โครงสร้างอะตอม 1
Download
1 / 66

โครงสร้างอะตอม 1 - PowerPoint PPT Presentation


  • 214 Views
  • Uploaded on

โครงสร้างอะตอม 1. Atomic structures. โครงสร้างของอะตอมยุคแรก. ลิวซิพพุส (Leucippus: ca.450 BC) และ ดิโมคริตุส (Democritus: ca. 470-380 BC) สองนักปราชญ์ชาวกรีก ได้เสนอทฤษฎีแนวคิดเกี่ยวกับอะตอมว่า.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' โครงสร้างอะตอม 1' - hiroko-boyer


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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

โครงสร้างของอะตอมยุคแรกโครงสร้างของอะตอมยุคแรก

ลิวซิพพุส (Leucippus: ca.450 BC) และ ดิโมคริตุส (Democritus: ca. 470-380 BC) สองนักปราชญ์ชาวกรีก ได้เสนอทฤษฎีแนวคิดเกี่ยวกับอะตอมว่า

“สารทั้งปวงมีองค์ประกอบพื้นฐานที่เล็กที่สุด เรียกว่า อะตอม (มาจากคำว่า atomos แปลว่า แยกไม่ได้ หรือ แบ่งไม่ได้)”

A = “ไม่” , tomos = “แบ่งได้”


ทฤษฎีอะตอมของดาลตันโครงสร้างของอะตอมยุคแรก

จอห์น ดาลตัน (John Dalton: 1766-1844) นักเคมีชาวอังกฤษ : เสนอแนวคิดเกี่ยวกับทฤษฎีอะตอมดังนี้

1. สสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคที่แบ่งแยกไม่ได้เรียกว่า อะตอม

2. อะตอมไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่หรือทำลายได้

3. ธาตุประกอบด้วยอะตอมเพียงชนิดเดียว อะตอมของธาตุชนิด

เดียวกันมีสมบัติเหมือนกันทุกประการ และแตกต่างจากอะตอม

ของธาตุชนิดอื่นๆ


แม้ว่าทฤษฎีอะตอมของดาลตันจะไม่ถูกต้อง แต่ได้สร้างความรู้

พื้นฐานเกี่ยวกับธาตุซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการศึกษาและพัฒนาความรู้ทาง

เคมีในยุคนั้นเป็นอย่างมาก


ทฤษฎีอะตอมของทอมสัน แต่ได้สร้างความรู้

การค้นพบอิเล็กตรอน

เซอร์โจเซฟ จอห์น ทอมสัน (J.J. Thomson: 1856-1940) พิสูจน์พบอนุภาคประจุลบ


เมื่อผ่านกระแสไฟระหว่างขั้วไฟฟ้าลบ (Cathode) และขั้วไฟฟ้าบวก (Anode) ในหลอดสุญญากาศ แล้วเกิด

การเรืองแสง (เรียกว่ารังสีแคโธด หรือ Cathode Ray) ที่บริเวณขั้วบวกแอโนด

 เมื่อให้สนามไฟฟ้า รังสีนี้จะเบนเข้าหาสนามไฟฟ้าบวก

 รังสีแคโธด คือ รังสีที่เกิดจากอนุภาคประจุลบ

 อนุภาคประจุลบ คือ อิเล็กตรอน


e = 1.76 x 10 8 C/g

m

ทอมสันพยายามหามวลของอิเล็กตรอน โดยวัดพลังงานที่ทำ

ให้รังสีแคโธดเบนออก ซึ่งก็คือค่า “อัตราส่วนประจุต่อมวลของอิเล็กตรอน”

ไม่ว่าจะนำแก๊สชนิดใดมาใช้ ก็จะได้อัตราส่วนนี้เสมอ

ทอมสันสรุปว่า “อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคมูลฐานที่อยู่ใน

อะตอมของธาตุทุกชนิด”


โรเบิร์ต มิลลิแกน (R. Millikan : 1868-1953) หาประจุของอิเล็กตรอน โดยวัดค่าสนามไฟฟ้าที่ทำให้แรงดึงดูดระหว่างประจุ (แรงคูลอมป์) บนละอองน้ำมันเท่ากับค่าแรงโน้มถ่วงของโลก


