สเปกตรัมของธาตุ - pccnst.ac.th set-4-Elementa… · เฉลยใบงานที่ 4.1 เรื่อง สเปกตรัมของธาตุ

ชดกจกรรมการเรยนร

นางสาวเบญจมาศ เภรฤกษ

ต าแหนง คร วทยฐานะ ครช านาญการ โรงเรยนวทยาศาสตรจฬาภรณราชวทยาลย

นครศรธรรมราช ส านกงานเขตพนทการศกษาการมธยมศกษา เขต 12

รายวชาเคมพนฐาน รหสวชา ว30121 หนวยการเรยนร โครงสรางอะตอม

ชนมธยมศกษาปท 4

สเปกตรมของธาต

ชดท4

ค ำน ำ ชดกจกรรมการเรยนร รายวชาเคมพนฐาน รหสวชา ว30121 ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 4 จดท าขนจากประสบการณการจดการเรยนการสอนและการศกษาสภาพปญหาการจดกจกรรมการเรยนรในรายวชาเคมพนฐาน ซงประกอบดวยหนวยการเรยนร 3 หนวย คอ

หนวยท 1 ปรมาณสมพนธ หนวยท 2 โครงสรางอะตอม หนวยท 3 พนธะเคม

จากประสบการณในการจดกจกรรมการเรยนการสอนพบวา หนวยท 2 เรอง โครงสรางอะตอม เปนพนฐานส าคญในการเรยนเนอหาเคมทมความซบซอนมากยงขน และการจดการเรยนการสอนควรเนนใหผเรยนไดลงมอปฏบต ขาพเจาจงน าจดกจกรรมการเรยนรโดยใชการสบเสาะหาความรชวยออกแบบชดกจกรรมการเรยนร เรอง โครงสรางอะตอม ซงประกอบดวยชดกจกรรมยอยจ านวน 7 ชดกจกรรม คอ

ชดกจกรรมท 1 เรอง แบบจ าลองอะตอม ชดกจกรรมท 2 เรอง อนภาคมลฐานของอะตอมและสญลกษณนวเคลยร ชดกจกรรมท 3 เรอง คลนและสเปกตรมของแสงขาว ชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต ชดกจกรรมท 5 เรอง แบบจ าลองอะตอมแบบกลมหมอก ชดกจกรรมท 6 เรอง การจดเรยงอเลกตรอน ชดกจกรรมท 7 เรอง แนวโนมสมบตของธาตตามตารางธาต ส าหรบชดกจกรรมเลมนคอ ชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธำต ผจดท าหวงเปนอยาง

ยงวา ชดกจกรรมนจะเปนสอในการจดกจกรรมการเรยนรใหกบนกเรยนในการแสวงหาความรไดอยางมประสทธภาพตรงตามเปาหมายของหลกสตรทก าหนดไว เปนประโยชนแกครผสอนและผสนใจ อยางไรกตามหากมขอบกพรองประการใด ผจดท ามความยนดและขอขอบพระคณอยางยง หากไดรบค าแนะน า แกไข เสนอแนะจากผใชในโอกาสตอไป

เบญจมาศ เภรฤกษ

สำรบญ

เรอง หนา ผงมโนทศน ก การจดกจกรรมการเรยนรแบบสบเสาะหาความร ข ค าชแจง ชดกจกรรมการเรยนร ค คมอคร จ คมอนกเรยน ฉ แบบทดสอบกอนเรยน ชดท 4 เรอง สเปกตรมของธาต 1 กระดาษค าตอบแบบทดสอบกอนเรยน ชดท 4 เรอง สเปกตรมของธาต 4 ใบกจกรรมท 4.1 การศกษาสเปกตรมของธาตดวยกลองสเปกโตรสโคป 5 ใบความรท 4.1 เรอง สเปกตรมของธาต 10 ใบงานท 4.1 เรอง สเปกตรมของธาต 20 แบบทดสอบหลงเรยน ชดท 4 เรอง สเปกตรมของธาต 21 กระดาษค าตอบแบบทดสอบหลงเรยน ชดท 4 เรอง สเปกตรมของธาต 24 บรรณานกรม 25 ภาคผนวก 26 เฉลย แบบทดสอบกอนเรยน เฉลยใบงานท 4.1 เรอง สเปกตรมของธาต เฉลย แบบทดสอบหลงเรยน

ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 4 เรอง สเปกตรมของธาต เคมพนฐาน ว30121 | ก

นางสาวเบญจมาศ เภรฤกษ โรงเรยนวทยาศาสตรจฬาภรณราชวทยาลย นครศรธรรมราช

ผงมโนทศน

ชดกจกรรมการเรยนร หนวยการเรยนร เรอง โครงสรางอะตอม รายวชาเคมพนฐาน รหสวชา ว30121 ชนมธยมศกษาปท 4

โครงสรางอะตอม

แบบจ าลองอะตอม

การจดเรยงอเลกตรอน

แบบจ าลองอะตอมดาลตน

แบบจ าลองอะตอมทอมสน

แบบจ าลองอะตอมรทเทอรฟอรด

คลนและสมบตของคลน

ไอโซโทป ไอโซโทน ไอโซบาร

แบบจ าลองอะตอมโบร

สเปกตรมของธาต

แบบจ าลองอะตอมแบบกลมหมอก

อนภาคมลฐานของอะตอม

แนวโนมสมบตของธาตตามตารางธาต

บรเวณทมโอกาสพบอเลกตรอน

เลขควอนตม

ระดบพลงงานหลก พลงงานไอออไนเซชน

พลงงานสมพรรคภาพอเลกตรอน

ระดบพลงงานยอย

อเลกโทรเนกาตวต

ขนาดอะตอม ขนาดไอออน

หลกของเอาฟบาว หลกของเพาล กฎของฮนด

ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 4 เรอง สเปกตรมของธาต เคมพนฐาน ว30121 | ข


กจกรรมการเรยนรแบบสบเสาะหาความร (Inquiry - based Learning)

กจกรรมการเรยนรแบบสบเสาะหาความร (Inquiry - based Learning) หมายถง กจกรรมการเรยนการสอนตามแผนการจดการเรยนร เรอง โครงสรางอะตอม รายวชาเคมพนฐาน ว30121 ทมงสงเสรมใหนกเรยนรจกคนควาหาความรดวยตนเองจากสงทนกเรยนสนใจ เปนปญหา ประเดนส าคญและขอสงสยซงสอดคลองกบความรเดมทนกเรยนมอย ใหมโอกาสคดเปน ท าเปนและแกปญหาไดโดยใชกระบวนการทางวทยาศาสตรในการสบเสาะหาความร ครมหนาทแนะน าและชวยเหลอเทาทจ าเปน ดวยการตงค าถามอยางมระบบน าไปสความรใหมทไดจากการสบเสาะหาความรของนกเรยน ซงการสอนแบบสบเสาะหาความร แบงออกเปน 5 ขนตอน ดงน 1. ขนสรางความสนใจ (Engagement)

เปนขนน าเขาสบทเรยนจากเรองทนาสนใจหรอเหตการณใกลตว หรอเรองทเชอมโยงกบความรเดมทผเรยนมอยแลว เพอเปนตวกระตนใหผเรยนสรางค าถามน าไปสการก าหนดประเดนหรอปญหาทจะศกษา 2. ขนส ารวจและคนหา (Exploration)

เมอผเรยนไดประเดนหรอปญหาทจะศกษาแลวและไดท าความเขาใจเปนอยางด ขนตอนนเปนการก าหนดแนวทางการตรวจสอบ การตงสมมตฐาน การก าหนดวธการตรวจสอบ และการลงมอปฏบตเพอตรวจสอบปญหาหรอประเดนทศกษา 3. ขนอธบายและลงขอสรป (Explanation)

เมอไดขอมลจากการตรวจสอบแลว ขนตอนนเปนการวเคราะหขอมล การแปลผล สรปผลและน าเสนอในรปแบบตางๆ 4. ขนขยายความร (Elaboration)

