แบบทดสอบ

แบบทดสอบ

เรื่อง แบบจำลองอะตอมของดอลตัน ทอมสัน และรัทเทอร์ฟอร์ด

คำชี้แจง ให้นักเรียนเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุด ข้อสอบแต่ละข้อสามารถคลิกคำตอบได้เพียง 1 ครั้งเท่านั้น

1.  แก๊สนำไฟฟ้าได้ดีในสภาวะใด

ก.  ความดันสูง  ความต่างศักย์ต่ำ
ข.  ความดันสูง  ความต่างศักย์สูง
ค.  ความดันต่ำ  ความต่างศักย์สูง
ง.  ความดันต่ำ  ความต่างศักย์ต่ำ


2. ข้อใดไม่ใช่แบบจำลองอะตอมของดอลตัน
ก.  อะตอมมีขนาดเล็กแบ่งแยกไม่ได้
ข.  อะตอมของธาตุต่างชนิดมีมวลนิวตรอนเท่ากันได้
ค.  อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีสมบัติเหมือนกัน
ง.  ธาตุทำปฏิกิริยาด้วยอัตราส่วนเลขลงตัวน้อย ๆ

3. รังสีแคโทดเกิดจากส่วนใด
ก.  ขั้วแคโทด
ข.  แก๊สที่บรรจุภายใน
ค.  ขั้วแคโทด  และแก๊สที่บรรจุภายใน
ง.  ขั้วแคโทด  ขั้วแอโนดและแก๊ส

4. ข้อใดเป็นแบบจำลองอะตอมของทอมสัน
ก.

ข.

ค.

ง.

5. แบบจำลองอะตอมของทอมสันและแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ดต่างกันอย่างไร
ก.  ชนิดของอนุภาคในอะตอม
ข.  ตำแหน่งของอนุภาคในอะตอม
ค.  จำนวนอนุภาคในอะตอม
ง.  ขนาดอนุภาคในอะตอม



6. จากการทดลองของโกลด์สไตน์  ทำให้ทราบได้ว่า
ก.  รังสีบวกเกิดจากแก๊สที่บรรจุภายใน
ข.  รังสีบวกไม่มีประจุไม่มีมวล
ค.  รังสีบวกมีมวลเท่ากันเสมอ
ง.  รังสีบวกมีอัตราส่วนประจุคงที่



7. เราทราบมวลอิเล็กตรอนจาการทดลองของใคร
ก.  ทอมสัน
ข.  มิลลิแกน
ค.  รัทเทอร์ฟอร์ด
ง.  ทอมสันและมิลลิแกน

8. อิเล็กตรอน  5  กรัม  มีจำนวนอิเล็กตรอนเท่าใด
ก.  7.5 x 1028
ข.  1.6 x 1028
ค.  5.5 x  10 27
ง.  5.5 x 1028

9. อิเล็กตรอนมี e/m  เท่าใด
ก.  1.6 x 10–19  e/g
ข.  1.76 x 108  e/g
ค.  9.11 x 10–28  e/g
ง.  1.675 x 109 e/g

10. อิเล็กตรอน  2.1x1021  อิเล็กตรอนมีมวลเท่าใด
ก.1.8 x 10–5
ข.1.9 3x10–6
ค.2.8 x 10–5
ง.1.9 x 10–6
เฉลย

แบบทดสอบ

เรื่อง การจัดอิเล็กตรอนในอะตอม

คำชี้แจง ให้นักเรียนเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุด ข้อสอบแต่ละข้อสามารถคลิกคำตอบได้เพียง 1 ครั้งเท่านั้น

1.  จำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละระดับพลังงานมีเป็นจำนวนเท่าใด