ค่าประจุบนละอองน้ำมันมีค่า = 1.602 x 10-19 C

 มิลลิแกนหามวลของอิเล็กตรอนโดย

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

“อิเล็กตรอน” เป็นอนุภาคที่มีประจุลบ

มีประจุ = 1.602 x 10-19 C

มีมวล = 9.109 x 10-31 kg


การคนพบโปรตอน

เนื่องจากอะตอมเปนกลางทางไฟฟา แสดงว่าตองมีอนุภาค

ที่มีประจุบวกรวมอยู่ในอะตอมด้วย

โกลดสไตน สังเกตพบรังสีแอโนด (รังสีที่มาจากอนุภาคประจุบวก) จากการดัดแปลงการทดลองของทอมสัน

เมื่ออิเล็กตรอนจากกระแสไฟฟาวิ่งชนกลุมอะตอม ทําใหอะตอมไอออไนซ ไดอิเล็กตรอนกับอะตอมไอออนบวก

(A → A+ + e)


ถ้าเจาะรูที่แผ่น Cathode จะมีอนุภาควิ่งไปด้านหลัง

เรียกว่า “รังสีแคแนล”

 รังสีจะเบนเข้าหาสนามไฟฟ้าลบ

มีมวลต่างๆ กัน ขึ้นอยู่กับชนิดของแก๊ส

การทดลองของรัทเทอรฟอรดยืนยันการคนพบโปรตอน โดยระดมยิงโมเลกุลไนโตรเจนดวยอนุภาคอัลฟา ( 42He ) ทําใหไดอนุภาคซึ่งหนักเปน 1830 เทาของอิเล็กตรอน และมีประจุเทากับอิเล็กตรอน


หลังจากการคนพบอิเล็กตรอน และโปรตอน ทอมสันจึงไดเสนอทฤษฎีอะตอม

“อะตอมเปนทรงกลมประกอบดวย อิเล็กตรอน และ

โปรตอน อนุภาคทั้งสองอยูกระจัดกระจายทั่วบริเวณอะตอม

อยางสม่ำเสมอในสภาพที่เปนกลางทางไฟฟา”


ทฤษฎีอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ดทฤษฎีอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด

อี อาร รัทเทอรฟอรด (1871-1937) ศึกษาการกระเจิงของรังสีแอลฟา โดยการระดมยิงรังสีแอลฟา ( 42He2+, อนุภาคประจุบวก) ผานแผนทองคําบางๆ แลวสังเกตจุดเรืองแสงบนฉาก


การทดลองของรัทเทอรฟอรดพบวาการทดลองของรัทเทอรฟอรดพบวา

รังสีสวนใหญทะลุผาน

รังสีสวนนอยที่เบี่ยงเบน และเกิกการสะทอนกลับ

เพราะฉะนั้น แบบจำลองของทอมสันจึงอธิบายการทดลอง

ของรัทเทอร์ฟอร์ดไม่ได้ เขาจึงเสนอแบบจำลองอะตอมแบบใหม่ซึ่ง

มีลักษณะดังนี้

1. อะตอมเปนทรงกลม เนื้อที่สวนใหญเป็นชองวาง

2. อนุภาคประจุบวกทั้งหมดรวมกันอยูตรงกลาง เรียกวา

“นิวเคลียส”


3. มีอิเล็กตรอนโคจรเปนวงลอมรอบนิวเคลียส

4. มีจํานวนอิเล็กตรอนเทากับจํานวนอนุภาคประจุบวก

(โปรตอน) ในนิวเคลียส

เนื่องจากขอมูลทางแมสสเปกโทรกราฟบอกวา ผลรวม ของมวลของโปรตอนและอิเล็กตรอนของธาตุทุกชนิด จะน้อย กวามวลอะตอมเสมอ


- มีอิเล็กตรอนโคจรเปนวงลอมรอบนิวเคลียส

-

-

-

p+n

การคนพบนิวตรอน

เซอร เจมส แชดวิค (Sir James Chadwick: ค.ศ. 1932) ไดพบอนุภาคใหมที่เปนกลางทางไฟฟา และมีมวลใกลเคียงกับโปรตอน เรียกวา “นิวตรอน” (Neutron)