เปนการน าความรทสรางขนไปเชอมโยงกบความรเดมหรอแนวคดทไดคนควาเพมเตม ไปใชอธบายเหตการณอนๆได ท าใหเกดการน าความรทกวางขวางขน 5. ขนประเมน (Evaluation)

เปนขนตอนการประเมนการเรยนรดวยกระบวนการตางๆ ของผเรยนวา มความรอะไรบาง อยางไร ซงจากขนตอนนจะน าไปสการน าความรทไดไปประยกตใช

ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 4 เรอง สเปกตรมของธาต เคมพนฐาน ว30121 | ค


ค าชแจง

ชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต ค าชแจงส าหรบครผสอน

1. เตรยมเอกสารและอปกรณ 1.1 คมอครชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต จ านวน 1 ชด 1.2 แผนการจดการเรยนรท 4 เรอง สเปกตรมของธาต จ านวน 1 ชด 1.3 คมอนกเรยนชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต จ านวน เทากบจ านวนนกเรยน 1.4 ใบความร ใบงาน ชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต จ านวน เทากบจ านวนนกเรยน 1.5 แบบทดสอบกอนเรยน เรอง สเปกตรมของธาต จ านวน เทากบจ านวนนกเรยน 1.6 แบบทดสอบหลงเรยน เรอง สเปกตรมของธาต จ านวน เทากบจ านวนนกเรยน

2. ศกษารายละเอยดกอนปฏบตกจกรรมการสอน 2.1 ศกษาค าชแจงของชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต 2.2 ศกษาคมอคร คมอนกเรยน แผนการจดการเรยนรท 4 ใบความร ใบงาน 2.3 จดเตรยมสถานทและวสดอปกรณในการจดกจกรรม

3. บทบาทของครผสอน 3.1 ด าเนนการเตรยมเอกสาร อปกรณและสถานทในการจดกจกรรมใหเรยบรอย 3.2 ด าเนนการจดเตรยมความพรอมตาง ๆ ใหเหมาะสมกบการเรยนการสอนชดกจกรรมท 4 3.3 ด าเนนการจดกจกรรมตามล าดบขนตอน ชแจงใหนกเรยนไดศกษาคมอนกเรยน ใบกจกรรม

ใบงานและท ากจกรรมตามล าดบขนตอน โดยครเปนทปรกษาและใหค าแนะน าขณะท ากจกรรม

ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 4 เรอง สเปกตรมของธาต เคมพนฐาน ว30121 | ง


แผนผงแสดงขนตอนการเรยนโดยใชชดกจกรรม

ท าแบบทดสอบกอนเรยน

อานค าชแจง/ค าแนะน าการ

ใชชดกจกรรม

ศกษาชดกจกรรม โดยปฏบตดงน - อานค าชแจง - ท าใบกจกรรม - ศกษาใบความร - ท าใบงาน - ท าแบบทดสอบหงเรยน

ตรวจ แบบทดสอบกอน – หงเรยน

ใบกจกรรม ใบงาน ประเมนผ

ศกษาชดกจกรรมตอไป ผานเกณฑ

ไมผานเกณฑ

ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 4 เรอง สเปกตรมของธาต เคมพนฐาน ว30121 | จ


คมอคร

ชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต

ค าชแจงส าหรบครผสอน 1. เตรยมเอกสารและอปกรณ

1.1 คมอครชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต จ านวน 1 ชด 1.2 แผนการจดการเรยนรท 4 เรอง สเปกตรมของธาต จ านวน 1 ชด 1.3 คมอนกเรยนชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต จ านวน เทากบจ านวนนกเรยน 1.4 ใบความร ใบงาน ชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต จ านวน เทากบจ านวนนกเรยน 1.5 แบบทดสอบกอนเรยน เรอง สเปกตรมของธาต จ านวน เทากบจ านวนนกเรยน 1.6 แบบทดสอบหลงเรยน เรอง สเปกตรมของธาต จ านวน เทากบจ านวนนกเรยน

2. ศกษารายละเอยดกอนปฏบตกจกรรมการสอน 2.1 ศกษาค าชแจงของชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต 2.2 ศกษาคมอคร คมอนกเรยน แผนการจดการเรยนรท 4 ใบความร ใบงาน 2.3 จดเตรยมสถานทและวสดอปกรณในการจดกจกรรม

3. บทบาทของครผสอน 3.1 ด าเนนการเตรยมเอกสาร อปกรณและสถานทในการจดกจกรรมใหเรยบรอย 3.2 ด าเนนการจดเตรยมความพรอมตาง ๆ ใหเหมาะสมกบการเรยนการสอนชดกจกรรมท 4 3.3 ด าเนนการจดกจกรรมตามล าดบขนตอน ชแจงใหนกเรยนไดศกษาคมอนกเรยน ใบกจกรรม

ใบงานและท ากจกรรมตามล าดบขนตอน โดยครเปนทปรกษาและใหค าแนะน าขณะท ากจกรรม

ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 4 เรอง สเปกตรมของธาต เคมพนฐาน ว30121 | ฉ


คมอนกเรยน

ชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต

ค าชแจงส าหรบนกเรยน 1. เวาเรยน ชดกจกรรมนใชเวลาเรยนจ านวน 3 ชวโมง 2. เอกสารประกอบการเรยนนกเรยนรบเอกสารจากครกลมละ 1 ชด เพอศกษารายละเอยดดงน

2.1 คมอนกเรยนชดกจกรรมท 4 เรอง สเปกตรมของธาต 2.2 ใบความร 2.3 ใบงาน 2.4 แบบทดสอบกอนเรยน 2.5 แบบทดสอบหลงเรยน

3. ผการเรยนร วเคราะหแบบจ าลองอะตอมดาลตล ทอมสน รทเทอรฟอรด โบรและแบบจ าลองแบบกลมหมอกได

4. จดประสงคของการเรยน 4.1 บอกสของเปลวไฟของธาตได 4.2 บอกความแตกตางระหวางสเปกตรมของแสงจากดวงอาทตยกบแสงจากหลอดฟลออเรส

เซนตได 4.3 บอกความแตกตางของเสนสเปกตรมของธาตทน ามาทดสอบได 4.4 สรางกลองสเปกโตรสโคปอยางงายได

5. กจกรรมทนกเรยนตองปฏบต 5.1 ศกษาคมอนกเรยนใหเขาใจกอนท ากจกรรม 5.2 ขณะใชชดกจกรรม ใหนกเรยนด าเนนกจกรรมตามล าดบดงน

5.2.1 แบงกลมออกเปน 6 กลม กลมละ 4 คนโดยใชวธการแบงกลมแบบความรวมมอ คอ ในแตละกลมจะมนกเรยนท เรยนเกง ปานกลาง และออนอยรวมกนในแตละกลมเพอใหเกดการชวยเหลอกน

5.2.2 เลอกประธานกลมละ 1 คนใหท าหนาทประสานงานกบครผสอน ชแจงและแลงงานใหสมาชกในกลมชวยกนปฏบตงาน เลอกเลขานการกลม 1 คนท าหนาทจดบนทกขอมลตางๆจดท ารายงานสรปรายงาน สมาชกทเหลอในกลมท าหนาทรบผดชองและเสนอความคดเหนในการปฏบตกจกรรม

5.2.3 ท าแบบทดสอบกอนเรยนจ าวน 10 ขอ ใชเวลา 15 นาท 5.2.4 ศกษาบตรเนอหาและท าบตรงาน 5.2.5 ปฏบตตามชดกจกรรมดวยความตงใจ

5.3 ท าแบบทดสอบหลงเรยนจ านวน 10 ขอ ใชเวลา 15 นาท

ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 4 เรอง สเปกตรมของธาต เคมพนฐาน ว30121 | 1


แบบทดสอบกอนเรยน เรอง สเปกตรมของธาต

ค าชแจง: แบบทดสอบชดนเปนแบบปรนย 4 ตวเลอก จ ำนวน 10 ขอ 10 คะแนน ค าสง: ใหนกเรยนท ำเครองหมำย ตรงกบค ำตอบทถกตองลงในกระดำษค ำตอบเพยงขอเดยว 1. สำรประกอบในขอใดเมอถกเผำจะเกดเสนสเปกตรมทมควำมยำวคลนยำวทสด

