1. 1

2. 2

3. เครื่องสร้างภาพลักษณะพื้นผิวเชิงโครงสร้างอะตอม
• ความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ที่จะมองให้เห็น
ลักษณะเชิงโครงสร้างของอะตอม จึงได้มีการพัฒนา
เครื่องมือที่เรียกว่า atomic force microscope
(AFM) หรือ scanning force microscopy
(SFM) ซึ่งมีความละเอียดในระดับ นาโน (10-9 m)
3

4. AFM
I SSN 1 4 3 0 - 4 1 7 1
THE C H EMICAL EDUCATOR h t t p : / / j o u r n a l s . s p r i n g e r - n y . c o m / c h e d r
© 1 9 9 6 SPRI NGER- VERLAG NEW YORK, I NC. S 1 4 3 0 - 4 1 7 1 ( 9 6 ) 0 5 0 5 9 - 5
รูป เครื่อง AFM
4

5. nano.tm.agilent.com/blog/page/3/?s
ภาพจาลองการทางานของเครื่อง AFM
5

6. ภาพจาลองอะตอมที่สร้างขึ้นจากเครื่องมือ AFM
6

7. จากภาพจาลองอะตอมจะเห็นเพียง
ลักษณะภายนอกของอะตอมเท่านั้น
การศึกษาเรื่องราว
เกี่ยวกับโครงสร้างของ
อะตอมจึงเป็นการแปล
ผลจากข้อมูลที่ได้จาก
การทดลองและนามา
สร้างเป็นมโนภาพหรือ
แบบจาลองอะตอม
7

8. เสนอทฤษฎีอะตอมเพื่อใช้อธิบายเกี่ยวกับ
การเปลี่ยนแปลงมวลของสารก่อนและ
หลังทาปฏิกิริยา รวมทั้งอัตราส่วนโดย
มวลที่รวมกันเป็นสารประกอบหนึ่งๆ
8

9. • 1. ธาตุประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กจานวนมากเรียกว่า
“อะตอม” ที่ไม่สามารถแบ่งแยกย่อยลงไปได้อีกและ
ทาให้เกิดขึ้นใหม่หรือสูญหายไม่ได้
2. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีสมบัติเหมือนกัน
เช่น มวล และมีสมบัติต่างจากอะตอมของธาตุอื่น
3. สารประกอบเกิดจาก อะตอมของธาตุมากกว่า 1 ชนิด
ทาปฏิกิริยาเคมีรวมตัวกันในอัตราส่วนที่เป็นเลข
จานวนเต็มลงตัวน้อยๆ เช่น อะตอมของธาตุ C กับ O
รวมกันเป็น CO , CO2 9

10. Dalton atomic theory
• 1) each element made up of atoms
• 2) which cannot be created, destroyed, divided or
converted
• 3) all atoms of each type have the same properties
• 4) atoms of different types have different
properties
• 5) “reactions” involve reorganizing atoms: joining,
separating or rearranging them
• 6) these combine in small, whole-number ratios to
form compounds; multiple combinations are possible
10

11. 12
16
12
32
ถ้าธาตุสองธาตุรวมตัวกันเกิดเป็นสารประกอบ อัตราส่วน
โดยมวลหรืออะตอมของธาตุชนิดหนึ่งที่รวมกับธาตุอีกชนิด
หนึ่ง จะมี สัดส่วนคงที่ เช่น O : C ใน
อัตราส่วนโดยมวล
= 4 : 3
= 8 : 3
11

12. • การที่ธาตุรวมตัวเป็นสารประกอบด้วย
อัตราส่วนโดยมวลที่คงที่ ทาให้ ดอลตัน
เชื่อว่าอัตราส่วนโดยมวลของธาตุที่เกิดเป็น
สารประกอบนั้น ขึ้นอยู่กับมวลของธาตุแต่
ละอะตอม
12

13. จากทฤษฎีอะตอมของดาลตันสามารถ
ทาให้สร้างแบบจาลองอะตอมของดอล
ตันได้ว่า อะตอมมีลักษณะทรงกลมตัน
เหมือนลูกบิลเลียด
13

