทล -ระดบพลงงานยอย d ( diffuse) 5 ออรบทล -ระดบพลงงานยอย f ( fundamental) 7 ออรบทล
![Page 91: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/91.jpg)
ความสมพนธระหวางระดบพลงงานหลก ระดบพลงงานยอย ระดบพลงงานหลกหรอวง
( shell,n) ระดบพลงงานยอย ( subshells)
1 1s
2 2s 2p
3 3s 3p 3d
4 4s 4p 4d 4f
![Page 92: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/92.jpg)
เลขควอนตมแมเหลก Magnetic Quantum Number(ml )
ml จะถกก าหนดดวยคา l ซง ml จะมคาอยในชวงเทากบ -l, …., 0, …. +l
ถา l = 0 (s ออรบทล), ml = 0 ถา l = 1 (p ออรบทล), ml = -1, 0, +1 ถา l = 2 (d ออรบทล), ml= -2, -1, 0, +1, +2
คา ml ก าหนดการวางตวของออรบทลในทวาง
ml เปนจ านวนเตมมคาบวกหรอลบกได =0 , +1 , +2 , +3 , -1 , -2 , -3
ml บอกจ านวนและทศทางของออรบทล
![Page 93: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/93.jpg)
![Page 94: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/94.jpg)
![Page 95: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/95.jpg)
![Page 96: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/96.jpg)
f orbitals
ml=0 ml=1 ml=-1
ml=2 ml=-2
![Page 97: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/97.jpg)
f orbitals
ml=3 ml=-3
![Page 98: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/98.jpg)
เลขควอนตมสปน Spin Quantum Number(ms)
spin quantum number ms ms = +½ หรอ -½ หมายถง อเลกตรอนมทศทางการหมนรอบตวเองในทางตรงกนขามได 2 ทางคอตามเขมนาฬกา และทวนเขมนาฬกา
บอกถงโมเมนตมสปนของอเลกตรอนทอยในออรบทล
![Page 99: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/99.jpg)
ความสมพนธระหวางเลขควอนตม กบออรบทลอะตอม
เลขควอนตมหลก เลขควอนตมโมเมนตมเชงมม
เลขควอนตมสปน จ านวนและชนดของออรบทลในชนยอย
สญลกษณ = n
มคา= 1,2,3,.. (ขนาดและพลงงานของ
ออรบทล)
สญลกษณ = l
มคา= 0,1,2,..( n-1) (รปรางของออรบทล)
สญลกษณ = ml
มคา= +4,+3,+2,+1,0,
-1,-2,-3,-4 .( +l,0,-l) (ทศทางของออรบทล )
จ านวนออรบทล=จ านวนของml
= 2| + 1
( จ านวนออรบทลในชน = n2)
1 0 0 ( 1 ทศทาง) 1 ออรบทล คอ 1s
(ชน n =1ม 1 ชนด จ านวน 1ออรบทล
2 0 1
0 ( 1 ทศทาง)
+1,0,-1 ( 3 ทศทาง) 1 ออรบทล คอ 2s
3 ออรบทล คอ 2p
(ชน n =2ม 2 ชนด รวมจ านวน --- ออรบทล
3 0 1 2
0 ( 1 ทศทาง)
+1,0,-1 ( 3 ทศทาง)
+2,+1,0,1-,-2 ( 5 ทศทาง)
1 ออรบทล คอ 3s
3 ออรบทล คอ 3p
5 ออรบทล คอ 3d
(ชน n =3 ม 3 ชนด รวมจ านวน -- ออรบทล
4 0 1 2 3
0 ( 1 ทศทาง)
+1,0,-1 ( 2 ทศทาง)
+2,+1,0,1-,-2 ( 3 ทศทาง)
+3,+2,+1,0,1-,-2,-3 ( 7 ทศทาง)
1 ออรบทล คอ 4s
3 ออรบทล คอ 4p
5 ออรบทล คอ 4d
7ออรบทล คอ 4f
(ชน n =4 ม 4 ชนด รวมจ านวน ---ออรบทล
![Page 100: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/100.jpg)