จากการค้นพบอิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน ทำให้แบบ

จำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ดสมบูรณ์ขึ้น ดังรูป


โครงสร้างของอะตอมยุคหลังโครงสร้างของอะตอมยุคหลัง

การเปลี่ยนแปลงจากยุคฟสิกสแผนเดิมไปสูยุคทฤษฎีควอนตัม

จากทบ.ของรัทเทอร์ฟอร์ด อิเล็กตรอนซึ่งมีประจุไฟฟ้าเมื่อ

เคลื่อนที่รอบนิวเคลียส จะมีการสูญเสียพลังงานในรูปของการแผ่รังสี

ทำให้อะตอมยุบ และอิเล็กตรอนจะคงอยู่ไม่ได้ แต่ความจริง e

ยังอยู่ในอะตอมได้

แต่เดิมการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะใช้ทบ.

แม่เหล็กไฟฟ้า ของ Maxwell (ทบ.คลื่นแสง)


ทฤษฎีของแมกซเวลลโครงสร้างของอะตอมยุคหลัง (Maxwell’s theory)

รังสีแมเหล็กไฟฟาเปนรูปพลังงานที่เปลงออก (Emission)

ในรูปของคลื่น มีองคประกอบ 2 สวน ไดแก คลื่นทางไฟฟา

(Electric wave) และคลื่นทางแมเหล็ก (magnetic

wave) โดยคลื่นทั้งสองจะเคลื่อนที่ตั้งฉากซึ่งกันและกัน


สมบัติของคลื่นโครงสร้างของอะตอมยุคหลัง

 คลื่น (Wave) เปนรูปแบบการเคลื่อนที่ของพลังงานที่มี

ลักษณะซ้ำกันเปนคาบๆ (Period)

 ความเร็วของคลื่นขึ้นกับชนิดของคลื่นและธรรมชาติของตัวกลาง

ที่คลื่นเคลื่อนที่

  • องคประกอบที่สําคัญของคลื่น มีดังตอไปนี้

  • 1. ความยาวคลื่น (wavelength, λ) เปนระยะทางจากยอดคลื่นหนึ่งถึงอีกยอดคลื่นหนึ่ง

  • 2. ความถี่คลื่น (frequency, ν) เปนจํานวนคลื่นที่ผานจุดหนึ่งใน 1 วินาที

  • 3. ความเร็วคลื่น (velocity, c) เปนระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ใน 1 วินาที

  • 4. แอมพลิจูด (amplitude) เปนความสูงของยอดคลื่น



ν (c) = 3.0 x 10= เลขคลื่น = 1 (cm-1)

λ

c = λν

λ = ความยาวคลื่น (nm)

ν = ความถี่ (Hz หรือ s-1)


  • ทบ. (c) = 3.0 x 10Maxwell อธิบายการเปลงรังสี ความรอนของวัตถุดําไมได เพราะทฤษฎีนี้ถือวา แสงเปนคลื่นแมเหล็กไฟฟา

  • เปลงออกมาจากการสั่นสะเทือนของอนุภาคที่มีประจุ

  • จึงมีความถี่เปนคาตอเนื่อง

  •  ยิ่งความถี่สูง ความเขมของแสงจะยิ่งสูงขึ้นดวย

การเปลงแสงไมขึ้นกับความถี่ วัตถุจะเปลงแสงสีน้ำเงิน-มวงเทานั้น (λ นอย)

แตในการทดลองจริง : วัตถุที่มีอุณหภูมิหนึ่งๆ จะเปลง

แสงที่มีความเขม สูงสุดในชวง

ความถี่หนึ่งเทานั้น

อธิบายไดดวย “ทฤษฎีควอนตัม”


แสดงวา วัตถุรอนเปลงแสง เมื่อมีความเขมที่ความยาวคลื่นเฉพาะคาหนึ่ง


การแผ่รังสีของวัตถุดำการแผ่รังสีของวัตถุดำ(Black-body radiation)

วัตถุดำ หมายถึง วัตถุใดๆ ที่สามารถดูดกลืนและคายพลังงาน

ที่มากระทบได้ทั้งหมด (ไม่มีจริง)

