เคมี

 

แบบจำลองอะตอม

IntLink Education

Jan 18, 2019·2 min read

รู้หรือไม่ว่า “แบบจำลองอะตอม” มีการเปลี่ยนแปลงมาแล้วหลายครั้ง
เมื่อมีความรู้ทางวิทยาศาสตร์ใหม่ ๆ เกิดขึ้น นักวิทยาศาสตร์จะนำความรู้ที่ได้มาพัฒนาต่อยอดจากความรู้เดิมจึงทำให้แบบจำลองอะตอมมีการเปลี่ยนแปลงให้ถูกต้องยิ่งขึ้น
.
ไปดูกันว่าการเปลี่ยนแปลงสำคัญของ “แบบจำลองอะตอม” มีอะไรบ้าง

ไทม์ไลน์ของแบบจำลองอะตอม

1. แบบจำลองอะตอมของ ดอลตัน (1808)
2. แบบจำลองอะตอมของ ทอมสัน (1904)
3. แบบจำลองอะตอมของ รัทเธอร์ฟอร์ด (1911)
4. แบบจำลองอะตอมของ โบร์ (1913)
5. แบบจำลองอะตอม กลศาสตร์ควอนตัม(กลุ่มหมอก) (1926-ปัจจุบัน)

สรุปแนวคิดของ จอห์น ดอลตัน

1. สสารประกอบขึ้นจากอนุภา อ่านเพิ่มเติม

2.2 อนุภาคในอะตอม

 อนุภาคในอะตอม

          อะตอมประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานที่สำคัญ 3 อนุภาค ได้แก่
          1.อิเล็กตรอน(electron)
          2.โปรตอน(proton)
          3.นิวตรอน(neutron) อ่านเพิ่มเติม

                         2.3 การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม

หลักในการจัดเรียงอิเล็กตรอน

   1. จำนวน e- ที่มีได้มากสุดในแต่ละระดับพลังงาน 2n2

           n = 1  สามารถบรรจุอิเล็กตรอนได้   2(1)2 = 2 

  

           n = 2  สามารถบรรจุอิเล็กตรอนไ อ่านเพิ่มเติม

                2.4 ตารางธาตุเเละสมบัติของธาตุหมู่หลัก

สมบัติตามตารางธาตุของหมู่และคาบ

จากการศึกษาการจัดเรียงธาตุในตารางธาตุ ช่วยให้ทราบว่าตารางธาตุในปัจจุบันจัดธาตุเป็นหมู่และเป็นคาบโดยอาศัยสมบัติบางประการที่คล้ายกัน สมบัติของธาตุตามหมู่และตามคาบซึ่งได้แก่ ขนาดอะตอม รัศมีไอออน พลังงานไอออไนเซชัน อิเล็กโทรเนกาติวิตี สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน จุดหลอมเหลวและจุดเดือด และเลขออกซิเดชัน สมบัติดังกล่าวนี้จะมีแนวโน้มเป็นอย่างไร ศึกษาได้ดังนี้

จากการจัดเรียงอิเล็กตรอน สรุปได้ดังนี้

- คาบ (Period) และระดับพลังงานของอิเล็กตรอน (Shell)

คาบ หมายถึง การจัดธาตุที่อยู่ในแนวของตารางธา อ่านเพิ่มเติม

                2.5 ธาตุเเทรซิชัน

เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดกับไอโซโทปกัมมันตรังสีเพราะนิวเคลียสมีพลังงานสูงมากและไม่เสถียรจึงปล่อยพลังงานออกมาในรูปของอนุภาคหรือรังสีแอลฟา(α) บีตา(β) และแกมมา(γ)สมบัติของรังสีบางชนิด

2.6.2 การสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสี 

    การแผ่รังสีแอลฟา ส่วนใหญ่เกิดกับนิวเคลียสที่มีเลขอะตอมสูงกว่า 83 และมีจำนวนนิวตรอนต่อโปรตอนในจำนวนที่ไม่เหมาะสม 

    การแผ่รังสีบีตา เกิดกับนิวเคลียสที่มีจำนวนนิวตรอนมากกว่าโปรตอนมาก นิวตรอนในนิวเคลียสจะเปลี่ยนไปเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอน โดยจะออกมาในรูปของรังสีบีตาและนิวเคลียสใหม่จะมีเลขอะตอมเพิ่มมาอีก 1 โดยที่เลขมวลยังเท่าเดิม

    การแผ่รังสีแกมมา เกิดกับไอโซโทปกัมมันตรังสีที่มีพลังงานสูงมาก หรือไอโซโทปที่สลายตัวให้รังสีแอลฟาหรือบีตา แต่นิวเคลียสที่เกิดใหม่ยังไม่เสถียรเพราะมีพลังงานสูงจึงเกิดการเปลี่ยนแปลงในนิวเคลียสให้มีพลังงานต่ำลงโดยปล่อยออกมาในรูปรังสีแกมมา