ก. CuCl2 ข. BaCO3

ค. KCl ง. CaBr

2. จำกกำรทดลองเกยวกบสเปกตรมของไฮโดรเจนพบวำ มเสนทมสตำงๆ กน 4 เสน ค ำนวณคำ

พลงงำนของแตละเสน แลวเรยงล ำดบพลงงำนจำกนอยไปมำกพบวำ E1 < E2 < E3 < E4 ขอสรปจำกกำรทดลองนคอ

1. ไฮโดรเจนอะตอมมสถำนะกระตนไดหลำยระดบพลงงำน 2. (E2 – E1) = (E3 – E2) 3. (E2 – E1) > (E3 – E2) 4. สเปกตรมของไฮโดรเจนมหลำยสนนเกดจำกอเลกตรอนจ ำนวนมำกรบและคำย

พลงงำน

ก. 1 และ 2

ข. 1 และ 3

ค. 2 และ 4

ง. 3 และ 4

3. จำกขอมลขำงตน ขอควำมใดไมถกตอง

ก. ถำน ำ CaCl2 มำเผำไฟ ควรจะไดเปลวไฟสเดยวกบ Ca(NO3)2 ข. กำรเผำสำรประกอบตำง ๆ เฉพำะโลหะเทำนนทเกดสเปกตรมได ค. สทมองเหนไดดวยตำเปลำและดวยเครองสเปกตรมเกดจำกโลหะ ง. สำรประกอบทมโลหะชนดเดยวกนจะใหสของเปลวไฟเหมอนกน

4. พจำรณำคำพลงงำนของเสนสเปกตรมของไฮโดรเจน

เสนสเปกตรม ควำมยำวคลน (nm) กำรเปลยนแปลงระดบพลงงำน

ของอเลกตรอน สมวง 410 E4 E0

สน ำเงน 434 E3 E0

สน ำทะเล 486 E2 E0 สแดง 656 E1 E0



E0 เปนพลงงำนในสถำนะพน E1 เปนพลงงำนในสถำนะกระตนท 1 E2 เปนพลงงำนในสถำนะกระตนท 2 E3 เปนพลงงำนในสถำนะกระตนท 3 E4 เปนพลงงำนในสถำนะกระตนท 4 ก ำหนดให h = 6.626 x 10-34 Js, c = 3.0 x 108 m/s ขอใดผด

ก. อเลกตรอนทระดบพลงงำน E4 คำยพลงงำน 2.70x10-19 kJ เพอมำอยทระดบพลงงำน E3 ข. อเลกตรอนทระดบพลงงำน E3 คำยพลงงำน 1.55x10-19 kJ เพอมำอยทระดบพลงงำน E1 ค. อเลกตรอนทระดบพลงงำน E0 ดดกลนพลงงำน 4.84x10-19 kJ เพอไปอยทระดบพลงงำน E4 ง. ใหพลงงำน 1.06x10-19 kJ แกอเลกตรอนทระดบพลงงำน E1 จะท ำใหอเลกตรอนยำยไปท

ระดบพลงงำน E2

5. ขอใดอธบำยไดถกตองเมอเผำธำตโซเดยมและมองเหนสของเปลวไฟเปนสเหลองทควำมยำวคลนคำหนง

ก. อะตอมสำมำรถดดกลนพลงงำนไวปรมำณหนงเทำนน ข. หลงจำกดดกลนพลงงำนเอำไวอะตอมจะปลอยพลงงำนจ ำนวนหนงซงขนอยกบปรมำณสำรท

เผำ ค. เมออยในภำวะกระตนทมระดบพลงงำนสง อะตอมจะดดกลนพลงงำนจ ำนวนหนง ซงท ำให

เกดแสงทมควำมยำวคลนคำหนง ง. เมออยในภำวะกระตนทมระดบพลงงำนสง อะตอมจะปลอยพลงงำนจ ำนวนหนง ท ำให

อเลกตรอนกระโดดกลบมำสระดบพลงงำนต ำ

6. อธบำยกำรเกดเสนสเปกตรมของหลอดไฮโดรเจนในอนกรมของบลเมอร ดงรป

กำรเปลยนแปลงพลงงำนของอะตอมไฮโดรเจนสำมำรถค ำนวณไดจำกสมกำรของรดเบรก โดย คำคำคงตวของรดเบรกมคำ 2.18 x 10 -18 J คำคงทของพลงคมคำ 6.625 x 10-34 J·s ควำมเรวของคลนแมเหลกไฟฟำในสญญำกำศมคำ 3.0 x 108 m/s ถำกำรเปลยนแปลงพลงงำนของอเลกตรอนจำกระดบพลงงำน n = 7 ปลอยโฟตอนทควำมยำวคลน 2,170 nm จงหำระดบพลงงำนสดทำยของอเลกตรอน ก. n = 1 ข. n = 2

ค. n = 3 ง. n = 4



7. กำรเกดสเปกตรมของธำตเกยวของกบกำรเปลยนแปลงพลงงำนอยำงไร

ก. มกำรปลอยพลงงำนออกมำเมออเลกตรอนเคลอนทจำกระดบพลงงำนสงสระดบพลงงำนต ำ ข. มกำรรบพลงงำนเพอกระตนใหอเลกตรอนเปลยนระดบพลงงำน ค. มกำรรบพลงงำนเพอใหอเลกตรอนหลดออกจำกอะตอมในสถำนะแกส ง. มกำรปลอยพลงงำนเนองจำกเกดกำรสรำงพนธะเคม

8. ขอควำมใดตอไปนกลำวไมถกตอง

ก. ธำตชนดเดยวกนจะมสเปกตรมสเดยวกนเสมอ ข. กำรเปลยนระดบพลงงำนของอเลกตรอนอำจมกำรเปลยนแปลงขำมระดบชนพลงงำนได ค. ระดบพลงงำนต ำ ๆ จะอยใกลชดกน ระดบพลงงำนสงขนจะอยหำงกนมำกขน ง. อเลกตรอนรบพลงงำนขนไปอยในระดบพลงงำนทสงขนและคำยออกมำกเทำกบทรบเขำไป

9. กำรท ำพลประกอบดวยสำรประกอบของธำตหลำยชนด เชน สำรประกอบของโซเดยมใหเสน

สเปกตรมสเหลองทมควำมยำวคลน 5.90 X 102 nm. เสนสเปกตรมนมพลงงำนกกโลจล ก ำหนด Plank’s constant = 6.6×10-34 J.s และควำมเรวแสง = 3.0×108 m.s-1

ก. 1.2 X 10-34 kJ ข. 1.17 X 10-31 kJ

ค. 1.12 X 10-34 kJ ง. 3.90 X 10-34 kJ

10. จำกสเปกตรมของไฮโดรเจน ไดผลดงรป

จงค ำนวณหำพลงงำนในหนวยกโลจล (kJ) ของสเปกตรมทมควำมถต ำสดใน Lyman’s Series ก ำหนดคำคงทตำง ๆ ดงน h = 6.6×10-34 J·s, c = 3.0×108 m·s-1, R = 1.0×107 m-1, 1 eV = 1.6×10-19 C

ก. 1.49 ×10-18 kJ ข. 7.5 × 106 kJ

ค. 2.49 ×10-21 kJ ง. 1.49 ×10-21 kJ



กระดาษค าตอบ แบบทดสอบกอนเรยน

ชดกจกรรมการเรยนร ชดท 4 เรอง สเปกตรมของธาต

ชอ ……………………………………....... นามสกล ………….……………………….. เลขท ………. หอง ………

===============================================================

ขอ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ก ข ค ง

น าคะแนนมาเทยบกบเกณฑไดดงน ถานกเรยนท าคะแนนได 0 – 4 คะแนน อยในเกณฑ ไมผาน ถานกเรยนท าคะแนนได 5 – 6 คะแนน อยในเกณฑ พอใช ถานกเรยนท าคะแนนได 7 – 8 คะแนน อยในเกณฑ ด ถานกเรยนท าคะแนนได 9 – 10 คะแนน อยในเกณฑ ดมาก