14. จากทฤษฎีอะตอมของดาลตันช่วยนักวิทยาศาสตร์
สามารถอธิบายสมบัติของอะตอมได้ในระดับหนึ่ง
โจเซฟ เพราสต์ (Joseph Proust)
"อัตราส่วนโดยมวลของธาตุที่รวมกันเป็ นสารประกอบ
ชนิดหนึ่ง ๆ จะมีค่าคงที่ ไม่ว่าจะเตรียมสารประกอบนั้น
กี่ครั้ง หรือ โดยวิธีการต่างกันอย่างไรก็ตาม"
14

15. ลาวัวร์ซิเยร์ (Anton Laurent Lavoisier)
“การเปลี่ยนแปลงมวลของสารก่อนและ
หลังทาปฏิกิริยาจะมีค่าเท่าเดิม”
2C + O2  2CO
12 32 28
12 28 15

16. ข้อบกพร่องของทฤษฎีอะตอมดอลตัน
อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีสมบัติเหมือนกัน
และมีสมบัติต่างจากอะตอมของธาตุอื่น
ธาตุชนิดเดียวกัน มีมวลต่างกันได้
12C , 13C , 14C
16

17. ยุคใหม่การพัฒนาทฤษฎีอะตอม
ตั้งแต่สมัยของดิมอคริตุส จนถึงดอลตัน อะตอม คือ
องค์ประกอบของสารที่มีขนาดเล็กที่สุดที่แบ่งแยกต่อไปไม่ได้อีก
ในปลายคริสตศตวรรษที่ 19 ทฤษฎีใหม่ของ
อะตอมได้เริ่มมีการพัฒนาขึ้นเมื่อ เจ เจ ทอมสัน
ค้นพบอิเล็กตรอน ในปี ค.ศ.1897
17

18. เซอร์โจเซฟ จอน ทอมสัน ( Sir Joseph John
Thomson) ค.ศ. 1856 – 1940 , อังกฤษ
18

19. ในปี ค.ศ. 1833 ไมเคิล ฟาราเดย์ ได้เสนอผลงานเกี่ยวกับ
การนาไฟฟ้ าของสารละลาย คือเรื่องอิเล็กโทรลิซิส ซึ่งเป็ น
แนวทางในการนาไปสู่ส่วนประกอบทางไฟฟ้ าของอะตอม
การประดิษฐ์เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่สาคัญ
ต่อการค้นพบอิเล็กตรอน คือ หลอดรังสีแคโทด
19

20. William Crooks ค.ศ.1897 สร้างหลอดรังสีแคโทด
( cathode rays tube) ซึ่งเป็นหลอดแก้ว ภายในสูบอากาศ
ออกหมดแล้วบรรจุแก๊สไว้เพียงเล็กน้อยเพื่อให้แก๊สมีความ
ดันต่ามาก เมื่อใช้อิเล็กโทรดและให้ความต่างศักย์สูง(high
voltage) 10,000 โวลต์ แก๊สจะนาไฟฟ้ าได้ และเกิดรังสีพุ่ง
ออกจากแคโทดหรือขั้วลบ ซึ่งเรียกว่า รังสีแคโทด ( cathode
rays )
20

21. https://reich-chemistry.wikispaces.com/Fall.2008.MMA.Cushman.Hutchinson.Timeline
อิเล็กโทรด
แคโทด
อิเล็กโทรด
แอโนด
21
-
+

22. ออยเกน โกลด์ชไตน์ (Eugen Goldstein) พ.ศ.2429 ,เยอรมัน
หลอดรังสีแคโทดกับอนุภาคบวก
http://www.uwec.edu/boulteje/Boulter103Notes/11September.htm
แคโทด
แอโนด
22

23. พบลาแสงที่มีประจุเป็ นบวก(canal rays) ด้านหลังแคโทด
ประจุบวกนี้เกิดขึ้นจากอะตอมของแก๊สซึ่งเป็ นกลาง ถ้าใช้
แก๊สต่างกัน อัตราส่วนประจุต่อมวล(e/m) จะไม่เท่ากัน
23
และถ้าบรรจุแก๊สไฮโดรเจนไว้ในหลอดรังสีแคโทด จะ
ได้อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้ าบวกเท่ากับประจุไฟฟ้ าลบ
ซึ่งต่อมาเรียกอนุภาค
บวกที่เกิดจากแก๊ส
ไฮโดรเจนนี้ว่า
โปรตอน(proton)

24. เจ เจ ทอมสัน พ.ศ.2440 แสดงให้เห็นว่า รังสีแคโทด
เบี่ยงเบนภายใต้สนามแม่เหล็ก และสนามไฟฟ้ าโดย
ดัดแปลงหลอดรังสีแคโทด สรุปว่ารังสีแคโทดประกอบด้วย
อนุภาคที่มีประจุลบ
24
แอโนด
แคโทด

