อะตอมเเละตารางธาตุ
อะตอมคือหน่วยพื้นฐานของสสารประกอบด้วยส่วนของนิวเคลียสที่หนาแน่นมากอยู่ตรงศูนย์กลาง ล้อมรอบด้วยกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนที่มีประจุบวกกับนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า (ยกเว้นในกรณีของ ไฮโดรเจน-1 ซึ่งเป็นนิวไคลด์ชนิดเดียวที่เสถียรโดยไม่มีนิวตรอนเลย) อิเล็กตรอนของอะตอมถูกดึงดูดอยู่กับนิวเคลียสด้วยเเรงเเม่เหล็กไฟฟ้าในทำนองเดียวกัน กลุ่มของอะตอมสามารถดึงดูดกันและกันก่อตัวเป็นโมเลกุลได้ อะตอมที่มีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากันจะมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า มิฉะนั้นแล้วมันอาจมีประจุเป็นบวก (เพราะขาดอิเล็กตรอน) หรือลบ (เพราะมีอิเล็กตรอนเกิน) ซึ่งเรียกว่าไอออน เราจัดประเภทของอะตอมด้วยจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่อยู่ในนิวเคลียส จำนวนโปรตอนเป็นตัวบ่งบอกชนิดของธาตุทางเคมี และจำนวนนิวตรอนบ่งบอกชนิดไอโซโทบของธาตุนั้น
นักวิทยาศาสตร์ที่ค้นพบอะตอม
จอห์น ดอลตัน ชาวอังกฤษได้รวบรวมเรื่องเกี่ยวกับอะตอมและตั้งเป็นทฤษฎีขึ้นเรียกว่า ทฤษฎีอะตอมของดอลตัน ซึ่งนับเป็นก้าวแรกที่ทำให้เกิดความเข้าใจเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้น ทฤษฎีอะตอมของดาลตันมีใจความสำคัญดังนี้
- สสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุดเรียกว่า อะตอม ซึ่งไม่สามารถแบ่งแยกต่อไปได้อีก
- อะตอมไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่หรือทำให้สูญหายไปได้
- อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันย่อมเหมือนกัน กล่าวคือมีสมบัติเหมือนกันทั้งทางกายภาพและทางเคมี
- อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันย่อมมีมวลหรือน้ำหนักเท่ากัน
- สารประกอบเกิดจากการรวมตัวทางเคมีระหว่างอะตอมของธาตุต่างชนิดกันด้วยอัตราส่วนของจำนวนอะตอมเป็นเลขลงตัวน้อยๆ
- อะตอมของธาตุสองชนิดขึ้นไปอาจรวมกันเป็นสารประกอบด้วยอัตราส่วนที่มากกว่าหนึ่งอย่างเพื่อเกิดสารประกอบมากกว่า 1 ชนิด
เเบบจำลองอะตอมของดอลตัน
ทอมสัน ชาวอังกฤษ ศึกษาเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าของแก๊สในหลอดรังสีแคโทดแบบจำลองอะตอมของทอมสันเป็นทรงกลมภายในประกอบด้วย อนุภาคบวกและอนุภาคลบกระจายอยู่ทั่วไป โดยอนุภาคทั้ง 2 ชนิด มีปริมาณเท่ากัน ทำให้อะตอมเป็นกลาง
ในปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 ได้มีการค้นพบ รังสี ชนิดหนึ่ง ซึ่งเรียกว่า รังสีแคโทด (cathode ray) ที่ได้ จากการทดลอง ของ นัก วิทยา ศาสตร์ ชื่อ Julius Plicker ซึ่ง ใช้ หลอดแก้ว ที่สูบ อากาศ ออก และ มี อิเล็กโตรด 2 อัน อยู่ คน ละ ข้าง (แอโนด เป็น ขั้วไฟฟ้า บวก และ แคโทด เป็นขั้ว ไฟฟ้า ลบ) ของ หลอดแก้ว และ ต่อไป ยัง ไฟฟ้า ที่มี ศักย์สูง ทำให้ เกิดรังสี ขึ้น ภายใน หลอดแก้ว เรียกว่า รังสีแคโทด
และในปี 1897 ได้มีผู้ทำการทดลองเกี่ยวกับ รังสี แคโทด นี้ โดย ค้นพบ ว่ามี อนุภาค ที่มี ประจุ ไฟฟ้า ลบ ซึ่ง ต่อมา เรียกว่า "อิเล็กตรอน" จาก รังสี แคโทดดังนั้น ความเชื่อ ที่เข้าใจ กันว่า อะตอม แบ่งแยก อีก ไม่ได้ จึงไม ่ถูกต้อง อีก ต่อไป และ ทอมสัน ได้เสนอ แบบจำลอง อะตอม ขึ้นใหม่ ดังนี้ "อะตอม มีลักษณะ เป็น รูป ทรงกประกอบ ด้วย อนุภาค ที่มี ประจุ บวก และ มี อิเล็กตรอน ซึ่ง มี ประจุ ไฟฟ้า ลบ อะตอม โดยปกติ อยู่ใน สภาพ เป็นกลาง ทาง ไฟฟ้า ซึ่งทำ ให้ทั้งสอง ประจุ นี้มี จำนวน เท่ากัน และ กระจาย อยู่ทั่วไป อย่าง สม่ำเสมอ ภายใน อะตอม โดยมีการ จัดเรียง ที่ทำให้ อะตอม มีสภาพ เสถียร มากที่สุด" แต่แบบจำลองอะตอมของ ทอมสัน นี้ยังไม่สามารถ อธิบาย ข้อสงสัย บางอย่าง ได้ เช่น ประจุ ไฟฟ้า บวก อยู่กันได้ อย่างไร ใน อะตอม และ ไม่สามารถ อธิบาย คุณสมบัติ อื่นๆ ของอะตอม ตัวอย่างเช่น สเปกตรัม ที่แผ่ ออกมา จากธาตุ จึงมี นัก วิทยา ศาสตร์ รุ่นต่อมา ค้นคว้า และ ทดลอง เพื่อหา ข้อเท็จจริง ต่อมา และปัจจุบัน ก็ได้ ทราบว่า แบบจำลอง นี้ไม่ถูกต้อง
เเบบจำลองอะตอมของทอมสัน
รัทเทอร์ฟอร์ด ชาวนิวซีแลนด์ได้ทำการทดลอง ยิงเเอลฟาไป ที่แผ่น โลหะ บาง ในปี พ.ศ.2449 และ พบว่า อนุภาค นี้ สามารถ วิ่งผ่าน ได้เป็น จำนวน มาก แต่ จะมี เพียง ส่วนน้อย ที่เป็น อนุภาค ที่ กระเจิง
( การ ที่อนุภาค เบนจาก แนวการ เคลื่อนที่ จากที่เดิม ไปยัง ทิศทาง ต่างๆกัน ) ไปจาก แนวเดิม หรือ สะท้อน
กลับ ทางเดิม
จาก การ ทดลอง นี้ รัทเธอร์ฟอร์ด จึงได้ เสนอ แบบ จำลอง อะตอม ว่า " อะตอม มีลักษณะ โปร่งประกอบ ด้วย ประจุ ไฟฟ้า บวก ที่รวม กัน อยู่ที่ศูนย์กลาง เรียกว่า นิวเคลียส ซึ่งถือ ว่าเป็น ที่รวม ของ มวล เกือบ ทั้งหมด ของ อะตอม โดย มีอิเล็กตรอน เคลื่อนที่ รอบๆ นิวเคลียส ด้วย ระยะ ห่าง จาก นิวเคลียส มาก เมื่อ เทียบกับ ขนาด ของ นิวเคลียส และ ระหว่าง นิวเคลียส กับ อิเล็กตรอน เป็น ที่ว่าง เปล่า"
เเบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด
โบร์ ชาวเดนมาร์ก ได้นำทฤษฎี กลศาสตร์ ควอนตัม มา ประยุกต์ ใช้ใน การ ทดลอง เพื่อ พัฒนา แบบ จำลอง อะตอม ของ รัทเธอร์ฟอร์ดแต่ ในการ ทดลอง ของเขา สามารถ อธิบาย ได้เฉพาะ อะตอม ของ ไฮโดรเจน ที่มี อิเล็กตรอน เพียง ตัวเดียว โดยได้ เสนอ แบบจำลอง อะตอม ของ ไฮโดรเจน ว่า