คะแนนทไดคอ



ใบกจกรรมการทดลองท 4.1

เรอง การศกษาสเปกตรมของธาตดวยกลองสเปกโตรสโคป (spectroscopy box) สเปกตรม (spectrum) เปนคลนแมเหลกไฟฟาทมความถและความยาวคลนตาง ๆ กน สเปกตรมม 2 ชนดคอสเปกตรมตอเนองและสเปกตรมเสน ซงสเปกตรมของธาตจะเปนสเปกตรมเสนทมลกษณะเฉพาะตวของธาตแตละชนดไมซากน สเปกตรม เกดจากอเลกตรอนในสภาวะพนฐานไดรบพลงงานสงขนอยในสภาวะกระตน ซงเปนสภาวะทไมเสถยรอเลกตรอนจงมการปลอยพลงงานสวนหนงออกมาทาใหเหนเปนสเปกตรมทมพลงงานบางคาเฉพาะตวสาหรบธาตนนๆและไมซากน เชน ธาตไฮโดรเจน มสเปกตรม 4 เสนทมองเหนได จดประสงคการทดลอง

1. สรางอปกรณสาหรบหาตาแหนงของเสนสเปกตรมของไอปรอทอยางงายรวมกบกลองถายภาพดจตลได

2. ใชกลองสเปกโตรสโคปหาตาแหนงเสนสเปกตรมของธาตไฮโดรเจนได 3. คานวณหาสมการมาตรฐานสาหรบกลองสเปกโตรสโคปได 4. ใชกลองสเปกตโตรสโคปคานวณหาความยาวคลนของเสนสเปกตรมของไอปรอทได

สารเคมและอปกรณ

1. ชดประกอบกลองสเปกโตรสโคปอยางงาย 2. กรรไกร 3. กาว หรอ เทปกาว 4. มดคตเตอร 5. เกรตตง

วธการทดลอง ตอนท 1 การสรางกลองสเปกโตรสโคป

1. ตดแบบชดประกอบกลอง สเปกโตรสโคปตามรอบเสนทบโดยเรมจากชนทเปนชองสาหรบมอง

2. พบตามรอบปะและตดกาว หรอเทปกาวเพอใชเปนชองกนแสงเวลามองสเปกตรม 3. ใชมดคทเตอรตดชองสดาเหนอสเกลไมบรรทด เพอเปนชองใหแสงเขา 4. ตดชองสเหลยมทมรปกากบาท เพอใชเปนชองสาหรบมองเสนสเปกตรมภายใน 5. พบตามรอยประทงหมดทากาวเพอตดกลอง หรออาจใชเทปกาวเพอตดกลองให

แขงแรง



6. วางเกรตตงตดใหพอดตดกบดานขางของกลองดงภาพ ดวยเทปใสแลวจงครอบกระดาษทตดไวสาหรบทาชองมอง

7. เจาะชองขนาด 3 x 3 cm. 2 ดานขาง สาหรบใหแสงผานเพอทาใหมองเหนสเกลไมบรรทด

ตอนท 2 การทดสอบกลองสเปกโตรสโคป

1. นากลองสเปกโตรสโคปทดสอบมองแสงจากหลอดไฟฟลออเรสเซนตและหลอดบรรจแกสไฮโดรเจน ดงภาพ

2. ทาการทดลองการใชกลองสเปกโตรสโคป สงเกตตาแหนงของเสนสเปกตรมระบตาแหนงดวยตาหรอระบตาแหนงดวยกลองดจตล

3. บนทกตาแหนงบนไมบรรทดทอานไดลงในตารางบนทกผล 4. หาสมการมาตรฐานสาหรบกลองสเปกโตรสโคป

ตอนท 3 การทดลองหาเสนสเปกตรมของไอปรอท

1. ทาการทดลองการใชกลองสเปกโตรสโคป สงเกตตาแหนงของเสนสเปกตรมไอปรอทระบตาแหนงดวยตาหรอระบตาแหนงดวยกลองดจตล

2. บนทกตาแหนงบนไมบรรทดทอานไดลงในตารางบนทกผล 3. คานวณหาความยาวคลนสเปกตรมทพบ



ผลการทดลอง ตอนท 2 : สเปกตรมของไฮโดรเจน 2.1 ภาพถายสเปกตรมไฮโดรเจนจากกลองสเปกตรม

สทสงเกตเหน ความยาวคลน (nm.) ตาแหนงบนไมบรรทด (cm.) สมวง 410.5 สนาเงน 434.5 สเขยวแกมนาเงน 486.8 สแดง 656 2.1 สรางกราฟมาตรฐานและเทยบหาความยาวคลนของเสนสเปกตรม 2.2 สมการของกลองสเปกโตรสโคปทสราง :



ตอนท 3 : สเปกตรมของไอปรอท 3.1 ภาพถายสเปกตรมไอปรอทจากกลองสเปกตรม

สทสงเกตเหน ตาแหนงบนไมบรรทด (cm.) ความยาวคลน (nm.) 3.2 แสดงวธการคานวณหาความยาวคลนของไอปรอท



อภปรายและสรปผลการทดลอง ค าถามทายการทดลอง 1. ทาไมธาตไฮโดรเจนมอเลกตรอน 1 ตวจงมสเปกตรมได 4 เสนในชวงตามองเหน

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………



ใบความรท 4.1

เรอง สเปกตรมของธาต สเปกตรม (Spectrum) สเปกตรม (Spectrum) หมายถง อนกรมของแถบสหรอ หรอเสนทไดจากการผานพลงงานรงสเขาไปในสเปกโตรสโคป ซงท าใหพลงงานรงสแยกออกเปนแถบหรอเปนเสนทมความยาวคลนตาง ๆ เรยงล าดบกนไป สเปกโตรสโคป (Spectroscope) หรอสเปกโตรมเตอร (Spectrometer) หมายถง เครองมอทใชแยกสตามความถ หรอเครองมอทใชศกษาเกยวกบสเปกตรม สเปกตรม แบงเปน 2 ประเภท คอ ก. สเปกตรมแบบตอเนอง (Continuous spectrum) เปนสเปกตรมทประกอบดวยแถบสทมความถตอเนองกนไปอยางกลมกลนกน เชน สเปกตรมของแสงอาทตย ข. สเปกตรมไมตอเนอง (Discontinuous spectrum) หรอเรยกเสนสเปกตรม ลกษณะของสเปกตรมจะเปนเสนหรอแถบสเลก ๆ ทไมเกดตอเนองกนไป แตมการเวนชวงของความถทเสนสเปกตรมเกด เชน สเปกตรมธาตไฮโดรเจน ธาตฮเลยม เปนตน สเปกตรมทไมตอเนองจะมบทบาททส าคญในการศกษาโครงสรางอะตอม เนองจากอะตอมของธาตตาง ๆ จะมเสนสเปกตรมเฉพาะตวคลายกบลายนวมอของคนแตละคนทไมเหมอนกน ส าหรบสเปกตรมของธาต ถาพลงงานรงสเกดจากการเปลยนแปลงของอะตอมจะเรยกวา “อะตอมมก สเปกตรม (Atomic spectrum) ” ความยาวคลน (Wavelength) ใชสญลกษณเปน (อานวา แลมบดา) เปนสมบตทส าคญของคลนหมายถง ระยะทางทคลนเคลอนทครบ 1 รอบพอด (คอระยะทางจากจด ก. ถงจด ข. ในรป หรอระยะทางจากจดประปลายหนงไปยงอกปลายหนง) ความยาวคลนมหนวยเปนเมตร ( m ) หรอหนวยยอยของเมตร เชน นาโนเมตร (nm) โดย 1 nm = 10-9 เมตร

