1 / 39

ว 30131 เคมีพื้นฐาน โครงสร้างอะตอม

ว 30131 เคมีพื้นฐาน โครงสร้างอะตอม. 1. นายศราวุทธ แสงอุไร ครูวิชาการสาขาเคมี โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์. Quantum Number. Quantum Number. Principle Quantum Number(n). Orbital Angular Momentum ( l ). Magnetic Quantum Number (m l ). Spin Quantum Number (m s ). The Quantum Number.

kyra-wilson
Download Presentation

ว 30131 เคมีพื้นฐาน โครงสร้างอะตอม

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ว30131 เคมีพื้นฐานโครงสร้างอะตอม 1 นายศราวุทธ แสงอุไร ครูวิชาการสาขาเคมี โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร Quantum Number

  2. Quantum Number โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  3. Principle Quantum Number(n) โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  4. Orbital Angular Momentum (l) โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  5. Magnetic Quantum Number (ml) โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  6. Spin Quantum Number (ms) โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  7. The Quantum Number http://www.chemistrycoach.com/quantum.htm โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  8. โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  9. โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  10. Another diagram of 2p orbitals Note that there are three different configurations corresponding to m = -1, 0, 1 โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  11. 3d Orbitals Now there are five different configurations corresponding to m = -2, -1, 0, 1, 2 โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  12. 4f Orbitals There are seven different configurations corresponding to m = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  13. n= 3d 3 2 1 Boundary surfaces for all orbitals of the n = 1, n = 2 and n = 3 shells There are n2 orbitals in the nth SHELL โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  14. โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  15. 1. State the four quantum numbers and the possible values they may have. 2. Name the orbitals described by the following quantum numbers     a. n = 3, L = 0    b. n = 3, L = 1    c. n = 3, L = 2    d. n = 5, L = 0 3. Give the n and L values for the following orbitals     a. 1s   b. 3s    c. 2p    d. 4d    e. 5f Questions โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  16. 4. Place the following orbitals in order of increasing energy:     1s, 3s, 4s, 6s, 3d, 4f, 3p, 7s, 5d, 5p 5. What and the possible mL values for the following types of orbitals?     a. s    b. p    c. d    d. f โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  17. 6. How many possible orbitals are there for n = •     a. 4    b. 10 • 7. How many electrons can inhabit all of the n=4 orbitals? • 8. Tabulate all of the possible orbitals (by name, i.e. 4s) for n=4 and give the three quantum numbers which define each orbital. • 9. Write electron configurations for the following atoms: •     a. H    b. Li    c. N    d. F    e. Br โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  18. Answers • 1.     n may be any integer        L may be any integer from 0 to n-1        mL may be any integer from -L to +L        mS may be either + 1/2 or -1/2 • 2.     a. 3s        b. 3p        c. 3d        d. 5s โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  19. 3. Give the n and L values for the following orbitals •     a. 1s    b. 3s    c. 2p    d. 4d    e. 5f • 4. Place the following orbitals in order of increasing energy: •     1s, 3s, 4s, 6s, 3d, 4f, 3p, 7s, 5d, 5p • 5. What and the possible mL values for the following types of orbitals? •     a. s    b. p    c. d    d. f • 6. How many possible orbitals are there for n = •     a. 4    b. 10 • 7. How many electrons can inhabit all of the n=4 orbitals? โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  20. Electron configuration โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  21. Aufbau principle • การจัดเรียงอิเล็กตรอนตามระดับพลังงานย่อย (Energy sublevel) โดยมีอิเล็กตรอนหมุนเวียนในระดับพลังงานย่อยหลายรูปแบบ ซึ่งเรียกว่าออร์บิตัล (Orbital) แต่ละออร์บิตัลจะมีอิเล็กตรอนได้ 2 ตัว • ระดับพลังงานย่อยคือ • s = sharp p = principal d = diffuse • f =fundamental • ซึ่งระดับพลังงานย่อย • s มี 1 ออร์บิตัล จึงมีอิเล็กตรอนไม่เกิน 2 ตัว • p มี 3 ออร์บิตัล จึงมีอิเล็กตรอนไม่เกิน 6 ตัว • d มี 5 ออร์บิตัล จึงมีอิเล็กตรอนไม่เกิน 10 ตัว • f มี 7 ออร์บิตัล จึงมีอิเล็กตรอนไม่เกิน 14 ตัว โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  22. ใช้หลักของเพาลี • ในการบรรจุ elctron ลงใน orbital เขียนแทน electron ด้วย (สำหรับ spin ขึ้น) และ (สำหรับ spin ลง) ดังนั้นถ้ามี electron อยู่เต็มจะเขียนแทนด้วย เรียกว่า อิเล็กตรอนคู่ ( paired electron) ถ้ามี electron เพียง 1 electron นิยมเขียน