1. อิเล็กตรอนจะวิ่งวนเป็นวงกลมรอบนิวเคลียส โดยมี วงโคจร บางวง ที่มี อิเล็กตรอน ไม่แผ่คลื่น แม่เหล็ก ไฟฟ้า ออกมา ในวงโคจร ดังกล่าว 2. อิเล็กตรอนจะรับหรือปล่อยพลังงาน ออกมา เมื่อมีการ เปลี่ยน วงโคจร ที่กล่าว ในข้อที่ 1 พลังงาน ที่อิเล็กตรอน รับ หรือ ปล่อย ออกมา จะอยู่ใน รูปคลื่น แม่เหล็ก ไฟฟ้า ซึ่งสมมติฐานของโบร์ สามารถอธิบายปัญหา ปรากฏการณ์ ของ อะตอม ไฮโดรเจน ได้ คือ 1. เหตุผลที่อิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียสของ ไฮโดรเจนได้ โดยไม่แผ่ คลื่นแม่ เหล็ก ไฟฟ้า เพราะ อิเล็กตรอน โคจร ในระดับ พลังงาน ของอะตอม บางวง ซึ่งวง ในสุด จะเสถียร 2. สเปกตรัมของไฮโดรเจนเกิดจากการเปลี่ยน ระดับ พลังงาน ของ อิเล็กตรอน จากสถานะ กระตุ้น มายัง สถานะ ต่ำกว่า หรือ สถานะ พื้น จะแผ่ คลื่น แม่เหล็ก ไฟฟ้า ออกมา อาจเห็น เป็น เส้นสว่าง ที่ไม่ ต่อเนื่อง และ อาจมี ความถี่ อื่นๆ อีก ที่ตา มอง ไม่เห็น
เเบบจำลองอะตอมของโบร์
เเบบจำลองอะตอมเเบบกลุ่มหมอก แบบจำลองอะตอมของโบร์ กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ ได้เสนอแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก มีนิวเคลียสอยู่ตรงกลาง ซึ่งภายในประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ส่วนอิเล็กตรอนจะไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนได้ บอกได้เพียงโอกาสในการพบอิเล็กตรอน ซึ่งจะแทนด้วยจุด
เเบบจำลองอะตอมเเบบกลุ่มหมอก
ตารางธาตุ
เเบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด
โบร์ ชาวเดนมาร์ก ได้นำทฤษฎี กลศาสตร์ ควอนตัม มา ประยุกต์ ใช้ใน การ ทดลอง เพื่อ พัฒนา แบบ จำลอง อะตอม ของ รัทเธอร์ฟอร์ดแต่ ในการ ทดลอง ของเขา สามารถ อธิบาย ได้เฉพาะ อะตอม ของ ไฮโดรเจน ที่มี อิเล็กตรอน เพียง ตัวเดียว โดยได้ เสนอ แบบจำลอง อะตอม ของ ไฮโดรเจน ว่า
เเบบจำลองอะตอมของโบร์
เเบบจำลองอะตอมเเบบกลุ่มหมอก แบบจำลองอะตอมของโบร์ กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ ได้เสนอแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก มีนิวเคลียสอยู่ตรงกลาง ซึ่งภายในประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ส่วนอิเล็กตรอนจะไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนได้ บอกได้เพียงโอกาสในการพบอิเล็กตรอน ซึ่งจะแทนด้วยจุด
เเบบจำลองอะตอมเเบบกลุ่มหมอก
ตารางธาตุ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น