ความถของคลน ใชสญลกษณเปน (อานวา นว) หมายถง จ านวนรอบของคลนทเคลอนทผานจดใดจดหนงในเวลา 1 วนาท ความถของคลนจงมหนวยเปนจ านวนรอบตอวนาท ( S-

1 หรอ cycle/s) หนวยนมชอเรยกอกอยางหนงวาเฮรตซ ( Hertz) หรอใชสญลกษณเปน Hz แอมปลจด ( Amplitude) คอ ความสงของยอดคลน คลนทจะศกษากนในทนเปนคลนแมเหลกไฟฟาในชวงความยาวคลนระหวาง 380 ถง 750 nmซงเปนชวงคลนทมความยาวและความถทประสาทตาของคนจะรบไดเรยกคลนแมเหลกไฟฟาชวง



ดงกลาวนวา “แสงขาว (Visibel light)” ส าหรบชวงอน ๆ นอกจากนจะไมน ามาศกษาเนองจากประสาทตาไมสามารถจะรบได เชน ชวงอลตราไวโอเลต (Utraviolet หรอตวอยคอ U.V. ) อนฟาเรด (Infrared หรอตวยอ I.R.) และไมโครเวฟ (Microwave) เปนตน ตารางแสดงสมบตของคลนในชวงความยาวตาง ๆ กน บางชวง

ชวงคลน ความยาวคลน (m) ความถคลน (Hz) อลตราไวโอเลต แสงขาว อนฟราเรด ไมโครเวฟ

1 x 10-7 - 3 x 10-7 3 x 10-7 - 7 x 10-7 2.5 x 10-6 - 3 x 10-5 1 x 10-3 - 3 x 10-1

1.5 x 1015 0.6 x 1015 3.0 x 1013 3.0 x 1010

หมายเหต ความถคลนนเปนคาเฉลยเรยกวา Typical frequency การศกษาเกยวกบสเปกตรมนมมาตงแตสมยนวตน โดยใชปรซมแยกแสงอาทตยออกเปนแถบสรวม 7 ส ซงภายหลงเคอรชอฟ (Gustav Krchhoff) ชาวเยอรมน ไดประดษฐสเปกโตรสโคปขน ใชในการแยกสเปกตรมของแสงขาว และตอมาบนเสน (Robert Bunsen) ไดน าความรเกยวกบสเปกตรมไปวเคราะหแรชนดตาง ๆ ซงท าใหทราบวาแรนนมธาตอะไรเปนองคประกอบ

เมอใหแสงขาวสองผานปรซม แสงขาวจะแยกออกเปนแถบสตาง ๆ ตอเนองกน 7 สเหมอนสรง คอ สมวง คราม น าเงน เขยว เหลอง สม และแดง นกวทยาศาสตรเรยกแถบสตอเนองกนทง 7 สนวา “ สเปกตรมของแสงสขาว ” การทแสงขาวสามารถแยกออกเปนสเปกตรมสตาง ๆ กนกเนองจากแสงขาวประกอบดวยสตาง ๆ ทง 7 ส ซงมความยาวคลนตาง ๆ จะท าใหเกดการหกเหตามขนาดของมมตาง ๆ แสงทมความยาวคลนไมเทากนจะเกดการหกเหในปรซมไดไมเทากน ซงท าใหเกดการแยกออกเปนแถบแสงสตาง ๆ และตอเนองกนเปนแถบสเปกตรม ตารางแสดงแถบสของสเปกตรมของแสงขาว

สของสเปกตรม ความยาวคลน (nm) มวง คราม น าเงน เขยว เหลอง สม แดง

380 - 420 420 - 460 460 - 490 490 - 580 580 - 590 590 - 650 650 - 700



ส าหรบคลนแมเหลกไฟฟาในชวงอน ๆ กมการหกเหเมอผานปรซมหรอผานตวกลางเชนเดยวกน แตไมสามารถมองเหนไดเหมอนแสงขาว การศกษาสเปกตรมของคลนแมเหลกไฟฟาไดรบความสนใจเปนอยางมากนกวทยาศาสตร ซงตอมามกซ พลงค (Max Planck) นกวทยาศาสตร ชาวเยอรมน ไดพบวาคลนแมเหลกไฟฟาหรอแสงเปนพลงงานรปหนงและพลงงานของคลนแมเหลกไฟฟามสวนสมพนธกบความถและความยาวของคลนโดยสรปเปนกฎวา “พลงงานของคลนแมเหลกแมเหลกไฟฟาจะเปนสดสวนโดยตรงกบความถของคลนนน” เขยนเปนความสมพนธไดดงน E E = h เมอ E = พลงงานของคลนแมเหลกไฟฟา (หนวยเปน จล ) h = คาคงทของพลงค ( Plank , constant) = 6.625 x 10-34 Js = ความถของคลนแมเหลกไฟฟา (Hz หรอ s-1) เรยกสมการดงกลาวนวากฎของพลงค ในการศกษาเกยวกบคลนโดยทว ๆ ไปมกจะวด เปนความคลน ซงความยาวคลนมสวนสมพนธกบความถของคลนดงน C =

=

c

เมอ c คอความเรวของคลนแมเหลกไฟฟาในสญญากาศ หรอความเรวแสงในสญญากาศนนเอง c = 2.99 x 108 ms-1 หรอ โดยประมาณ c = 3.0 x 108 ms-1 จากความสมพนธของความยาวคลนของความยาวคลนแมเหลกไฟฟา ท าใหสามารถเขยนกฎของพลงคเพอแสดงความสมพนธระหวางพลงงานของคลนแมเหลกไฟฟากบความยาว และความถของคลน ไดดงน

E = h = h

c

เนองจากแสงขาวประกอบดวยแสงสตาง ๆ รวม 7 ส แตละสมลกษณะเปนแถบสเปกตรมจงมความยาวคลนเปนชวง ดงนนคาของความถและพลงงานจงเปนชวงดวย การค านวณเกยวกบพลงงานของคลนจงตองระบความยาวคลนหรอความถทแนนอนดวย เชน แสงสเขยวมความยาวคลนระหวาง 490 - 580 จะมพลงงานอยระหวาง 4.06 x 10-19 และ 3.43 x 10-19 จล ถาแสงสเขยวทมความยาวคลน 520 nm จะมพลงงาน 3.82 x 10-19 จล เปนตน



ตารางแสดงพลงงาน ความยาว และความถของแสงสขาว สของสเปกตรม ความยาวคลน (nm) ความถคลน (Hz) พลงงาน (J) มวง คราม น าเงน เขยว เหลอง สม แดง

380 - 420 420 - 460 460 - 490 490 - 580 580 - 590 590 - 650 650 - 700

7.89 x 1014 - 7.14 x 1014 7.14 x 1014 - 6.52 x 1014 6.52 x 1014 - 6.12 x 1014 6.12 x 1014 - 5.17 x 1014 5.17 x 1014 - 5.08 x 1014 5.08 x 1014 - 4.62 x 1014 4.62 x 1014 - 4.29 x 1014

5.23 x 10-19 - 4.73 x 10-19 4.73 x 10-19 - 4.32 x 10-19 4.32 x 10-19 - 4.06 x 10-19 4.06 x 10-19 - 3.43 x 10-19 3.43 x 10-19 - 3.37 x 10-19 3.37 x 10-19 - 3.06 x 10-19 3.06 x 10-19 - 2.84 x 10-19

จากตารางจะเหนไดวาในแสงขาวซงมสตาง ๆ รวม 7 ส แสงสมวงจะมความยาวคลนสนทสด แตมความถสงสด และมพลงงานสงสด ในขณะทแสงสแดงมความยาวคลนมากทสด แตมความถต าสดและมพลงงานต าทสด

หรอพจารณาจากสตร E = h = h

c

ถา มาก และ E จะนอย แตถา นอย และ E จะมาก ตวอยาง จงค านวณความถของคลนและพลงงานของแสงสเหลองทมความยาวคลนเทากบ 5.8 x 10-7 m วธท า จากสตร E = h = h

c

c = 3.0 x 108 m/s = 5.8 x 10-7 m h = 6.625 x 10-34 Js

E = 6.625 x 10-34 = 6.625 x 10-34 x 7

8

10x8.4

10x0.3

= 3.4 x 10-19 J = 5.2 x 1014 s-1 แสงสเหลองมความถ 5.2 x 1014 s-1 และมพลงงาน 3.4 x 10-19 J ตวอยาง พลงงานไอออนไนเซชน Li2+ มคา 1.961 x 10-17 จล จะมความยาวชวงคลนก nm (ก าหนด h = 6.625 x 10-34 Js และ c = 2.998 x 108 m/s)

วธท า จากสตร E = h

c

E = 1.96 x 10-17 J h = 6.625 x 10-34 Js c = 2.998 x 108 m/s



แทนคา 1.96 x 10-17 J = 6.625 x 10-34 Js x

810x998.2

= 1.013 x 10-8 m = 10.13 x 10-9 m = 10.13 nm ตวอยาง คลนแมเหลกไฟฟาทมความถ 8.5 x 104 Hz จะมพลงงานและความยาวคลนเทาใด ?