ก.  2n

ข.  n2

ค.  2n2

ง.  3n2

2. ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนมีกี่ระดับ

ก.  7

ข.  6

ค.  4

ง.  9

3. โพแทสเซียมเลขอะตอมเท่ากับ 19  จะมีการจัดอิเล็กตรอนอย่างไร

ก.  2 , 8 , 9

ข.  2 , 8 , 18 , 1

ค.  2 , 8 , 8 , 1

ง.  2 , 8 , 7 , 2

4. ธาตุในคาบ 4 มีกี่ระดับพลังงาน

ก.  4

ข.  3

ค.  2

ง.  1

5. แมกนีเซียมมีเลขอะตอม 12  มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่าใด

ก.  1

ข.  2

ค.  3

ง.  4

6. 10Ne มีการจัดอิเล็กตรอนในข้อใดถูกต้อง

ก.  1s2  2s2  2p6

ข.  1s2  2s2  3s2  3p4

ค.  1s2  2s2  3s2  3p3

ง.  1s2  2s2  3p5  3s1

7. 7N  มีการจัดอิเล็กตรอนในข้อใดถูกต้อง

ก.  1s2  2s2  2p6

ข.  1s2  2s2  2p5

ค.  1s2  2s2  2p4

ง.  1s2  2s2  2p3

8. ธาตุ X จัดอิเล็กตรอนเป็น 1s2  2s2  2p6 3s2  3p6   ธาตุ X มีเลขอะตอมเท่าใด

ก.  16

ข.  17

ค.  18

ง.  19

9. ธาตุ  22Ti  มีการจัดอิเล็กตรอนเป็น  1s2  2s2  2p6 3s2  3p6 4s2  3d2  ข้อใดเขียนแทนแก๊สเฉื่อยได้ถูกต้อง

ก.  [Ar]  3d2

ข.  [Ar]  4s2, 3d2

ค.  [Ne]  4s2, 3d2

ง.  [Ar]  3d2

10. ข้อใดเป็นรูปร่างของ s ออร์บิทัล

ก.วงรี

ข.ทรงกลม

ค.ดรัมเบลล์

ง.รูปสามเหลี่ยม

เฉลย

พันธะโลหะ

 พันธะโลหะ 
           เป็นพันธะภายในโลหะซึ่งเกี่ยวข้องกับ การเคลื่อนย้าย อิเล็กตรอน อิสระระหว่างแลตทิซของอะตอมโลหะ ดังนั้นพันธะโลหะจึงอาจเปรียบได้กับเกลือที่หลอมเหลว อะตอมของโลหะมีอิเล็กตรอนพิเศษเฉพาะในวงโคจรชั้นนอกของมันเทียบกับคาบ (period) หรือระดับพลังงานของพวกมัน อิเล็กตรอนที่เคลื่อนย้ายเหล่านี้เปรียบได้กับทะเลอิเล็กตรอน(Sea of Electrons) ล้อมรอบแลตทิชขนาดใหญ่ของไอออนบวก ยังไม่สามารถเขียนเป็นสูตรทางเคมีได้ เพราะไม่ทราบจำนวอ่านเพิ่มเติม

พันธะไอออนิก

พันธะไอออนิก 
           พันธะไอออนิก คือ พันธะที่เกิดขึ้นอันเนื่องมาจากแรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนบวก(cation) และไอออนลบ(anion) อันเนื่องมาจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอน จากโลหะให้แก่อโลหะ  โดยทั่วไปแล้วพันธะไอออนิกเป็นพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างโลหะและอโลหะ ทั้งนี้เนื่องจากว่าโลหะมีค่าพลังงานไอ่านเพิ่มเติม

พันธะโคเวเลนต์

พันธะโคเวเลนต์
          พันธะโคเวเลนต์ (อังกฤษ: Covalent bond) คือพันธะเคมี ภายในโมเลกุลลักษณะหนึ่ง พันธะโคเวเลนต์เกิดจากอะตอมสองอะตอมใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนหนึ่งคู่หรือมากกว่าร่วมกัน ทำให้เกิดแรงดึงดูดที่รวมอะตอมเป็นโมเลกุลขึ้น อะตอมมักสร้างพันธะโคเวเลนต์เพื่อเติมวงโคจรอิเล็กตรอนรอบนอกสุดให้เอ่านเพิ่มเติม

แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก

แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก        

      

        เนื่องจากแบบจำลองอะตอมของโบร์ (Niels Bohr)  มีข้อจำกัดที่ไม่สามารถใช้อธิบายสเปกตรัมของอะตอมที่มีหลายอิเล็กตรอน ได้มีการศึกษาเพิ่มเติมจนได้ข้อมูลที่เชื่อว่าอิเล็กตรอนมีสมบัติเป็นทั้งอนุภาคและคลื่น  โดยเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสในลักษณะของคลื่นนิ่ง  บริเวณที่พบอิเล็กตรอนได้พบได้หลายลักษณะเป็นรูปทรงต่าง ๆ ตามระดับพลังงานของอิเล็กตรอน  จากการใช้ความรู้ทางกลศาสตร์ควอนตัมสร้างสมการขึ้นเพื่อคำนวณหาโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในระดับพลังงานต่าง ๆ พบว่าแบบจำลองนี้อธิบายเส้นสเปกตรัมได้ดีกว่าแบบจำลองอะตอมของโบร์  โดยแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกกล่าวไว้ดังนี้

1.  อิเล็กตรอนมีขนาดเล็กมากและเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วตลอดเวลาไปทั่วทั้งอะตอม  จึงไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนของอะตอมได้

2.  มีโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสบางบริเวณเท่านั้น  ทำให้สร้างมโนภาพได้ว่าอะตอมประกอบด้วยกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนรอบ ๆ นิวเคลียส

3.  บริเวณที่กลุ่มหมอกทึบแสดงว่าโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนได้มากกว่าบริเวณที่มีกลุ่มหมอกจาง”

แบบจำลองอะตอมของโบร์

โบร์ได้ศึกษาแบบจำลองอะตอมขึ้นมาโดยนำแบบจำลองอะตอมของรัทฟอร์ดมาแก้ไข เขาศึกษาสเปกตรัมการเปล่งแสงของธาตุ โดยบรรจุแก๊สไฮโดรเจนในหลอดปล่อยประจุ จากนั้นให้พลังงานเข้าไป

ผลการทดลอง         

อิเล็กตรอนเคลื่อนจากขั้วบวกไปขั้วลบชนกับแก๊สไฮโดรเจน จากนั้นเปล่งแสงออกมาผ่านปริซึมทำให้เราเห็นเป็นเส้นสเปกตรัมสีต่าง ๆ ตกบนฉากรับภาพ

สรุปผลการทดลอง          

การเปล่งแสงของธาตุไฮโดรเจน เกิดจากอิเล็กตรอนเปลี่ยนระดับพลังงานจากวงโคจรสูงไปสู่วงโคจรต่ำ พร้อมทั้งคายพลังงานในรูปแสงสีต่าง ๆ  

สรุปแบบจำลองอะตอมของโบร์

1. อิเลคตรอนจะอยู่กันเป็นชั้น ๆ แต่ละชั้นเรียกว่า “ระดับพลังงาน”

2. อิเลคตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานวงนอกสุดเรียกว่า เวเลนซ์อิเลคตรอน (Valent electron)จะเป็นอิเลคตรอน

    ที่เกิดปฏิกิริยาต่าง ๆ ได้

3. อิเลคตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานวงในอยู่ใกล้นิวเคลียส จะเสถียรมากเพราะประจุบวกจากนิวเคลียสดึงดูด

    ไว้อย่างดี ส่วนอิเลคตรอนระดับพลังงานวงนอจะไม่เสถียรเพราะนิวเคลียสส่งแรงไปดึงดูดได้น้อยมาก 

4. ระดับการพลังงานวงในจะอยู่ห่างกันมาก ส่วนระดับพลังงานวงนอกจะอยู่ชิดกันมาก

5. การเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเลคตรอน ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนในระดับถัดกัน อาจเปลี่ยนข้ามระดับ

