โครงสร้างอะตอม

"ไม่มีใครรู้ว่าถ้าไม่มีนีลส์ บอร์ แล้ว เราจะรู้เกี่ยวกับเรื่องของอะตอมได้อย่างไร" นี้คือคำกล่าวของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ นักฟิสิกส์อันดับหนึ่งของโลกที่กล่าวถึงนักฟิสิกส์ผู้นี้ บอร์เป็นนักฟิสิกส์ที่เปิดเผยความลับของอะตอมผู้ที่อยู่ในยุคเดียวกับอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ และมีความเป็นอัจฉริยะไม่แพ้กันเลยแม้แต่น้อย อีกทั้งบอร์ยังเป็นนักวิทยาศาสตร์ผู้หนึ่งที่ทำให้การสร้างระเบิดปรมาณูประสบความสำเร็จ สิ่งที่เป็นการยืนยันได้ดีก็คือ รางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ ที่เขาไดัรับการจากการค้นพบทฤษฎีอะตอม ในปี ค.ศ.1922 นั่นเอง

ดีโมครีตัสกล่าวว่าทุกสิ่งทุกอย่างประกอบขึ้นจาก อนุภาคที่เล็กมาก เล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ อนุภาคเล็กๆเหล่านี้จะรวมพวกเข้าด้วยกันโดยวิธิการต่างๆ สำหรับอนุภาคเองนั้นไม่มีการเปลี่ยนแปลงและไม่สามารถจะแตกแยกออกเป็นชิ้นส่วนที่เล็กลงไปอีกได้ ดีโมครีตัสตั้งชื่ออนุภาคนี้ว่า "อะตอม (Atom)" จากภาษากรีกที่ว่า atoms ซึ่งมีความหมายว่า "ไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก" ตามความคิดเห็นของเขา อะตอมเป็นชิ้นส่วนที่เล็กที่สุดของสสารที่สามารถจะคงอยู่ได้

ธาตุ

ธาตุคืออะไร
ธาตุ คือ สารบริสุทธิ์ที่เกิดจากอะตอมชนิดเดียวกัน
ดังนั้น - อะตอมคือ หน่วยที่เล็กที่สุดของธาตุ ซึ่งสามารถแสดงสมบัติของธาตุนั้นๆ ได้
- ธาตุต่างชนิดกันจะมีสมบัติต่างกัน

ธาตุ ต่างจาก สารประกอบอย่างไร
สารประกอบ คือ สารที่เกิดจากอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน

อนุภาคมูลฐานในอะตอม

จากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์ ทำให้เราทราบว่าในอะตอมของธาตุต่างๆ ยกเว้นไฮโดรเจน (H) จะประกอบด้วยอนุภาคหลัก 3 ชนิดคือ
1. โปรตอน (p) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็น บวก (+1)
2. นิวตรอน (n) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็น กลาง (0)
3. อิเล็กตรอน (e) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็น ลบ (-1)

ดังนั้น จึงเรียกอนุภาคทั้ง 3 ชนิดนี้ว่า อนุภาคมูลฐานในอะตอม โดยในอะตอมที่เป็นกลางจะมีจำนวนของโปรตอน (p) เท่ากับ จำนวนของอิเล็กตรอน (e)

นักวิทยาศาสตร์มีหลักฐานที่เชื่อได้ว่าอะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลม มีโปรตอน (p) และนิวตรอน (n) รวมกันอยู่ตรงกลางซึ่งเรียกว่า นิวเคลียส นิวเคลียสจะมีขนาดเล็ก แต่มีมวลมาก อิเล็กตรอน (e) จะโคจรรอบนิวเคลียสเป็นบริเวณกว้างคล้ายกลุ่มหมอก ดังนั้นมโนภาพของอะตอมในปัจจุบัน จึงเป็นแบบจำลองอะตอมชนิดกลุ่มหมอกอิเล็กตรอน

แบบจำลองอะตอมของดอลตัน สารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่สุดเรียกว่า "อะตอม" อะตอมจะไม่สามารถแบ่งแยกได้ และไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้ อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีสมบัติเหมือนกันทุกประการ อะตอมของธาตุต่างกันจะมีสมบัติต่างกัน ธาตุตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปสามารถรวมตัวกันเกิดเป็นสารประกอบ โดยมีอัตราส่วนการรวมตัวเป็นตัวเลขอย่างง่าย

แบบจำลองอะตอมของทอมสันอะตอม มีลักษณะเป็นทรงกลม ประกอบด้วยอนุภาคอิเล็กตรอนที่มีประจุเป็นลบ อนุภาคโปรตรอนมีประจุเป็นบวก โปรตรอนและอิเล็กตรอนกระจายอยู่ทั่วไปอย่างสม่ำเสมอ อะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้า เพราะ มีจำนวนประจุบวกเท่ากับประจุลบ

แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ดอะตอม มีศูนย์กลางซึ่งเรียกว่า นิวเคลียส ซึ่งมีขนาดเล็ก มีประจุบวกเรียกว่าโปรตอนอยู่ และมีประจุลบที่เรียกว่าอิเล็กตรอนวิ่งอยู่ภายนอก

แบบจำลองอะตอม นีลส์ โบร์ อะตอมเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสเป็นวงกลมโดยแต่ละวงจะมีระดับพลังงานแตกต่างกันไป

โครงสร้างอะตอมอะตอม มีลักษณะเป็นทรงกลมแบบกลุ่มหมอก ประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานที่มีมวลน้อยมาก 3 ชนิดได้แก่ นิวตรอน (Neutron) โปรตอน (Proton) และอิเล็กตรอน (Electron)มีนิวเคลียสอยู่ตรงกลางซึ่งภายในประกอบด้วยอนุภาคของนิวตรอนและโปรตอนอยู่ อาจเรียกว่านิวคลิออน (Nucleon) มีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปรอบๆนิวเคลียส ซึ่งไม่สามารถกำหนดความเร็ว ทิศทางและตำแหน่งที่แน่นอนได้ จึงทำให้โอกาส ที่จะพบอิเล็กตรอนในบริเวณหนึ่งๆไม่สม่ำเสมอ บริเวณที่สามารถพบอิเล็กตรอนได้ถูกเรียกว่า ออร์บิทัล (Orbital)บริเวณที่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุดจะมีกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนที่หนาแน่นที่สุด ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนถูกกำหนดให้แทนด้วย n = 1 และเมื่อห่างจากนิวเคลียสมากขึ้น ความหนาแน่นของกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนจะน้อยลง ค่าของระดับพลังงานของอิเล็กตรอนจะถูกกำหนดให้แทนด้วย n = 2 n = 3 n = 4 ตามลำดับ

ศึกษาค้นคว้าเพิ่มเติม

http://www.il.mahidol.ac.th/course/ap_chemistry/atomic_structure/atomic_structure.htmhttp://web.ku.ac.th/schoolnet/ http://web.ku.ac.th/schoolnet/snet5/topic2/periodic1.html http://www.prc.ac.th/chemistry/ http://www.manisila.com/index.php?page=showtopics&fn=view&id=10