แบบจ าลองอะตอมของชเรอดงเจอร อะตอมมนวเคลยสอยภายในประกอบดวยโปรตอนและนวตรอน สวนอเลกตรอนเคลอนทรอบนวเคลยสภายในออรบทลตาง ๆ เชน ธาตคารบอนมทงหมด 6 อเลกตรอน โดย 2 อเลกตรอนอยใน 1s ออรบทล, 2 อเลกตรอนอยใน 2s ออรบทล, 1 อเลกตรอนอยใน 2px ออรบทล, และ 1 อเลกตรอนอยใน 2py ออรบทล โดยจะไมพบอเลกตรอนท node ของ p ออรบทลและนาน ๆ ครงจะพบอเลกตรอนภายนอก ออรบทล
![Page 101: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/101.jpg)
ระดบพลงงานยอย (Subshells) -ระดบพลงงานยอย S ( sharp) 1 ออรบทล -ระดบพลงงานยอย P ( principal) 3 ออรบทล -ระดบพลงงานยอย d ( diffuse) 5 ออรบทล -ระดบพลงงานยอย f ( fundamental) 7 ออรบทล
![Page 102: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/102.jpg)
การจดเรยงอเลกตรอน(electron configuration) เมอพจารณาโครงสรางอะตอมของธาตซงมจ านวนอเลกตรอนมากกวา 1
อเลกตรอน อยในระดบพลงงานตางกน อเลกตรอนเหลานนอยกนอยางไร และแตละระดบพลงงานจะมจ านวนอเลกตรอนสงสดเทาใด
หลกการจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลก ( shell คอ n )
![Page 103: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/103.jpg)
การจดเรยงอเลกตรอน(electron configuration)
หลกการจดเรยงอเลกตรอนใน1.ระดบพลงงานหลก ( shell คอ n )
1. รจ านวนอเลกตรอนของธาตทเราตองการเรยง e โดยดจากเลขอะตอม
188
O
2. ค านวณหาวาจ านวนอเลกตรอนในแตละระดบพลงงานมจ านวน e ไดสงสดเทาใด จาก 2n2 , n = 1,2,3,4,... (ระดบพลงงานหลก) -ชน n=1 จะม e ไดสงสด = 2n2 2x12 = 2 e
-ชน n=2 จะม e ไดสงสด = 2n2 2x22 = 8 e
-ชน n=3 จะม e ไดสงสด = 2n2 …… = …. e -ชน n=4 จะม e ไดสงสด = 2n2 …… = ….. e
ในอะตอมทเปนกลางจ านวนโปรตอน = จ านวนอเลกตรอน
![Page 104: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/104.jpg)
การจดเรยงอเลกตรอน(electron configuration)
หลกการจดเรยงอเลกตรอนใน1.ระดบพลงงานหลก ( shell คอ n )
3. จ านวนอเลกตรอนทอยระดบพลงงานนอกสด (วงนอกสด) หามเกน 8 อเลกตรอน และเราเรยกจ านวนอเลกตรอนทอยวงนอกสด วา เวเลนซอเลกตรอน”(valence electron)
4. จ านวนอเลกตรอนทอยถดเขามาจากวงนอกสดจะเปนได 8 , 18 เทานน ***ใชเฉพาะ ธาตทอยในหม A เทานน***
![Page 105: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/105.jpg)
ตารางธาต: สถานะของธาต
คาบ
หม
Alkali M
etal
No
ble G
as
Halo
gen
Alkali Earth
Metal
![Page 106: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/106.jpg)
การจดเรยงอเลกตรอน(electron configuration)
หลกการจดเรยงอเลกตรอนใน1.ระดบพลงงานหลก ( shell คอ n ) ตวอยาง การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลก
188
O
20
38Sr
53I
18
2, 6 o อยหม 6 คาบ 2 ในตารางธาต
2, 8,...... Ar อยหม 8 คาบ 3 ในตารางธาต
![Page 107: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/107.jpg)
