Embed Size (px)
Citation preview
ผชวยศาสตราจารย ดร.วรวทย จนทรสวรรณ
คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร
Download เอกสารอานเพมเตมเอกสารเผยแพรเพอประโยชนแกการศกษาWoravith Chansuvarn
โครงสรางอะตอม
อะตอมเปนอนภาคทเลกทสดของธาตทรกษาสมบตทางเคมของธาต
นนอยางสมบรณ
อนภาคภายในอะตอม C ประกอบดวย โปรตอน นวตรอนและอเลกตรอน
อะตอมคออะไร
1808 1897 1910 1913 1926 1932
Dalton Thomson Rutherford Bohr ChadwickSchrodinger
460 BC
Goldstein1886
Millikan1908
คนพบอนภาคประจบวก
ทดลองหาประจของ e-
หลกความไมแนนอนของ ไฮเซนเบรก
อนภาคแสดงสมบตเปนคลนได
“สสารทงปวงประกอบขนจากอะตอม”-แบงแยกไมไดและท าลายไมได-สารประกอบเกดจากการรวมตวของสองอะตอม
-อะตอมของธาตเดยวจะเหมอนกน และแตกตางจากธาตอน
ท าการทดลองยงรงสแอลฟาใสแผนทองค า“ผลการทดลองไมสอดคลองกบแบบจ าลองอะตอมของทอมสน”
Crookes1879
หลอดรงสแคโทด
คนพบอนภาครงส
Becquerel1896
“คนพบ อเลกตรอน”ท าการศกษาธรรมชาตของรงสทปลอยจากหลอดรงสแคโทด
“อเลกตรอนเคลอนทรอบนวเคลยสคลายวงโคจรของดาวเคราะหรอบดวงอาทตย”
“คนพบนวตรอน”
อนภาคทเปนกลางรวมตวอยในนวเคลยสท าใหมวลของนวเคลยสตรงกบความเปนจรง
“สมการคลน” บอกบรเวณทมโอกาสพบอเลกตรอนไดสงสด
DeBroglie1924
Heisenberg1925
แบบจ าลองอะตอมเหมอน “กลมหมอกอเลกตรอน”
อตราสวนประจตอมวลของอเลกตรอน e/m = 1.76x108 C/g
อตราสวนประจตอมวลของโปรตอน e/m = 9.58x104 C/g
มวลของอเลกตรอน = 9.10x10-28 g
มวลของโปรตอน = 1.66x10-24 g
อนภาค มวล (กรม) ประจ (คลอมบ) ประจ
อเลกตรอน 9.10x10-28 1.60x10-19 -1
โปรตอน 1.67x10-24 1.60x10-19 +1
นวตรอน 1.67x10-24 0 0
การทดลองหยดน ามนของมลลแกน (1908)
การทดลองของรทเทอรฟอรด
สญลกษณนวเคลยร
XAZเลขอะตอม = P
มวลอะตอม = (P+N)
สญลกษณธาต
Na23
11
Cation : สภาวะทสภาพประจลบนอยกวาประจ
บวก
+ F19
9
-proton = electron (Z = e-)N = A - Z
ไอออน
Anion : สภาวะทสภาพประจลบมากกวาประจ
บวก
Na23
11F19
9P = 11e = 11
P = 9e = 9
P = 11e = 10
P = 9e = 10
ไอโซโทป“ธาตชนดเดยวกนแตมนวตรอนตางกน”
เลขควอนตม (quantum number)
Angular momentum quantum, l
Magnetic quantum, ml
Spin quantum, ms
Principle quantum number, nบอกระดบพลงงานของออรบทลภายในอะตอม แสดงระยะหางของอเลกตรอนจากนวเคลยส
คาแสดงรปรางของออรบทลเชงอะตอม
คาแสดงการจดตวของออรบทลเชงอะตอมบนแกนสามมต
คาแสดงทศทางการหมนรอบตวเองของอเลกตรอน
n มคาเปน 1, 2, 3, 4 …. nn
l
ml
ms
l มคาตงแต 0, 1, 2, 3, n-1
ml มคาไดเทากบ 2l+1มคาตงแต -l ถง l
ms ม 2 คาคอ +1/2 และ - 1/2