วธท า จากสตร E = h

c = h

h = 6.625 x 10-34 Js c = 2.998 x 108 m/s = 8.5 x 104 Hz

E = 6.625 x 10-34 Js x

810x998.2

= 6.625 x 10-34 x 8.5 x 104 Hz = 5.63 x 10 -29 J

=

c

8.5 x 104 Hz =

810x998.2

= 3.53 x 103 m คลนแมเหลกไฟฟามพลงงาน 5.63 x 10 -29 J และมความยาวคลน 3.53 x 103 m ตวอยาง เสนสเปกตรมของไฮโดรเจน 2 เสน คอเสนสมวงมความยาวคลน 410 nm และเสนสน าเงนมความยาวคลน 434 nm จะมพลงงานตางกนเทาใด

วธท า จากสตร E = h = h

c

c = 3.0 x 108 m/s h = 6.625 x 10-34 Js ส าหรบเสนสมวง ; = 410 nm = 4.10 x 10-7 m

E = 6.625 x 10-34 Js x 7

8

10x10.4

10x0.3

= 4.85 x 10-19 J ส าหรบเสนสมวง ; = 434 nm = 4.34 x 10-7 m

E = 6.625 x 10-34 Js x 7

8

10x34.4

10x0.3

= 4.58 x 10-19 J มพลงงานตางกนเทากบ 4.85 x 10-19 J - 4.58 x 10-19 J = 2.7 x 10-20 J



ตวอยาง ธาตชนดหนงเมอน าไปเผาไฟ จะเกดเสนสเปกตรมหลายเสน จากการทดลองพบวาเสนสเปกตรมเสนหนง มพลงงาน 4.0 x 10-19 J สเปกตรมเสนดงกลาวจะมความยาวและความถคลนเปนเทาใด และมสอะไร ?

วธท า E = h

c

E = 4.0 x 10-19 J h = 6.625 x 10-34 Js c = 2.998 x 108 m/s

จะได 4.0 x 10-19 J = 6.625 x 10-34 Js x

810x998.2

= 497 x 10-9 m= 497 nm

จาก =

c

= 9

8

10x497

10x998.2

= 6.04 x 1014 Hz

สเปกตรมเสนนมความยาวคลน 497 นาโนเมตร ความถ 6.04 x 1014 Hz และตรงกบสเขยว (ชวงสเขยวอยระหวางความยาวคลน 490 - 580 นาโนเมตร)

รปแสดงการหกเหและการกระจายของแสงขาวเมอผานปรซม จากรปเมอแสงขาวเคลอนทไปกระทบบนผวของปรซม คลนแมเหลกไฟฟาทมความยาวคลนแตกตางกนในแสงขาวจะเกดการหกเหทเปนมมแตกตางกนไป กลาวคอ คลนแมเหลกไฟฟาทมความยาวคลนสนจะหกเหไดมากกวาคลนแมเหลกไฟฟาทมความยาวคลนยาวกวา ดงนน แสงขาวกจะแยกออกเปนแถบสกลมกลนตอเนองกนไป 7 ส คอ สมวง คราม น าเงน เขยว เหลอง แสด และแดง ซงสมวงหกเหไดมากทสด และแสงสแดงหกเหไดนอยทสดใน 7 ส เราเรยกแถบสทตอเนองกนวา “สเปกตรมของแสงขาว” เครองมอสเปกโตรสโคป จดเปนอปกรณทใชแยกสของแสงตามความถตางๆ กนได ดงนน สของเปลวไฟทเกดจากการเผาสารประกอบตางๆ หรอโลหะทมองเหนไดดวยตาเปลาเพยงสเดยว เมอใชเครองสเปกโตรสโคป ท าใหสามารถแยกออกไดเปนหลายสซงสแตละสจะแยกออกเปนเสน เรยกวา



“เสนสเปกตรม” (line spectrum) เสนสเปกตรมทมความเขมและความชดทสดจะเปนเสนเดยวกบสของเปลวไฟทมองเหนดวยตา เมอผานสเปลวไฟจากการเผาสาร โดยถกโฟกสผานเลนสเปนล าแสงไปกระทบทปรซมจะเกดการหกเหของแสงดวยมมทตางกน ท าใหแยกแยกสออกเปนเสนไดโดยถกบนทกไวบนแผนฟลม 1. ธาตตางชนดกนจะมจ านวนและลกษณะสสเปกตรมแตกตางกน จ านวนและสเสนสเปกตรมเปนสมบตเฉพาะตวของธาต 2. ธาตตางชนดกนอาจมเสนสเปกตรมบางเสนมความถเทากน แตพจารณาทงชดจะแตกตางกน เสนสเปกตรมของธาต และการแปลความหมาย นกวทยาศาสตรยงพบวาถาเผาสารประกอบของโลหะตางๆ กจะไดสเปลวไฟแตกตางกน เชน เผาสารประกอบของโซเดยมจะไดเปลวไฟสเหลอง สารประกอบของแคลเซยมไดเปลวไฟสแดงอฐ ตอมาบนเซนและกสตาฟ ครชฮอฟฟ นกวทยาศาสตรชาวเยอรมน ไดผลตสเปกโทรสโคป ซงตอมาไดใชเปนอปกรณส าคญในการศกษา สเปกตรมทไดจากการเผาสารประกอบ ท าใหสามารถหาธาตองคประกอบทอยในสารประกอบได เสนสเปกตรมของธาตเกดขนจากการเพมพลงงานใหแกสารโดยการเผา เมอมองดวยตาเปลาจะเหนสของเปลวไฟมสเดนชดเพยงสเดยว แตถาใชสเปกโตรสโคปสองดสเปลวไฟ จะปรากฏเปนเสนหลายสเรยกวา “เสนสเปกตรม” ธาตแตละชนดจะใหเสนสเปกตรมตางกน มลกษณะและจ านวนเฉพาะตวสารประกอบของโลหะบางชนดเมอน ามาเผาจะใหสของเปลวไฟหรอเสนสเปกตรม การศกษาสของเปลวไฟจากสารประกอบและเสนสเปกตรมของธาตบางชนดเมอเผาสารประกอบบางชนดจะเหนสของเปลวไฟ และสของเสนสเปกตรมแตกตางกน ดงน

จากขอมลสรปไดวา 1. สของสเปกตรมทมองเหนนนเกดจากอะตอมของโลหะทเปนไอออนของโลหะหรอไอออนบวกเชน Na+ 2. โลหะชนดเดยวกนใหสสเปกตรมเดยวกน โดยไมขนกบชนดของสารประกอบ เชน NaCl และNa2SO4 ใหสเหลอง 3. โลหะตางชนดกนใหสสเปกตรมตางกน เชน NaCl และ BaCl2 ใหสสเปกตรมตางกน