ตวอยาง การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลก
188
O
2 , 6 o อยหม 6 คาบ 2 ในตารางธาต
n =1
n =2
2
6
n=1 n=2
![Page 108: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/108.jpg)
ตวอยาง การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลก
n =1
n =2
2
8
182, 8, ...... Ar อยหม 8 คาบ 3 ในตารางธาต
8
n =3
n=1 n=2 n=3
![Page 109: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/109.jpg)
ตวอยาง การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลก
n =1
n =2
2
8
...,....,.....,.....,.... Sr อยหม .... คาบ.. ในตารางธาต
18
n =3
38Sr
n =4
18 8
2
n =5
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5
2+
![Page 110: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/110.jpg)
ตวอยาง การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานหลก
n =1
n =2
2
8
...,....,.....,.....,.... I อยหม .... คาบ.. ในตารางธาต
18
n =3
53I
n =4
18 8
7
n =5
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 2 8 18 18 7
-
![Page 111: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/111.jpg)
หลกการจดเรยงอเลกตรอนใน2.ระดบพลงงานยอย ( subshells)
หลกการจดเรยงอเลกตรอนนสามารถจดเรยงอเลกตรอนไดทงหมดทกธาตใน คอ จดไดทงธาตในหม A และหม B
การจดเรยงอเลกตรอน(electron configuration)
ระดบพลงงานยอย (Subshells) ม 4 ชนดคอ
-ระดบพลงงานยอย S ( sharp) 1 ออรบทล -ระดบพลงงานยอย P ( principal) 3 ออรบทล -ระดบพลงงานยอย d ( diffuse) 5 ออรบทล -ระดบพลงงานยอย f ( fundamental) 7 ออรบทล
![Page 112: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/112.jpg)
หลกการจดเรยงอเลกตรอนใน2.ระดบพลงงานยอย ( subshells)
ออรบทล (orbital) คอ บรเวณทสามารถจะพบอเลกตรอนในรปรางแตกตางกนและจะพบอเลกตรอนไดไมเกน 2 ตว (e) สญลกษณของออรบทลทใชบรรจอเลกตรอน คอ
การบรรจอเลกตรอนม 2 แบบคอ 1. บรรจแบบเตมออรบทล เรยกeทงสอง วา อเลกตรอนค 2. บรรจแบบครงออรบทล เรยก e นน วา อเลกตรอนเดยว
![Page 113: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/113.jpg)
ความสมพนธระหวางระดบพลงงานหลก ระดบพลงงานยอย และจ านวนอเลกตรอนสงสดในระดบพลงงานยอย
ระดบพลงงานหลก หรอวง
( shell,n)
ระดบพลงงานยอย ( subshells)
จ านวนอเลกตรอนสงสดในระดบพลงงานยอย
จ านวนอเลกตรอนสงสดในระดบพลงงานหลก
1 1s 2 2
2 2s 2p
2 6
8
3 3s 3p 3d
2 6 10
18
4 4s 4p 4d 4f
2 6 10 14
32
![Page 114: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/114.jpg)
หลกการจดเรยงอเลกตรอนใน 2 ระดบพลงงานยอย ( subshells)
การจดเรยงอเลกตรอน(electron configuration)
สญลกษณของโครงสรางอเลกตรอนในการจดในระดบพลงงานยอย
1S1 1H
ระดบพลงงานหลก(n)
เลขควอนตมหลก
ระดบพลงงานยอย
เลขควอนตมโมเมนตรมเชงมม