 เมื่อให้ความร้อนกับวัตถุดำมากขึ้น ทำให้มีการเปล่งรังสีมากขึ้น

 ความเข้มของรังสี ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของวัตถุ

 สีของรังสีที่เปล่งออกมา ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ


ทฤษฎีควอนตัมของพลังค์ทฤษฎีควอนตัมของพลังค์

แมกซ์ พลังค์ (Max Planck: 1858-1947) เสนอว่าการดูดกลืนหรือปลดปล่อยพลังงานของวัตถุดำจำกัดได้เพียงบางค่าเท่านั้น

หรือเป็นกลุ่มก้อนเรียกว่า ควอนตัม (Quantum) โดยค่าพลังงานเป็นปฏิภาคโดยตรงกับความถี่ (ν) ตามสมการ

E  υ

E = hυ

เมื่อ h คือ ค่าคงที่ของพลังค์

= 6.625 x 10-34 จูลวินาที


ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก (ค.ศ. 1905)

ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) ใช้แนวคิดของพลังค์ อธิบายปรากฏการณ์ดังกล่าว โดยตั้งสมมติฐานว่า แสงไม่ได้มีพฤติกรรมของคลื่น แต่แสงมีพฤติกรรมเสมือนอนุภาค เรียกว่า โฟตอน(Photon) ซึ่งมีพลังงานเท่ากับ hν

  • ปรากฎการณ์ที่ ē หลุดจากผิวหน้าของโลหะ เมื่อโลหะถูกฉาย

    แสงที่ความถี่ (ν) มากกว่า ค่าความถี่ขีดเริ่ม (ν0-threshold

    value) ของโลหะ


E (ค.ศ. 1905)total = ho + K.E.

= ho + ½ mv2

พลังงานน้อยที่สุดของโฟตอนที่ทำให้ e หลุดจากผิวโลหะ

เท่ากับแรงดึงดูดระหว่างอิเล็กตรอนกับนิวเคลียส คือ

Ε = hν°

e ที่หลุดออกมาจากปรากฏการณ์นี้ เรียกว่า “โฟโตอิเล็กตรอน”

พลังงานทั้งหมดที่ใช้ในการทำให้เกิดโฟโคอิเล็กตรอน คือ


(ค.ศ. 1905)ความเข้มแสงมาก  จำนวนโฟตอนมาก  จำนวนโฟโต

อิเล็กตรอนมาก

ho

Slope = h


สเปกตรัมของไฮโดรเจน (ค.ศ. 1905)

เมื่อประจุอิเล็กตรอนชนกับแก๊สไฮโดรเจนที่อยู่ในหลอด จะเกิดการเรืองแสง และเมื่อแสงจากหลอดผ่านสลิทและปริซึมจะหักเหได้เส้นสเปกตรัม ซึ่งเป็นสเปกตรัมเปล่งออกมา (Emission spectrum) ของไฮโดรเจน


จึงเกิดคำถามว่า

1. ทำไมแสงจึงเปล่งออกมาจากแก๊สไฮโดรเจน

2. ทำไมแสงเปล่งออกจึงมีความยาวคลื่นเพียงบางค่าเท่านั้น


ระดับพลังงานที่อิเล็กตรอนอยู่มีลักษณะเป็นชั้นๆ ไม่ต่อเนื่อง

ระดับชั้นของพลังงาน

โดยที่ n เป็นเลขจำนวนเต็ม

โดยปกติ อิเล็กตรอนในอะตอมจะอยู่ในระดับพลังงานต่ำสุดที่เรียกว่า “สถานะพื้น”(ground state)


เมื่ออะตอมได้รับพลังงานความร้อนจากไฟฟ้าศักย์สูง อิเล็กตรอนในอะตอมจะได้รับพลังงานเพิ่ม และไปอยู่ในระดับพลังงานที่สูงขึ้น เรียกว่า สถานะกระตุ้น (excited state)

สถานะกระตุ้น

(excited state)

h

e

สถานะพื้น

(ground state)

กระบวนการดูดกลืนพลังงานโดยอิเล็กตรอน


เมื่ออิเล็กตรอนกลับมาที่เดิม ก็ต้องปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของพลังงานรังสี ปรากฏเป็น สเปกตรัม

e

E2

สถานะกระตุ้น

(excited state)

E = E2 – E1

= h

E1

สถานะพื้น

(ground state)

กระบวนการคายพลังงานโดยอิเล็กตรอน เกิดเป็น สเปกตรัม

ความยาวคลื่นของสเปกตรัมเปล่งออก  ΔE.