2.6.3 อันตรายจากไอโซโทปกัมมันตรังสี

กิจวัตรต่างๆในชีวิตประจำวันของมนุษย์มีโอกาสได้รับรังสีจากไอโซโทปรังสีเข้าสู่ร่ากายอยู่แล้ว นอกจากนี้ยังได้รับรังสีคอสมิกอีกด้วย โดยรังสีต่างๆเหล่านี้มีแหล่งกำเนิดมาจากธรรมชาตินอกจากนั้นบางอย่างก็เป็นรังสีที่มนุษย์เป็นผู้สร้างขึ้นมา เช่น รังสีจากเครื่องเอกซ์เรย์

    ปริมาณรังสีที่มนุษย์ได้รับโดยประมาณในแต่ละวัน 

รังสีคอสมิก  12%

เครื่องมือแพทย์  17%

อากาศ  40%

อาหารและเครื่องดื่ม  15% 

หินและดิน  15%

อื่นๆ  1%

สำหรับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องกับรังสีจะต้องแสดงสัญลักษณ์รังสีลงบนฉลากของภาชนะหรือเครื่องมือรวมทั้งบริเวณใกล้เคียง เพื่อให้ผู้พบเห็นระมัดระวัง

สัญลักษณ์รังสี

สัญลักษณ์รังสีแบบใหม่

2.6.4 ครึ่งชีวิตของไอโซโทปกัมมันตรังสี

ครึ่งชีวิต ใช้สัญลักษณ์ t1/2 หมายถึง ระยะเวลาที่นิวเคลียสของไอโซโทปกัมมันตรังสีสลายตัวจนเหลือครึ่งนึของปริมาณเดิม

ตัวอย่างการหาครึ่งชีวิตของไอโซโทปกัมมันตรังสี

2.6.5 ปฏิกิริยานิวเคลียร์

ปฏิกิริยานิวเคลียร์เป็นการเปลี่ยนแปลงในนิวเคลียสของไอโซโทปกัมมันตรังสี อาจเกิดจากการแตกตัวหรือการรวมตัวของนิวเคลียสอะตอมที่มีขนาดใหญ่และเล็กกว่าได้ไอโซโทปใหม่หรือนิวเคลียสของธาตุใหม่ 

ตัวอย่างการเขียนสัญลักษณ์ปฏิกิริยานิวเคลียร์

6 3Li

+

2 1H

→

4 2He

+

?

ปฏิกิริยาที่นิวเคลียสของไอโซโทปของธาตุหนักแตกออกเป็นไอโซโทปธาตุที่เบากว่า เรียกว่า ฟิชชัน และถ้าเกิดฟิชชันต่อไปเรื่อยๆก็จะเรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่ และในกรณีที่ไอโซโทปธาตุเบารวมตัวกันเกิดเป็นนิวเคลียสใหม่ที่มีมวลสูงกว่าเดิมมากเรียกว่า ฟิวชัน

2.6.6 เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการใช้สารกัมมันตรังสี

ด้านธรณีวิทยา  ใช้ C-14 หาอายุวัตถุโบราณที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ

ด้านการแพทย์ ใช้ศึกษาความผิดปกติของอวัยวะต่างๆในร่างกาย เช่น ให้คนไข้ดื่มสารละลาย I-131 เพื่อดูความผิดปกติของต่อมไทรอยด์ ใช้ I-132 ดูสภาพสมอง ฉีด Na-24 เพื่อตรวจดูระบบไหลเวียนของเลือด

ด้านเกษตรกรรม ใช้ติดตามระยะเวลาการหมุนเวียนแร่ธาตุในพืชหรือจำนวนแร่ธาตุที่พืชสะสมไว้ที่ใบ

ด้านอุสาหกรรม ใช้ไอโซโทปกัมมันตรังสีกับงานหลายอย่าง เช่น ใช้ตรวจหารอยตำหนิหรือรอยรั่วของท่อขนส่งของเหลว ใช้ทำให้อัญมณีสวย ใช้ในการเก็บถนอมอาหาร ฯลฯ

            2.7 การนำธาตุไปใช้ในชีวิตประจำวัน

ในโลกของเรามีธาตุ และสารประกอบมากมายหลายชนิด ประโยชน์ของธาตุ และประโยชน์ของสารประกอบแต่ละชนิดมีความแตกต่างกัน เราควรเลือกใช้ธาตุและสารประกอบต่างๆ ตามความเหมาะสม อ่านเพิ่มเติม