     พลังงานกันก็ได้

แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด

แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด

ในปี พ.ศ. 2454 (ค.ศ. 1911)  ลอร์ดเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด  (Lord Ernest Rutherford)  ได้ศึกษาแบบจำลองอะตอมของทอมสัน  และเกิดความสงสัยว่าอะตอมจะมีโครงสร้างตามแบบจำลองของทอมสันจริงหรือไม่  โดยตั้งสมมติฐานว่า

“ถ้าอะตอมมีโครงสร้างตามแบบจำลองของทอมสันจริง  ดังนั้นเมื่อยิงอนุภาคแอลฟาซึ่งมีประจุไฟฟ้าเป็นบวกเข้าไปในอะตอม  แอลฟาทุกอนุภาคจะทะลุผ่านเป็นเส้นตรงทั้งหมดเนื่องจากอะตอมมีความหนาแน่นสม่ำเสมอเหมือนกันหมดทั้งอะตอม”

เพื่อพิสูจน์สมมติฐานนี้  รัทเทอร์ฟอร์ดได้ทำการทดลองยิงอนุภาคแอลฟาไปยังแผ่นทองคำบาง ๆ โดยมีความหนาไม่เกิน 10–4 cm  โดยมีฉากสารเรืองแสงรองรับ  ปรากฏผลการทดลองดังนี้

1.  อนุภาคส่วนมากเคลื่อนที่ทะลุผ่านแผ่นทองคำเป็นเส้นตรง

2.  อนุภาคส่วนน้อยเบี่ยงเบนไปจากเส้นตรง

3.  อนุภาคส่วนน้อยมากสะท้อนกลับมาด้านหน้าของแผ่นทองคำ

แบบจำลองอะตอมของทอมสัน

การนำไฟฟ้าของแก๊ส

ปกติแก๊สเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี  ปรากฏการณ์ที่ยืนยันได้ว่าแก๊สนำไฟฟ้าได้ก็คือการเกิดฟ้าแลบ  ฟ้าผ่า แก๊สนำไฟฟ้าได้ดีขึ้นเมื่อแก๊สมีความดันต่ำ ๆ  และมีความต่างศักย์ของขั้วไฟฟ้าสูง ๆ การที่แก๊สนำไฟฟ้าได้เพราะแก๊สสามารถแตกตัวเป็นไอออนบวกและอิเล็กตรอน  เมื่ออยู่ในสนามไฟฟ้าศักย์สูง ๆ เช่น  แก๊สฮีเลียม (He)  และแก๊สไฮโดรเจน (H2)  จะเกิดการแตกตัวดังสมการ

                            He(g) ---->    He+(g)   +   e–

                            H(g) ---->    H+(g)   +   e–

------------------------------------------------------------------------------------------------------

การค้นพบโปรตอน

ในปี พ.ศ. 2429 (ค.ศ. 1866) ออยเกน  โกลด์ชไตน์  นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน  ได้ทำการทดลองโดยเจาะรูที่ขั้วแคโทดในหลอดรังสีแคโทด  พบว่าเมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในหลอดรังสีแคโทดจะมีอนุภาคชนิดหนึ่งเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของรังสีแคโทดผ่านรูของขั้วแคโทด  และทำให้ฉากด้านหลังขั้วแคโทดเรืองแสงได้  โกลด์ชไตน์ได้ตั้งชื่อว่า “รังสีแคแนล” (canal ray)  หรือ “รังสีบวก”(positive ray)  สมบัติของรังสีบวกมีดังนี้

1.  เดินทางเป็นเส้นตรงไปยังขั้วแคโทด

2.  เมื่อผ่านรังสีนี้ไปยังสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า  รังสีนี้จะเบี่ยงเบนไปหาขั้วลบ  แสดงว่ารังสีนี้ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก

3.  มีอัตราส่วนประจุต่อมวลไม่คงที่  ขึ้นอยู่กับชนิดของแก๊สในหลอด  และถ้าเป็นแก๊สไฮโดรเจนรังสีนี้จะมีอัตราส่วนประจุต่อมวลสูงสุด  เรียกอนุภาคบวกในรังสีแคแนลของไฮโดรเจนว่า “โปรตอน”