นิวเคลียส ( ก็ต้องปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของพลังงานรังสี ปรากฏเป็น p+n)

e

n = 4 321

r

ทฤษฎีอะตอมไฮโดรเจนของบอห์ร

บอห์ร (Niels Bohr: 1885-1962) เสนอแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างอะตอมของไฮโดรเจน โดยใช้แนวคิดของรัทเทอร์ฟอร์ดร่วมกับทฤษฎีควอนตัม ดังนี้

  • อะตอมไฮโดรเจนประกอบด้วย

  • นิวเคลียสที่มีอิเล็กตรอนโคจรรอบๆ นิวเคลียสเป็นวงกลมโดยมี รัศมี r

n คือ เลขควอมตัมมีค่าเป็น 1, 2, 3, ...


L = m ก็ต้องปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของพลังงานรังสี ปรากฏเป็น evr = nh

2

2. อิเล็กตรอนโคจรรอบๆ โดยไม่สูญเสียพลังงาน ซึ่งเรียกว่าสถานะ

คงตัว โดยที่โมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจรจะมีค่าเป็ฯจำนวนเต็มเท่า

ของ nhซึ่งเขียนได้ว่า

2

L = โมเมนตัมเชิงมุม

me= มวลของอิเล็กตรอน

v = ความเร็ว

h = ค่าคงที่ของพลังค์


3. อิเล็กตรอนสามารถจะรับและปลดปล่อยพลังงานได้ เมื่อมีการ

เปลี่ยนวงโคจร โดยค่าของพลังงานจะเท่ากับ ค่าของพลังงาน

ที่แตกต่างกันของวงโคจรทั้งสอง คือ

E = h

= E2 – E1

eจากวงใน  วงนอก (รับพลังงาน) E เป็น +

eจากวงนอก  วงใน (คายพลังงาน) E เป็น -


4. อิเล็กตรอนที่อยู่ในวงโคจรดังกล่าวจะมีพลังงานค่าหนึ่งคงที่ และ

ตลอดเวลาที่อยู่ในวงโคจรเดียวจะไม่ดูดพลังงาน หรือสูญเสีย

พลังงานแต่อย่างใด ค่าพลังงานนี้คำนวณได้จากสมการ

เมื่อ me = มวลของอิเล็กตรอน

z = เลขเชิงอะตอม

n = 1, 2, 3


สำหรับ อิเล็กตรอนที่อยู่ในวงโคจรดังกล่าวจะมีพลังงานค่าหนึ่งคงที่ และ H จากสมการ ค่าในวงเล็บจะเป็นค่าค่งที่

= 2.18 x 10-11 erg

หรือ 13.61 ev

สำหรับรัศมีของอิเล็กตรอนในวงโคจรที่มีเลขควอนตัม n

คือ

r = n2a0

a0คือ ค่าคงที่ เรียกว่า “รัศมีอะตอมไฮโดรเจนของบอห์ร”


ทฤษฎี อิเล็กตรอนที่อยู่ในวงโคจรดังกล่าวจะมีพลังงานค่าหนึ่งคงที่ และ Bohr มีข้อจำกัด คือใช้ได้ดีกับ H และไอออนที่มี ē เท่า H (He+, Li2+) เท่านั้น

สมการ Rydberg ใช้ได้กับทุกอะตอม

  • = ความถี่ (Hz)

  • = เลขคลื่น (cm-1)

     = ความยาวคลื่น (cm, nm)

    R = Rydberg constant = 109,678 cm-1


อนุกรมในสเปกตรัมอะตอม H

ตามสมการของ Rydberg



นิวเคลียส ( Hp+n)

e

e

e

e

e

n = 4 321

แบบจำลองอะตอมตามทฤษฎีของบอห์ร แม้จะใช้ได้ดีกับอะตอมที่มีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว แต่ไม่สามารถอธิบาย

สเปกตรัมของอะตอมที่มีมากกว่าหนึ่งอิเล็กตรอนได้เลย

นอกจากนี้วงโคจรวงกลมของอิเล็กตรอนยังไม่ตรงกับรูปร่าง

ของโมเลกุลที่ได้จากการศึกษาทางรังสีเอกซ์อีกด้วย


โครงสรางอะตอมตามหลักโครงสรางอะตอมตามหลักกลศาสตรคลื่น

เดอบรอยล แสดงใหเห็นวาอิเล็กตรอนมีสมบัติเปนทั้งคลื่น

และอนุภาค หรือที่เรียกวา ทวิภาวะ (dual nature)

