850 likes | 1.08k Views
Atomic Structure. Tanawat Attachaipanich M.5/5 MWIT 19. Dalton hypothesis. เสนอแนวคิดเกี่ยวกับอะตอม อะตอมในธาตุชนิดเดียวกัน สมบัติเหมือนกัน อะตอมในธาตุต่างชนิด สมบัติต่างกัน อะตอมไม่สามารถสร้างขึ้นหรือถูกทำลาย สารประกอบเกิดจากอัตราส่วนของธาตุจะคงที่ ( ไม่มี internal structure).
E N D
Atomic Structure Tanawat Attachaipanich M.5/5 MWIT 19
Dalton hypothesis เสนอแนวคิดเกี่ยวกับอะตอม • อะตอมในธาตุชนิดเดียวกัน สมบัติเหมือนกัน • อะตอมในธาตุต่างชนิด สมบัติต่างกัน • อะตอมไม่สามารถสร้างขึ้นหรือถูกทำลาย • สารประกอบเกิดจากอัตราส่วนของธาตุจะคงที่(ไม่มี internal structure)
Dalton Atomic Model Hard sphere No internal structure
Is it true? Magnetic Property?
Is it true? Nuclear reaction?
Is it true? Isotope?
Cathode Ray Cathode ray acted like light Cathode ray travel in straight line
Cathode Ray Cathode ray is a particle
J.J. Thomson The discovery of electron
Electron Property Electron is a negative charge
Electron Property Not change if change gas
Electron Property Electron charge = 1.6x10-19 Electron mass = 9.1x10-28 คูลอมบ์ กรัม
Problem ในอีก 100 ปีข้างหน้าได้มีการค้นพบอนุภาค MWIT ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีประจุขึ้นโดยทราบว่าอนุภาคชนิดนี้มีค่า อัตราส่วนประจุ : มวล เป็น 1 คูลอมบ์ : 2 กรัม ซึ่งเมื่อทำการทดลองโดยการหาประจุของอนุภาคดังกล่าวโดยใช้วิธีหยดน้ำมันของมิลลิแกนโดยผลการทดลองได้ค่ามาหลายค่าคือ 2 คูลอมบ์, 4 คูลอมบ์, 6 คูลอมบ์ และ 8 คูลอมบ์ ตามลำดับ จงหามวลของอนุภาค MWIT (4 คะแนน)
Proton Discovered by Goldstein Positive ray, Canal ray, Anode ray
Proton properties Change if change gas (Why?) e/m of hydrogen gas= Proton charge= Proton mass= coulomb
Discovery of Nucleus Rutherford experiment น้อยมาก ส่วนใหญ่
Comparison model Thomson modelResult(Rutherford)
Comparison model Thomson model Rutherfordmodel
RutherfordAtomic Model อะไรคือจุดด้อยของ RutherfordAtomic Model
RutherfordAtomic Model • Electron จะสูญเสียพลังงานแล้วชนนิวเคลียส • จะได้สเปกตรัมแบบต่อเนื่อง
Neutron Discovered by Chadwick The equation is
Blackbody radiation More temperature more wavelength max
Planck Quantum Theory C=λυ E=hc/λ E=hυ C=3x108 m/s h=6.626x10-34 Js
Problems จงคำนวณหาพลังงานของรังสี X ซึ่งมีความยาวคลื่น 25.5nm คลื่นหนึ่งมีพลังงาน 2.438x102kJ/mol คลื่นนี้อยู่ในช่วง visible light หรือไม่
Comparison to classical theory Classical theory พลังงานจลน์ photoelectron ขึ้นกับความเข้มของแสงที่ใช้ Experiment result พลังงานจลน์ photoelectron ขึ้นกับความถี่ของแสงที่ใช้
Photoelectric hυ= hυ0+Ek
Photoelectric 1. แสงต้องมีความถี่มากกว่า threshold frequency 2. พลังงานจลน์ของ photoelectron แปรตามความถี่ 3. จำนวนของ photoelectron แปรตามความเข้ม 4. threshold frequency ขึ้นกับชนิดของโลหะ 5. Photon เป็นอนุภาคในแสง
Problem เมื่อฉายรังสี Ultraviolet ที่มีความยาวคลื่น 36nm แก่โลหะเงินพบว่ามีพลังงานจลน์สูงสุด 4.77x10-18 J จงหาความถี่ขีดเริ่มของโลหะเงิน
The end of classical theory อะไรคือจุดด้อยของ classical theory
The end of classical theory 1. Electron จะสูญเสียพลังงานแล้วชนนิวเคลียส 2. ไม่สอดคล้องกับปรากฏการณ์วัตถุดำ 3. ไม่สอดคล้องกับปรากฏการณ์ Photoelectric
Bohr theory 1.ทำไม electron จึงไม่ยุบรวมกับนิวเคลียส 2.สเปกตรัมเกิดขึ้นได้อย่างไร
Bohr theory(1) 1.Electron โคจรรอบนิวเคลียสด้วย path คงที่ ที่ Ground state 2.เมื่อได้รับพลังงานจะอยู่ที่ Excited state แต่ไม่เสถียรจะคายพลังงานและกลับมาอยู่ที่ Ground state
Hydrogen spectrum Visible light
Problems สเปกตรัมเส้นที่ 3 ของอนุกรมใดมีความถี่มากที่สุด จงหาพลังงานของสเปกตรัมเส้นที่ 5 ในอนุกรมของพาสเชนต์
Bohr theory(2) Electron จะโคจรรอบนิวเคลียสบนชั้นพลังงานเท่านั้น ด้วยโมเมนตัมเชิงมุม
Bohr theory • ให้ถือว่าอะตอมมีลักษณะดังรัทเทอร์ฟอร์ดกล่าวไว้ คือ มีนิวเคลียสอยู่แกนกลาง มีอิเล็กตรอนโคจรล้อมรอบ • Bohr ตั้งสมมุติฐานว่า อิเล็กตรอนโคจรล้อมรอบเป็นวงกลมหลายๆ วงแต่ละวงแทนด้วยตัวเลข 1, 2, 3…หรือตัวอักษร K, L, M….. 3.ถือว่า แสงเป็น photon ตามที่พลังค์และไอน์สไตน์ กล่าวไว้และมีพลังงาน E = hu
Bohr theory 4. ตราบใด ที่อิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียสอยู่นั้นจะไม่มีการดูดกลืนและปล่อยพลังงานออกมา ซึ่งตรงข้ามกับทฤษฎีดั้งเดิม 5. Bohr ตั้งสมมุติฐานว่า อิเล็กตรอนจะอยู่ได้เฉพาะวงโคจรที่ทำให้มันมีโมเมนตัมเชิงมุม
Bohr theory 6.ตั้งสมมุติฐานว่า อิเล็กตรอนจะดูดกลืนหรือคายพลังงานออกมาเฉพาะ เมื่ออิเล็กตรอนมีการเคลื่อนย้ายจากวงโคจรหนึ่งไปยังอีกวงโคจรหนึ่งโดยค่าพลังงานที่ดูดกลืนหรือปล่อยออกมา จะเท่ากับผลต่างระหว่างวงโคจรทั้งสอง DE = Ef - Ei = hu
Bohr theory อะไรคือจุดด้อยของ Bohr theory
Bohr theory • ทำไมอิเล็กตรอนมีระดับพลังงานที่แน่นอน ทำไมQuantisation 2. แบบจำลองอะตอมนี้ประยุกต์ใช้ได้ดีกับอะตอมไฮโดรเจนเท่านั้น 3. อธิบายโครงสร้างอะตอมได้ 2 มิติ เท่านั้นซึ่งผิดความจริง