เปนคาไดจากการแกสมการชเรอดงเงอรเพอหาพลงงานและบรเวณทมโอกาสพบอเลกตรอนในสามมต
n
ml
l
พลงงาน
n=1n=2
n=3n=4
n=5
NMLK
n
1
2
3
4
l
1 0
2 0, 1
3 0, 1, 2
4 0, 1, 2, 3
l 0 1 2 3
orbital s p d f
ม 1 subshell = s
ม 2 subshells = s, p
ม 3 subshells = s, p, d
ม 4 subshells = s, p, d, f
n=1, s
n=2, s, p
n=3, s, p, d
n l ml
1 0 0 s
2 1 -1, 0, +1 p
3 2 -2, -1, 0, +1, +2 d
4 3 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 f
ms
n l ml msออรบทล จ านวนอเลกตรอน
ทครอบครอง
1 0 0 +1/2 , -1/2 1s 2
2 0 0 +1/2 , -1/2 2s 2
1 -1, 0, +1 +1/2 , -1/2 2p 6
3 0 0 +1/2 , -1/2 3s 2
1 -1, 0, +1 +1/2 , -1/2 3p 6
2 -2, -1, 0, +1, +2 +1/2 , -1/2 3d 10
4 0 0 +1/2 , -1/2 4s 2
1 -1, 0, +1 +1/2 , -1/2 4p 6
2 -2, -1, 0, +1, +2 +1/2 , -1/2 4d 10
3 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 +1/2 , -1/2 4f 14
8
18
2
32
หลกการกดกนของเพาล >> “ในอะตอมหนงๆ จะมอเลกตรอนคหนงคใดทมเลขควอนตมทงส (n, l, ml, ms) เหมอนกนไมได”
s
p
d
f
ในแตละออรบทลยอยของแตละระดบพลงงานจะมอเลกตรอนอยไดเปนคทมการสปนตรงกนขามเทานน
ในแตละออรบทลยอยจะมอเลกตรอนอยได
ไมเกน 2 ตว
1s2s 2p
3s3p3d
2 2 6 2 6 10 2 6101432 18 8 2
4s4p4d4f
n=1n=2
n=3n=4
ระดบพลงงานหลก ระดบพลงงานยอย
1) ในแตละระดบพลงงานมอเลกตรอนไดไมเกน 2n2
2) ระดบพลงงานสดทายบรรจอเลกตรอนไดไมเกน 8 ตว
3) ระดบพลงงานรองสดทายบรรจอเลกตรอนไดไมเกน 18 ตว
หลกของเอาฟบาว >>“ตองบรรจอเลกตรอนในออรบทลทมระดบพลงงานต าใหเตมกอน แลวจงบรรจในระดบพลงงานทสงขนไป"
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s …
4
3
2
1
4f4d
4p4s
2p
2s
3d
3p
3s
1sพลงงาน
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 …
He = 1s2 C = 1s2 2s2 2p2
Ca = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
จ านวนอเลกตรอน
ออรบทลทครอบครองอเลกตรอน
ระดบชนพลงงาน
หลกเกณฑของฮนด“การบรรจอเลกตรอนในออรบทลทมระดบพลงงานเทากน (degenerate orbital) จะตองบรรจในลกษณะทท าใหมอเลกตรอนเดยวมากทสดเทาทจะมากได”
6C = 1s2 2s2 2p2
▪ การบรรจแบบเตม (full-filled) บรรจอเลกตรอนในชนพลงงานเดยวกนเตมทกออรบทล (แบบเขาค)
▪ การบรรจแบบครง (half-filled) บรรจอเลกตรอนในชนพลงงานเดยวกนครงหนงของทกออรบทล (แบบอเลกตรอนเดยว)
▪ การบรรจแบบไมเตมและไมครง บรรจอเลกตรอนในชนพลงงานเดยวกนไมเตมทกออรบทล
ความเสถยร บรรจแบบเตม > บรรจแบบครง > แบบไมเตม-ไมครง
เราสามารถเขยนของ C ไดทง 3 แบบ….แลวแบบไหนถกกน
ละเนย ?