เมื่อเปนคลื่น ; v = λν

เมื่อเปนอนุภาค ; λ = h/mv


โครงสรางอะตอมตามหลักp.x  h/4

ไฮเซนเบิรก เสนอหลักความไมแนนอน (uncertainty

principle) โดยมีใจความวา

“ เราไมอาจทราบตําแหนงและความเร็วของอนุภาคเล็กๆ ขณะ

เคลื่อนที่ ไดอยางถูกตองแนนอนทั้งสองอยางในเวลาเดียวกัน”

∆x คือ ความไมแนนอนของตําแหนง

∆p คือ ความไมแนนอนของโมเมนตัม


Schrodingerโครงสรางอะตอมตามหลัก

เออ! สมการมัน

แก้ยากนะ

งั้นเอาไปใช้เลยดีกว่าเนอะ

อธิบายธรรมชาติของ e ในอะตอม

พบเลขควอนตัม

(มี 4 ค่า)


1.โครงสรางอะตอมตามหลักเลขควอนตัมหลัก(Principal quantum number)

  • สัญลักษณ์ คือ n

  • แสดงระดับพลังงานหลัก

  • เป็นเลขจำนวนเต็ม (n = 1, 2, 3,……..)

  • เดิมเรียก Shell K, L, M


2.โครงสรางอะตอมตามหลักเลขควอนตัมเชิงมุม(Angularmomentum quantum

number)

  • สัญลักษณ์ คือ l

  • บอกระดับพลังงานยอยของ e

  • l มีคา 0 ถึง (n – 1)

    เช่น n = 1, l = 0

    n = 2, l = 0, 1

    n = 3, l = 0, 1, 2

    n = 4, l = 0, 1, 2, 3


lโครงสรางอะตอมตามหลัก =0 เรียกว่า s – orbital

(sharp)

l =1 เรียกว่า p – orbital

(prinsiple)

l =2 เรียกว่า d – orbital

(diffuse)

l =3 เรียกว่า f – orbital

(fundamental)


3.โครงสรางอะตอมตามหลักเลขควอนตัมแม่เหล็ก(Magnetic quantum number)

  • สัญลักษณ์ คือ ml

  • บอกทิศทางการกระจายตัวของ e ในช่องว่าง ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก

  • มีค่าตั้งแต่ -lถึง +lหรือ 2l + 1

  • แต่ละค่าของ l จะมีระดับพลังงานเท่ากัน เรียกว่า degeneracy


2โครงสรางอะตอมตามหลัก


3.โครงสรางอะตอมตามหลักเลขควอนตัมเชิงสปิน(Spin quantum number)

  • สัญลักษณ์ คือ ms

  • แสดงถึงทิศของการหมุนรอบตัวเอง (spin) ของ e

  • มีเพียง 2 คา คือ +1/2 (หมุนทวนเข็มนาฬิกา)

    และ -1/2 (หมุนตามเข็มนาฬิกา)


Spin โครงสรางอะตอมตามหลักขึ้น

Spin ลง

ms = -1/2

ตามเข็ม

ms = +1/2

ทวนเข็ม


จำนวน โครงสรางอะตอมตามหลักe ที่บรรจุในระดับพลังงานต่าง ๆ

  • ระดับหลัก (n) มี ē ไดไมเกิน 2n2

  • ระดับพลังงานn = 1 มี ē ไดไมเกิน 2(1)2= 2 ē

    ระดับพลังงานn = 2 มี ē ไดไมเกิน 2(2)2= 8 ē

    ระดับพลังงานn = 3 มี ē ไดไมเกิน 2(3)2= 18 ē

    ระดับพลังงานn = 4 มี ē ไดไมเกิน 2(4)2= 32 ē


จำนวน โครงสรางอะตอมตามหลักe ที่บรรจุในแต่ละออร์บิตอล

  • แต่ละออร์บิตอลสามารถบรรจุ e ได้ไม่เกิน 2 e เท่านั้น

  • s-orbital มี 1 ออร์บิตอล บรรจุได้มากสุด 2 e

    p-orbital มี 3 ออร์บิตอล บรรจุได้มากสุด 6 e

    d-orbital มี 5 ออร์บิตอล บรรจุได้มากสุด 10 e

    f-orbital มี 7 ออร์บิตอล บรรจุได้มากสุด 14 e


ออรบิทัลอะตอม (Atomic Orbital)โครงสรางอะตอมตามหลัก

  • คือ บริเวณที่ มีโอกาสพบ ē มากที่สุด รอบนิวเคลียส

  • (ความหนาแนน ē ≈ 90%)