จ านวนอเลกตรอนทบรรจในออรบทล
![Page 115: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/115.jpg)
การจดเรยงอเลกตรอน(electron configuration) หลกการจดเรยงอเลกตรอน 1.หลกการกดกนของเพาล (Pauli Exclusion Principle) 2. กฎของฮนด (Hund’s Rule) 3. หลกเอาฟเบา (Aufbau principle)
หลกการจดเรยงอเลกตรอนใน 2 ระดบพลงงานยอย ( subshells)
หลกการจดเรยงอเลกตรอนน สามารถจดเรยงอเลกตรอนไดทงหมดทกธาต จดไดทงธาตในหม A และหม B
![Page 116: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/116.jpg)
1.หลกการกดกนของเพาล (Pauli Exclusion Principle)
อเลกตรอน 2 ตวในอะตอมเดยวกน จะมสมบตไมเหมอนกน คอลกษณะการหมนรอบตวเองแตกตางกน ในลกษณะตาม และทวนเขมนาฬกา
เชน ถาม 2 อเลกตรอนใน 1s orbital ตองจดเปน 1s2 หรอ ซงมเลขควอนตมดงน
e- n l ml ms
ตวท 1(สปนขน) 1 0 0 +1/2
ตวท 2(สปนลง) 1 0 0 -1/2
จะเหนวาเลขควอนตมของอเลกตรอนทง 2 เหมอนกนเพยง 3 คาเทานน ตางกนทเลขควอนตมสปน(ms) นคอเหตผลทตองก าหนด ms ขนมาเพอใหอเลกตรอน 2 ตวในออรบทลมความแตกตางกน
เลขควอนตมเหมอนกนทงสคาไมได
![Page 117: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/117.jpg)
2. กฎของฮนด (Hund’s Rule)
“การบรรจอเลกตรอนในออรบทลทมระดบพลงงานเทากน (degenerate orbitals) เชน 2p ออรบทล ซงออรบทลทงสามมพลงงานเทากน ใหบรรจอเลกตรอนในลกษณะทท าใหมอเลกตรอนเดยวมากทสดเทาทมมากได เมอ e เหลอจงบรรจ e เปนคเตม
ออรบทลนน เชน 2p4 , 3d8
![Page 118: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/118.jpg)
ออรบทล (orbital) คอ บรเวณทสามารถจะพบอเลกตรอนในรปรางแตกตางกนและจะพบอเลกตรอนไดไมเกน 2 ตว (e) สญลกษณของออรบทลทใชบรรจอเลกตรอน คอ
- ระดบพลงงานยอย P ม 3 ออรบทล - ระดบพลงงานยอย d ม 5 ออรบทล
2p4
3d8
![Page 119: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/119.jpg)
![Page 120: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/120.jpg)
4. การบรรจ e ทท าใหอะตอมมความเสถยร ม 2 แบบ คอ อะตอมของธาตทมการบรรจeเตมในทกออรบทลทมพลงงานเทากน เรยกวาการบรรจเตม ถามeอยเพยงครงเดยว เรยกวาการบรรจครง
1s
การบรรจเตม
การบรรจ e แบบ 2 แบบ จะท าใหอะตอมมความเสถยรมากกวา การบรรจแบบอน ๆ
การบรรจครง
2p 2s
การบรรจเตมเสถยรกวาการบรรจครง
Ne
N
Half-filled configuration
filled configuration
![Page 121: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/121.jpg)
N : 1s2, 2s2, 2p3 เรยกวา การบรรจครง โครงแบบอเลกตรอนแบบบรรจเตมจะเสถยรกวาแบบบรรจครงและแบบบรรจครงกจะเสถยรกวาแบบอนๆ เชน
2p6เสถยรกวา 2p3 2p3เสถยรกวา 2p4
3d10เสถยรกวา 3d9
เรยกวา การบรรจเตม Ne : 1s2, 2s2, 2p6
![Page 122: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/122.jpg)
ตวอยาง การจดเรยงอเลกตรอนในระดบพลงงานยอย
n =1
n =2
2
8
...,....,.....,.....