สเปกตรมของธาตเกดขนไดอยางไร เมอใหพลงงานแกอะตอม(เผา) จะท าใหอเลกตรอนมพลงงานสงขน โดยจะขนไปอยทระดบพลงงานสงกวาเดม เรยกวา “สภานะกระตน” (E2) (ระดบใดนนขนอยกบพลงงานทอเลกตรอนรบเขาไป ซงยงไมเกดสเปกตรม) แตท าใหอะตอมไมเสถยร อเลกตรอนจงพยายามกลบลงมาทเดมหรอทเรยกวา “สถานะพน” (E1) โดยการคายพลงงานออกมา ∆E = E2 – E1 รปคลนแมเหลกไฟฟาซงมความยาวคลน ความถ และพลงงานตางกน ปรากฏเปนแสงสและเสนสเปกตรมตางๆ

การแปลความหมายสเปกตรมของไฮโดรเจน ไฮโดรเจนเปนธาตหนง เมอผานกระแสไฟฟาเขาไปในหลอดซงมกาซไฮโดรเจนอยจะปรากฏเสนสเปกตรมเปนเสนๆ ซงสามารถมองเหนได 4 เสน แสดงวา อเลกตรอนสามารถรบและคายพลงงานไดเฉพาะบางคาเทานน

พบวา เมอใหพลงงานกบกาซไฮโดรเจน ไฮโดรเจนจะใหสเปกตรมออกมาจ านวนมาก มทงทอยในชวงความยาวคลนทมองเหนไดและไมได ส าหรบเสนสเปกตรมทมองเหนไดจะม 4 เสน ประกอบดวยเสนสมวง สน าเงน สน าทะเล และสแดง ซงมความยาวคลน 410 , 434 , 486 และ 656 นาโนเมตร ตามล าดบ

รปแสดงความยาวคลนของสเปกตรมของไฮโดรเจน



รปแสดงการเปลยนแปลงระดบพลงงานของอเลกตรอนของธาตไฮโดรเจน จากเสนสเปกตรม สรปไดวา อเลกตรอนนอกจากจะอยในสภาวะพน อเลกตรอนยงสามารถอยในสภาวะกระตนไดหลายระดบพลงงาน ซงแตละระดบมพลงงานตางกน และผลตางของแตละระดบพลงงานกไมเทากน ระดบพลงงานต าจะมผลตางของระดบพลงงานมาก และผลตางจะลดลงเรอยๆเมอระดบพลงงานสงขน ดงตารางแสดงสเปกตรมของไฮโดรเจน

จากขอมลสรปไดวา 1. เมออเลกตรอนไดรบพลงงานทเหมาะสมจะขนไปอยในระดบพลงงานทสงกวาระดบพลงงานเดมซงจะขนไปอยในระดบพลงงานใดกขนอยกบปรมาณพลงงานทไดรบ การทอเลกตรอนขนไปอยในระดบพลงงานใหมจะท าใหอะตอมไมเสถยร อเลกตรอนจงกลบมาอยในระดบพลงงานเดมหรอระดบพลงงานต ากวา ในการเปลยนต าแหนงอเลกตรอนจะคายพลงงานออกมาเปนคลนแมเหลกไฟฟา 2. การเปลยนระดบพลงงานของอเลกตรอนไมจ าเปนตองเปลยนระหวางระดบพลงงานทอยตดกนอาจมการเปลยนขามชนกนได 3. ระดบพลงงานทอยต าจะอยหางกนมากกวาระดบพลงงานสง ระดบพลงงานยงสงขนจะอยชดกนมากขน 4. ระดบพลงงานของอเลกตรอนทต าทสดจะอยใกลนวเคลยส ระดบพลงงานสงจะอยไกลนวเคลยส



“อเลกตรอนจะเคลอนทรอบนวเคลยสเปนวงคลายกบวงโคจรของดาวเคราะหรอบดวงอาทตย แตละวงจะมพลงงานเฉพาะตว และเรยกระดบพลงงานของอเลกตรอนทอยใกลนวเคลยสทสด ซงมระดบพลงงานต าทสดวาระดบพลงงาน K และระดบพลงงานทอยถดออกมาเปน L, M, N, … ตามล าดบ แตปจจบนเรยกระดบพลงงานทอยใกลนวเคลยสทสดวา ระดบพลงงาน n = 1 และเรยกระดบพลงงานทอยถดไปเปน n =2 , n = 3 , n = 4 ตามล าดบ ”

“อเลกตรอนจะเคลอนทรอบนวเคลยสเปนวงคลายกบวงโคจรของดาวเคราะหรอบดวงอาทตย แตละวงจะมพลงงานเฉพาะตว และเรยกระดบพลงงานของอเลกตรอนทอยใกลนวเคลยสทสด ซงมระดบพลงงานต าทสดวาระดบพลงงาน K และระดบพลงงานทอยถดออกมาเปน L, M, N, … ตามล าดบ แตปจจบนเรยกระดบพลงงานทอยใกลนวเคลยสทสดวา ระดบพลงงาน n = 1 และเรยกระดบพลงงานทอยถดไปเปน n =2 , n = 3 , n = 4 ตามล าดบ ”



ใบงานท 4.1 เรอง สเปกตรมของธาต

1. โบรสรางแบบจ าลองไดจากการศกษาเรองใด……………………………………………………………………… 2. แบบจ าลองอะตอมของโบรมขอจ ากดอยางไร……………………………..……………………………………… 3. สเปกตรมเกดขนไดอยางไร………………………………………………….……..…………………………………….

………………………..…………………………………………………………………………………………………………… 4. ระดบพลงงานทอยใกลนวเคลยสทสดของแบบจ าลองอะตอมของโบร

คอ………………………………………..ปจจบนเรยก………………………………………………………….…………... 5. เมออเลกตรอนอยหางนวเคลยสมากคาพลงงานจะเปนอยางไร………………………………………………



แบบทดสอบหลงเรยน เรอง สเปกตรมของธาต

ค าชแจง: แบบทดสอบชดนเปนแบบปรนย 4 ตวเลอก จ ำนวน 10 ขอ 10 คะแนน ค าสง: ใหนกเรยนท ำเครองหมำย ตรงกบค ำตอบทถกตองลงในกระดำษค ำตอบเพยงขอเดยว 1. สำรประกอบในขอใดเมอถกเผำจะเกดเสนสเปกตรมทมควำมยำวคลนยำวทสด

ก. CuCl2 ข. BaCO3

ค. KCl ง. CaBr

2. จำกกำรทดลองเกยวกบสเปกตรมของไฮโดรเจนพบวำ มเสนทมสตำงๆ กน 4 เสน ค ำนวณคำ

พลงงำนของแตละเสน แลวเรยงล ำดบพลงงำนจำกนอยไปมำกพบวำ E1 < E2 < E3 < E4 ขอสรปจำกกำรทดลองนคอ

1. ไฮโดรเจนอะตอมมสถำนะกระตนไดหลำยระดบพลงงำน 2. (E2 – E1) = (E3 – E2) 3. (E2 – E1) > (E3 – E2) 4. สเปกตรมของไฮโดรเจนมหลำยสนนเกดจำกอเลกตรอนจ ำนวนมำกรบและคำย

พลงงำน

ก. 1 และ 2

ข. 1 และ 3

ค. 2 และ 4

ง. 3 และ 4

3. จำกขอมลขำงตน ขอควำมใดไมถกตอง

ก. ถำน ำ CaCl2 มำเผำไฟ ควรจะไดเปลวไฟสเดยวกบ Ca(NO3)2 ข. กำรเผำสำรประกอบตำง ๆ เฉพำะโลหะเทำนนทเกดสเปกตรมได ค. สทมองเหนไดดวยตำเปลำและดวยเครองสเปกตรมเกดจำกโลหะ ง. สำรประกอบทมโลหะชนดเดยวกนจะใหสของเปลวไฟเหมอนกน

4. พจำรณำคำพลงงำนของเสนสเปกตรมของไฮโดรเจน

เสนสเปกตรม ควำมยำวคลน (nm) กำรเปลยนแปลงระดบพลงงำน

ของอเลกตรอน สมวง 410 E4 E0

สน ำเงน 434 E3 E0

สน ำทะเล 486 E2 E0 สแดง 656 E1 E0



E0 เปนพลงงำนในสถำนะพน E1 เปนพลงงำนในสถำนะกระตนท 1 E2 เปนพลงงำนในสถำนะกระตนท 2 E3 เปนพลงงำนในสถำนะกระตนท 3 E4 เปนพลงงำนในสถำนะกระตนท 4 ก ำหนดให h = 6.626 x 10-34 Js, c = 3.0 x 108 m/s ขอใดผด