4.  มีมวลมากกว่ารังสีแคโทด  เนื่องจากความเร็วในการเคลื่อนที่ต่ำกว่ารังสีแคโทด

แบบจำลองอะตอมของทอมสัน

วิวัฒนาการของแบบจำลองอะตอม

วิวัฒนาการของแบบจำลองอะตอม

   วิวัฒนาการของแบบจำลองอะตอมตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันมีดังนี้ 

แบบจำลองอะตอมของดอลตัน

ในปี พ.ศ. 2346 (ค.ศ. 1803)  จอห์น ดอลตัน (John Dalton)  นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้เสนอทฤษฎีอะตอมเพื่อใช้อธิบายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของสารก่อนและหลังทำปฏิกิริยา  รวมทั้งอัตราส่วนโดยมวลของธาตุที่รวมกันเป็นสารประกอบ  ซึ่งสรุปได้ดังนี้

1.  ธาตุประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ หลายอนุภาค  อนุภาคเหล่านี้เรียกว่า “อะตอม”  ซึ่งแบ่งแยกไม่ได้  และทำให้สูญหายไม่ได้

2.  อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีสมบัติเหมือนกัน  เช่นมีมวลเท่ากัน  แต่จะมีสมบัติต่างจากอะตอมของธาตุอื่น

3.  สารประกอบเกิดจากอะตอมของธาตุมากกว่าหนึ่งชนิดทำปฏิกิริยาเคมีกันในอัตราส่วนที่เป็นเลขลงตัวน้อย ๆ

ทฤษฎีอะตอมของดอลตันใช้อธิบายลักษณะและสมบัติของอะตอมได้เพียงระดับหนึ่ง  แต่ต่อมานักวิทยาศาสตร์ค้นพบข้อมูลบางประการที่ไม่สอดคล้องกับทฤษฎีอะตอมของ ดอลตัน  เช่น  พบว่าอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันอาจมีมวลแตกต่างกันได้  อะตอมสามารถแบ่งแยกได้

แบบจำลองอะตอมของดอลตัน

แบบจำลองอะตอม

แบบจำลองอะตอม

          เป็นที่ยอมรับกันแล้วว่าสารต่าง ๆ นั้นประกอบด้วยอะตอม  แต่อย่างไรก็ตามยังไม่มีผู้ใดเคยเห็นรูปร่างที่แท้จริงของอะตอม  รูปร่างหรือโครงสร้างของอะตอมจึงเป็นเพียงจินตนาการหรือมโนภาพที่สร้างขึ้นเพื่อให้สอดคล้องกับการทดลอง  เรียกว่า “แบบจำลอง”  ซึ่งจัดเป็นทฤษฎีประเภทหนึ่ง  แบบจำลองอะตอมอาจเปลี่ยนแปลงไปได้ตามผลการทดลองหรือข้อมูลใหม่ ๆ เมื่อแบบจำลองอะตอมเดิมอธิบายไม่ได้  ดังนั้นแบบจำลองอะตอมจึงได้มีการแก้ไขพัฒนาหลายครั้งเพื่อให้สอดคล้องกับการทดลอง  นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีกำลังขยายสูงมากร่วมกับคอมพิวเตอร์  และถ่ายภาพที่เชื่อว่าเป็นภาพภายนอกของอะตอม

อะตอม

อะตอม

อะตอม  เป็นคำที่มาจากภาษากรีกว่า atomos โดยนักปราชญ์กรีกยุคโบราณมีความเชื่อว่า  สิ่งของต่าง ๆ ประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กมาก  เมื่อแบ่งสารต่าง ๆ ออกไปเรื่อย ๆ จนมีขนาดเล็กที่สุดซึ่งไม่สามารถแบ่งได้อีกต่อไป  จึงเรียกอนุภาคที่เล็กที่สุดนี้ว่า “อะตอม”