n =3
20Ca
8
n=1 n=2 n=3 n=4
1s2 2s2 3p6 3s2 2p6 4s2
2 8 8 2
2 8 8 2
ระดบพลงงานยอย
ระดบพลงงานหลก
![Page 123: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/123.jpg)
ตวอยาง ใชหลกเอาฟบาวเขยนโครงแบบอเลกตรอน ส าหรบ 15p วธท า บรรจอเลกตรอนในออรบทลตางๆ ตามระดบพลงงานดงน
3 p
2 s
1 s
2 p 3 s
![Page 124: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/124.jpg)
จากแผนภาพขางตนน ามาเขยนโครงแบบอเลกตรอนตามระดบพลงงานในออรบทลทเพมขนไดเปนดงน 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 และท านองเดยวกนเขยนโครงแบบอเลกตรอนใน 18Ar และ 19K ไดดงน
18Ar 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
19K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s1
![Page 125: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/125.jpg)
วธการจดเรยงอเลกตรอนของธาตทมประจ 1. จดเรยงอเลกตรอนของธาตทไมมประจ เชน Ni จดเรยงอเลกตรอนเปน 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
2. ถาธาตนนมประจบวก คอ เสยอเลกตรอนไปเทากบจ านวนประจ เชน
Li+ เสย 1 อเลกตรอน, Ni2+ เสย 2 อเลกตรอน เปนตน
Ni : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
Ni2+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8
3. ถาธาตนนมประจลบ คอ รบอเลกตรอนมาเทากบจ านวนประจ เชน
Cl- รบ 1 อเลกตรอน, O2- รบ 2 อเลกตรอน เปนตน
Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Cl- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
![Page 126: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/126.jpg)
การเสยอเลกตรอนท าใหอเลกตรอนเปลยนไปเปนไอออนบวกอเลกตรอนจะหลดจากระดบยอยทมพลงงานสงสดของระดบซงมคา n เปนคาสงสดของอะตอมนน เชน 33As มโครงแบบอเลกตรอนเปน 1s2 2s2 2p6 3s23p63d104s24p3 เมอเสยอเลกตรอนไป 3 ตว จะเปน As3+ อเลกตรอนทง 3 ตว ใน 4p จะหลดออกไปเหลอโครงแบบอเลกตรอนของ As3+ เปน 1s2 2s2 2p6 3s23p63d104s2
![Page 127: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/127.jpg)
***การจดเรยงของอเลกตรอนในออรบทลตางๆ มผลตอสมบตความเปนแมเหลกของอะตอม คอ อะตอมมอเลกตรอนบรรจในออรบทลเปนเลขคทงหมด ไมม e เดยวอยเลย เมออยในสนามแมเหลก จะถกผลกโดยสนามแมเหลก เรยกสารประเภทนวามสมบตแบบ ไดอะแมกเนตก diamagnetic” อะตอมมอเลกตรอนเดยวในออรบทล เมออยในสนามแมเหลก จะถกดดโดยสนามแมเหลก เรยกสารประเภทนวามสมบตแบบ พาราแมกเนตก เรยกวาสาร “paramagnetic”
![Page 128: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/128.jpg)
ตวอยาง การจดเรยงอเลกตรอนของ Ni ซงม 28
อเลกตรอน เขยนไดเปน
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
***จากการจดเรยงอเลกตรอนของ Ni จะสงเกตเหนวา Ni มอเลกตรอนเดยวใน 3d ออรบทล ท าใหมสมบตทางแมเหลกเปน paramagnetic คอ สารทแมเหลกดด ***บางธาตมสมบตทางแมเหลกเปน diamagnetic เชน ธาตนออน(Ne) มการจดเรยงอเลกตรอนเปน 1s2 2s2 2p6 จะเหนวาอเลกตรอนของ Ne จบคกนหมด จงมสมบตทางแมเหลกเปน diamagnetic ซงจะถกแมเหลกผลก
![Page 129: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/129.jpg)
การเขยนโครงแบบอเลกตรอนอาจเขยนยอใหสนลง โดยแยกสวนทเปนโครงแบบของแกสมสกล (nobel gas) ไวในวงเลบ ดงน
19K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s1