ก. อเลกตรอนทระดบพลงงำน E4 คำยพลงงำน 2.70x10-19 kJ เพอมำอยทระดบพลงงำน E3 ข. อเลกตรอนทระดบพลงงำน E3 คำยพลงงำน 1.55x10-19 kJ เพอมำอยทระดบพลงงำน E1 ค. อเลกตรอนทระดบพลงงำน E0 ดดกลนพลงงำน 4.84x10-19 kJ เพอไปอยทระดบพลงงำน E4 ง. ใหพลงงำน 1.06x10-19 kJ แกอเลกตรอนทระดบพลงงำน E1 จะท ำใหอเลกตรอนยำยไปท

ระดบพลงงำน E2

5. ขอใดอธบำยไดถกตองเมอเผำธำตโซเดยมและมองเหนสของเปลวไฟเปนสเหลองทควำมยำวคลนคำหนง

ก. อะตอมสำมำรถดดกลนพลงงำนไวปรมำณหนงเทำนน ข. หลงจำกดดกลนพลงงำนเอำไวอะตอมจะปลอยพลงงำนจ ำนวนหนงซงขนอยกบปรมำณสำรท

เผำ ค. เมออยในภำวะกระตนทมระดบพลงงำนสง อะตอมจะดดกลนพลงงำนจ ำนวนหนง ซงท ำให

เกดแสงทมควำมยำวคลนคำหนง ง. เมออยในภำวะกระตนทมระดบพลงงำนสง อะตอมจะปลอยพลงงำนจ ำนวนหนง ท ำให

อเลกตรอนกระโดดกลบมำสระดบพลงงำนต ำ

6. อธบำยกำรเกดเสนสเปกตรมของหลอดไฮโดรเจนในอนกรมของบลเมอร ดงรป

กำรเปลยนแปลงพลงงำนของอะตอมไฮโดรเจนสำมำรถค ำนวณไดจำกสมกำรของรดเบรก โดย คำคำคงตวของรดเบรกมคำ 2.18 x 10 -18 J คำคงทของพลงคมคำ 6.625 x 10-34 J·s ควำมเรวของคลนแมเหลกไฟฟำในสญญำกำศมคำ 3.0 x 108 m/s ถำกำรเปลยนแปลงพลงงำนของอเลกตรอนจำกระดบพลงงำน n = 7 ปลอยโฟตอนทควำมยำวคลน 2,170 nm จงหำระดบพลงงำนสดทำยของอเลกตรอน ก. n = 1 ข. n = 2

ค. n = 3 ง. n = 4



7. กำรเกดสเปกตรมของธำตเกยวของกบกำรเปลยนแปลงพลงงำนอยำงไร

ก. มกำรปลอยพลงงำนออกมำเมออเลกตรอนเคลอนทจำกระดบพลงงำนสงสระดบพลงงำนต ำ ข. มกำรรบพลงงำนเพอกระตนใหอเลกตรอนเปลยนระดบพลงงำน ค. มกำรรบพลงงำนเพอใหอเลกตรอนหลดออกจำกอะตอมในสถำนะแกส ง. มกำรปลอยพลงงำนเนองจำกเกดกำรสรำงพนธะเคม

8. ขอควำมใดตอไปนกลำวไมถกตอง

ก. ธำตชนดเดยวกนจะมสเปกตรมสเดยวกนเสมอ ข. กำรเปลยนระดบพลงงำนของอเลกตรอนอำจมกำรเปลยนแปลงขำมระดบชนพลงงำนได ค. ระดบพลงงำนต ำ ๆ จะอยใกลชดกน ระดบพลงงำนสงขนจะอยหำงกนมำกขน ง. อเลกตรอนรบพลงงำนขนไปอยในระดบพลงงำนทสงขนและคำยออกมำกเทำกบทรบเขำไป

9. กำรท ำพลประกอบดวยสำรประกอบของธำตหลำยชนด เชน สำรประกอบของโซเดยมใหเสน

สเปกตรมสเหลองทมควำมยำวคลน 5.90 X 102 nm. เสนสเปกตรมนมพลงงำนกกโลจล ก ำหนด Plank’s constant = 6.6×10-34 J.s และควำมเรวแสง = 3.0×108 m.s-1

ก. 1.2 X 10-34 kJ ข. 1.17 X 10-31 kJ

ค. 1.12 X 10-34 kJ ง. 3.90 X 10-34 kJ

10. จำกสเปกตรมของไฮโดรเจน ไดผลดงรป

จงค ำนวณหำพลงงำนในหนวยกโลจล (kJ) ของสเปกตรมทมควำมถต ำสดใน Lyman’s Series ก ำหนดคำคงทตำง ๆ ดงน h = 6.6×10-34 J·s, c = 3.0×108 m·s-1, R = 1.0×107 m-1, 1 eV = 1.6×10-19 C

ก. 1.49 ×10-18 kJ ข. 7.5 × 106 kJ

ค. 2.49 ×10-21 kJ ง. 1.49 ×10-21 kJ



กระดาษค าตอบ แบบทดสอบหลงเรยน



===============================================================

ขอ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ก ข ค ง



25

บรรณานกรม

กรมวชาการ. (2551). หลกสตรการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช 2551. พมพครงท 3. กรงเทพมหานคร : โรงพมพครสภาลาดพราว. โครงการต าราวทยาศาสตรและคณตศาสตรมลนธ สอวน. (2550). เคม. พมพครงท 3. กรงเทพมหานคร : ดานสทธาการพมพ. ชยวฒน เจนวาณชย. (2546). หลกเคม 1. พมพครงท 5. กรงเทพมหานคร : โอเดยนสโตร. ชยวฒน เชอมงและคณะ. (2562). เอกสารประกอบการอบรมโรงเรยนวทยาศาสตรจฬาภรณราช

วทยาลย .นครปฐม : โรงเรยนมหดลวทยานสรณ. วนย วทยาลย. (2542). หนงสอเคม 036 ม.4 เลม 2. กรงเทพมหานคร : ฟสกสเซนเตอร สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. (2554). คมอครสาระการเรยนรพนฐานและ

เพมเตม เคม เลม 1.กรงเทพมหานคร : โรงพมพครสภาลาดพราว. สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. (2554). หนงสอเรยนรายวชาเพมเตมเคม เลม

1.กรงเทพมหานคร : โรงพมพครสภาลาดพราว.

ภาคผนวก



เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน



===============================================================

ขอ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ก X X ข X ค X X ง X X X X





เฉลยใบงานท 4.1 เรอง สเปกตรมของธาต

1. โบรสรางแบบจ าลองไดจากการศกษาเรองใด……………สเปกตรมของธาตและสารประกอบ………… 2. แบบจ าลองอะตอมของโบรมขอจ ากดอยางไร ใชไดกบอะตอมขนาดเลกมอเลกตรอนเดยว เชน

อะตอมของธาตไฮโดรเจน 3. สเปกตรมเกดขนไดอยางไร………อเลกตรอนอยในสภาวะกระตน ปลอยพลงงานออก………….…… 4. ระดบพลงงานทอยใกลนวเคลยสทสดของแบบจ าลองอะตอมของโบร

คอ…………K…………………………..ปจจบนเรยก…………………n = 1…………………… 5. เมออเลกตรอนอยหางนวเคลยสมากคาพลงงานจะเปนอยางไร…………ลดลง……………………………



เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน



===============================================================

ขอ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ก X X ข X ค X X ง X X X X



ชดท4

Documents

สเปกตรัมของธาตุ - pccnst.ac.th set-4-Elementa… · เฉลยใบงานที่ 4.1 เรื่อง สเปกตรัมของธาตุ