25. www.il.mahidol.ac.th
25

26. เจ เจ ทอมสัน ทาการทดลองต่อโดย
เปลี่ยนชนิดของแก๊สและโลหะที่ใช้เป็น
แคโทด พบว่ารังสีที่เกิดขึ้นยังคง
ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุลบ
ทอมสัน สรุปว่า อะตอมทุกชนิดมีอนุภาคที่มีประจุลบเป็ น
องค์ประกอบ เรียกอนุภาคนี้ว่า อิเล็กตรอน
จากการที่อะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้ า แสดงว่า อะตอมต้อง
ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุบวก(โปรตอน)และอนุภาคที่มีประจุลบ
(อิเล็กตรอน) อยู่ในอะตอมเท่าๆกัน
เมื่อคานวณหาอัตราส่วนประจุต่อมวล(e/m)ของอนุภาคลบ พบว่าได้
ค่าคงที่เท่ากับ 1.76x108 คูลอมบ์ต่อกรัม ทุกครั้ง
26

27. Plum pudding
model of atom
27

28. รังสีแคโทด
เกิดขึ้นได้
อย่างไร ทาไมอัตราส่วนประจุ
ต่อมวล(e/m)ของ
อนุภาคบวกของแก๊สแต่
ละชนิดไม่เท่ากัน
28

29. รอเบิร์ต แอนดรูส์ มิลลิแกน (Robert
Andrews Millikan) ค.ศ. 1868 -1953
อเมริกัน
การทดลองหยด
น้ามันของมิลลิแกน
เพื่อหาค่าประจุของ
อิเล็กตรอน
http://millikan.nbaoh.com/1.htm
ค.ศ. 1909, “Oil Drop experiment”
29

30. http://millikan.nbaoh.com/1.htm
ค.ศ. 1909, “Oil Drop experiment”
รังสีเอกซ์ ทาให้อากาศ
ในกล่องแตกตัวเป็นให้
อิเล็กตรอน
หยดน้ามันรับ
อิเล็กตรอนมีประจุ ตก
ลงมาตามแรงโน้มถ่วง
ปรับขนาดความต่าง
ศักย์ของสนามไฟฟ้ า
ควบคุมอัตราเร็วการตก
ของหยดน้ามัน 30

31. http://millikan.nbaoh.com/1.htm
ค.ศ. 1909, “Oil Drop experiment”
ปรับให้หยดน้ามันหยุดนิ่ง
แรงจากสนามไฟฟ้ า = แรงโน้มถ่วง
qE = mg
ทราบความต่างศักย์ของ
สนามไฟฟ้ า , ทราบ
มวลของหยดน้ามัน
คานวณหาประจุบนหยด
น้ามันได้
31

32. ประจุของอิเล็กตรอนที่หาได้มีค่าเป็นจานวนเท่าของตัวเลขค่าหนึ่ง
ประจุบนหยดน้ามัน = n (1.66x10-19) คูลอมบ์
ตัวเลขประจุบนหยดน้ามันที่มีค่าน้อยที่สุด = 1.66x10-19 คูลอมบ์
จึงสรุปว่า อิเล็กตรอนมีประจุ = 1.66x10-19 คูลอมบ์
แสดงว่า n = 1
32

33. e/m ของอิเล็กตรอน = 1.76x108 คูลอมบ์ต่อกรัม
ประจุของอิเล็กตรอน = 1.60x10-19 คูลอมบ์
m ของอิเล็กตรอน =
1.76x108 คูลอมบ์ต่อกรัม
1.60x10-19 คูลอมบ์
m ของอิเล็กตรอน = 0.909 x10-27 กรัม
m ของอิเล็กตรอน = 9.09 x10-28 กรัม
มวลของอิเล็กตรอน = 9.1 x10-28 กรัม
33

34. เครื่องมือการทดลอง “Oil Drop
experiment” ของมิลลิแกน
34

35. 1. อิเล็กตรอนมวล 1 กรัม จะมีจานวนอนุภาคอิเล็กตรอน
ทั้งหมดกี่อิเล็กตรอน ?
2. อิเล็กตรอนจานวน 12.04 x1023 อิเล็กตรอน จะมีมวลกี่กรัม
ลองคิดดู
35