spin ขึ้น เรียกว่า อิเล็กตรอนเดี่ยว (unpairelectron) โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  23. การบรรจุ electron ลงใน orbital ให้บรรจุใน orbital ที่มีพลังงานต่ำที่สุดที่ยังว่างอยู่ก่อน • ถ้ามี orbital ที่มีระดับพลังงานเท่ากันมากกว่า 1 ขึ้นไป( เช่น p orbital, d orbital) การบรรจุ electron จะอาศัยกฏของฮุนด์(Hund’s rule) ซึ่งกล่าวไว้ว่า “ การบรรจุ electron ใน orbital ที่มีระดับพลังงานเท่ากัน (degenerate orbital ) จะบรรจุในลักษณะที่ทำให้มี electron เดี่ยวมากที่สุดเท่าที่จะมากได้” โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  24. ถ้าทุกๆ orbital ในระดับพลังงานเดียวกันมี electron บรรจุอยู่เต็ม ( 2 electron ต่อ 1 orbital ) เรียกว่า การบรรจุเต็ม (filled configuration)แต่ถ้าทุก orbital มี electron อยู่เพียงครึ่งเดียว เรียกว่าการบรรจุครึ่ง (half-filled configuration) • อะตอมที่มีการจัดเรียง electron แบบบรรจุเต็มหรือบรรจุครึ่ง มักจะมีเสถียรภาพมากกว่า atom ที่มีการจัดเรียง electron แบบอื่นๆ เช่น 2p3 เสถียรกว่า 2p4 , 3d5 เสถียรกว่า 3d4 , 3d 10 เสถียรกว่า 3d9 แต่การบรรจุแบบเต็มจะเสถียรกว่าการบรรจุแบบครึ่ง (การบรรจุแบบเต็ม, แบบครึ่งนี้มุ่งเน้นที่ valence electron และชั้นที่ถัดลงมาเท่านั้น ดังนั้น การจัดเรียง electron ของ Cr จึงเป็นแบบ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  25. โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  26. โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  27. Electron configuration พาราแมกเนติก ไดอะแมกเนติก โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  28. 20Ca มีการจัดเรียงอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนตัวสุดท้ายมีเลขควอนตัมดังนี้ n = 4 l = 0 m = 0 s = - 1/2 โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  29. แบบฝึกการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบฝึกการจัดเรียงอิเล็กตรอน • 20Ca • 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2 • 31Ga • 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p1 โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  30. ATOMIC ELECTRON CONFIGURATIONS AND PERIODICITY โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  31. โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  32. Ionization Energy พลังงานความที่น้อยที่สุด ที่ทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอม ในสถานะก๊าซ เรียกว่า พลังงานไอออเซชัน (Ionization energy) หรือ IE มีได้หลายค่า ซึ่งเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่มีอยู่ เช่น ธาตุไฮโดรเจน มี 1 อิเล็กตรอน จะมีเพียง IE เพียง 1 ค่า ในขณะที่ Ne มี 10 อิเล็กตรอน จะมี IE 10 ค่า โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  33. โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  34. Ionization Energy • Mg(g) Mg+(g) + e : IE1 = 744 kJ/mol • Mg +(g) Mg 2+(g) + e : IE2 = 1457 kJ/mol • Mg 2+(g) Mg 3+(g) + e : IE3 = 7739 kJ/mol โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  35. Ionization Energy • IE1 < IE2 < IE3 < IE4 <…….. โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  36. ปัจจัยที่มีผลต่อค่าพลังงานไอออไนเซชัน ปัจจัยที่มีผลต่อค่าพลังงานไอออไนเซชัน • ขนาดของอะตอม มีผลต่อค่า IE ถ้าอะตอมมีขนาดเล็ก IE จะสูง (เพราะนิวเคลียสส่งแรงดึงดูดไว้มาก) แต่ถ้าอะตอมมีขนาดใหญ่ IE จะต่ำ (เพราะนิวเคลียสส่งแรงดึงดูดอิเล็กตรอนได้น้อย โดยการพิจารณาดังนี้ • ธาตุในหมู่เดียวกัน ค่า IE จะเพิ่มจากล่างขึ้นบน (เพราะธาตุที่อยู่ด้านล่างมีขนาดใหญ่กว่า • ธาตุในคาบเดียวกัน ค่า IE จะเพิ่มจากซ้ายไปขวา (เพราะขนาดอะตอมจะลดลงจากซ้ายไปขวา เนื่องจากอะตอมทางขวามีโปรตอนมากกว่าทางซ้าย จึงมีแรงดึงดูดมาก ขนาดจึงเล็ก โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  37. ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานไอออไนเซชัน และระดับพลังงานของอิเล็กตรอน • อิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานเดียวกันจะมีค่า IE ไม่แตกต่างกันมากนัก เพราะว่าอยู่ห่างจากนิวเคลียสพอๆ กัน จึงดูดกับนิวเคลียสด้วยแรงใกล้เคียงกัน การดึงอิเล็กตรอนเหล่านี้ออกจากอะตอมจึงใช้พลังงานพอๆ กัน • อิเล็กตรอนที่อยู่ต่างพลังงานกัน จะมี IE แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด เพราะอยู่ห่างจากนิวเคลียสต่างกันมาก จึงดึงดูดกับนิวเคลียสด้วยแรงต่างกัน การดึงดูดอิเล็กตรอนเหล่านี้ออกจากอะตอม จึงต้องใช้พลังงานต่างกันอย่างเห็นได้ชัด โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  38. ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานไอออไนเซชัน และระดับพลังงานของอิเล็กตรอน • จำนวนกลุ่มของ IE ที่แตกต่างกัน แสดงให้ทราบว่าธาตุนั้นมีอิเล็กตรอนอยู่กี่ระดับพลังงานนอกจากนี้ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนบอกให้ทราบว่า ธาตุนั้นอยู่คาบใดในตารางธาตุ • อิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานนอกสุด เป็นตัวบ่งบอกว่าธาตุนั้นอยู่ในหมู่ใดของตารางธาตุ • (พิจารณาได้ชัดเจน สำหรับ 20 ธาตุแรก) โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

  39. แหล่งอ้างอิง • 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 • http://www.chemistrycoach.com โครงสร้างอะตอม ชุดที่ 3 อ.ศราวุทธ แสงอุไร

More Related