18Ar 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
19K [Ar] 4s 1
การเขยนโครงแบบอเลกตรอนแบบยอ
![Page 130: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/130.jpg)
***นกเรยนตองจ า เลขอะตอมของแกสมสกล (nobel gas)ใหได***
การเขยนโครงแบบอเลกตรอนแบบยอ ใหสน
2He
หม 8 A
n=1
คาบ
10Ne
18Ar
36Kr
54Xe
n=2
n=3
n=4
n=5
19K 1s2 2s2 2p 6 3s2 3p 6 4s1
19K [Ar] 4s1
จ านวน e = 18 กคอ เลขอะตอมของ Ar นนเอง
จดแบบยอได
![Page 131: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/131.jpg)
ตารางแสดงโครงแบบอเลกตรอนของธาต
เลขอะตอม ธาต โครงแบบอเลกตรอน 1 H 1s1 2 [He] 1s2 3 Li [He] 2s1 4 Be [He] 2s2 5 B [He] 2s2 2p1
![Page 132: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/132.jpg)
เลขอะตอม ธาต โครงแบบอเลกตรอน 6 C [He] 2s2 2p2 7 N [He] 2s2 2p3 8 O [He] 2s2 2p4 9 F [He] 2s2 2p5 10 Ne [He] 2s2 2p6
![Page 133: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/133.jpg)
ตวอยาง เขยนโครงแบบอเลกตรอนของ 24Cr (=24 อเลกตรอน) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s23d4 ถาจดเรยงเปนแบบบรรจเตมและแบบบรรจครง อะตอมจะเสถยรมากกวา จงเขยนเปน 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s13d5
หรอ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d54s1 Ag Mo Au
![Page 134: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/134.jpg)
ตวอยาง เขยนโครงแบบอเลกตรอนของ 29Cu (=29 อเลกตรอน) ส าหรบ29Cu กจะมโครงแบบอเลกตรอนเปน 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9
ทงนเนองจากการจดเปน filled configuration จะเสถยรกวาจงเขยนเปน 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s13d10 หรอ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d104s1
Ag 42 Mo 47 Au 79
![Page 135: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/135.jpg)
การจดเรยงอเลกตรอนทไมเปนไปตามกฎของฮนด มธาต 9 ธาตทจดเรยงอเลกตรอนไมเปนไปตามกฎของฮนด เพราะถาจดเรยงตามกฎของฮนดแลว จะขดกบผลการทดสอบสมบตทางแมเหลก ดงตาราง
ธาต
เลขอะตอม การจดเรยงอเลกตรอน
ตามกฎของฮนด
การจดเรยงอเลกตรอน
ใหสอดคลองกบสมบตแมเหลก
Cr 24 [Ar] 3d4 4s2 [Ar] 3d5 4s1
Cu 29 [Ar] 3d9 4s2 [Ar] 3d10 4s1
Mo 42 [Kr] 4d4 4s2 [Kr] 4d5 4s1
Pd 46 [Kr] 4d8 4s2 [Kr] 4d10
Ag 47 [Kr] 4d9 4s2 [Kr] 4d10 5s1
La 57 [Xe] 4f1 6s2 [Xe] 5d1 6s2
Pt 78 [Xe] 4f14 5d8
6s2 [Xe] 4f14 5d9 6s1
Au 79 [Xe] 4f14 5d9 6s2
[Xe] 4f14 5d10 6s1
Ac 89 [Rn] 5f1 7s2 [Rn] 6d1 7s2
![Page 136: Ch 01 โครงสร้างอะตอม](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020101/5566ae55d8b42a643c8b5441/html5/thumbnails/136.jpg)
จดโดยอาศยตารางธาต ธาตในคาบท 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 มคา n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ตามล าดบ ธาตในหม IA และ IIA อยใน s ออรบทล ธาตในหม IIIA ถง VIIIA อยใน p ออรบทล ธาตทรานสชน(transition) อยใน d ออรบทล ธาตทรานสชนชนใน(inner transition) อยใน f ออรบทล จ านวนอเลกตรอนคอล าดบของธาตนนในกลมออรบทลวาอยธาตทเทาใดนบจากซายไปขวา Note: ไมวาจะจดเรยงอเลกตรอนตามวธใดกตาม จะไดค าตอบเหมอนเดมเสมอ