s - orbital

เปนทรงกลม การกระจาย ē เทากันทุกทิศทุกทาง ไดจาก l= 0

ถา n = 1  1s - ออรบิทัล

ถา n = 2  2s - ออรบิทัล


p - orbitalโครงสรางอะตอมตามหลัก

มี ml 3 คา คือ (+1, 0, -1)

p -orbital จึงมีได 3 orbital

ขึ้นกับระยะทาง และ ทิศทาง


d - orbitalโครงสรางอะตอมตามหลัก

มี ml 5 คา คือ (+2, +1, 0, -1, -2)

โอกาสที่จะพบ e ขึ้นกับระยะทางและทิศทาง ดังรูป


f - orbitalโครงสรางอะตอมตามหลัก

มี ml 7 คา คือ (+3, +2, +1, 0, -1, -2, -3)


โครงแบบ ē ในอะตอมโครงสรางอะตอมตามหลัก

(Electron Configuration)

คือ การจัดเรียง ē ในอะตอม ที่สถานะพื้น (ground state)

การบรรจุอิเล็กตรอนในอะตอมิกออรบิบิทัล

หลักการเอาฟบาว (Aufbau Principle)


หลักการเอาฟบาว (Aufbau Principle)

  • ใชหลักของเพาลี “ในแตละออรบิทัล จะมีอิเล็กตรอนไดมากที่สุด 2 อิเล็กตรอน”

สัญลักษณ อะตอมิกออรบิทัลและอิเล็กตรอน

ออรบิทัล ใช้สัญลักษณ์ คือ____ , , 

อิเล็กตรอน ใช้สัญลักษณ์ คือ


2. บรรจุอิเล็กตรอนโดยเริ่มจากอะตอมิกออรบิทัลที่วาง และมี

พลังงานต่ำสุดกอน

3. ใชกฎของฮุนด (Hund.s rule) .ในอะตอมิกออรบิทัล

ที่มีระดับพลังงานเทากัน (degenerate orbitals)

ใหบรรจุอิเล็กตรอนตัวเดียวใหครบทุกออรบิทัลกอน (ใหมี

อิเล็กตรอนเดี่ยวมากที่สุดเทาที่จะมากได)

4. ถามีการจัดเรียงเวเลนซอิเล็กตรอนอยูเต็มทุกออรบิทัล จะเรียกวา

การบรรจุเต็ม (filled configuration) แตถาทุกออร

บิทัลมีเวเลนซอิเล็กตรอนอยูเพียงครึ่งเดียว จะเรียกวา การบรรจุ

ครึ่ง (half-filled configuration) การบรรจุเต็ม

จะเสถียรกวาการบรรจุครึ่ง


วิธีบรรจุอิเล็กตรอนในอะตอมออรบิทัลตามแนวลูกศรวิธีบรรจุอิเล็กตรอนในอะตอมออรบิทัลตามแนวลูกศร


การจัดเรียงอิเล็กตรอนดวยเลขควอนตัมการจัดเรียงอิเล็กตรอนดวยเลขควอนตัม


หลักการกีดกันของเพาลีหลักการกีดกันของเพาลี (Pauli Exclusion principle)

การแสดงอิเล็กตรอนดวยเลขควอนตัม จะตองเปนไปตามหลักการกีดกันของเพาลี :

“ อิเล็กตรอนสองตัวในอะตอมเดียวกันจะมีเลขควอนตัมทั้งสี่ (n, l, ml, ms) เหมือนกันไมได”

(1,0,0, +1/2 )

ตัวอยาง : ฮีเลียม

(1,0,0, -1/2 )


จบแล้วครับผมหลักการกีดกันของเพาลี


ad