1. วิทยาศาสตร์พื้นฐาน 2000-1401 โครงสร้างอะตอม Copyright 1996-2001 © Dale Carnegie & Associates, Inc.

2. 1. โครงสร้างอะตอม ผู้คิดค้น : เออร์เนส รัทเทอร์ฟอร์ด และนีลส์โบร์ นิวเคลียส , โปรตรอน , นิวตรอน , อิเลคตรอน

3. มวลอิเลคตรอน ประมาณ มวลโปรตอน /2,000 1.1 ประจุ และมวลของอนุภาค

4. 1.1 ประจุ และมวลของอนุภาค

5. 1.2 เลขอะตอม (Atomic number) บอกถึงจำนวนโปรตรอน หรือจำนวนอิเลคตรอน เลขอะตอม = จำนวนโปรตรอน = จำนวนอิเลคตรอน @ อะตอมมีสภาพเป็นกลาง

6. 1.3 เลขมวล ( Mass Number ) เลขมวล = จำนวนโปรตรอน + จำนวนนิวตรอน จำนวนนิวตรอน = เลขมวล - เลขอะตอม ดังนั้น

7. ตัวย่อทางเคมี ( อลูมิเนียม ) จำนวนโปรตรอน = จำนวนอิเลคตรอน = เลขอะตอม = 13 จำนวนนิวตรอน = เลขมวล - เลขอะตอม = 27-13= 14

8. 1.4 มวลอะตอม (Atomic mass, A.M.) มวลของ 6.02 x 10 23 อะตอมของธาตุนั้น ( กรัม ) [ หรือเท่ากับ 1 โมล ]

9. มวลอะตอม ( ต่อ ) (Atomic mass, A.M.) น้ำหนักของธาตุ 1 อะตอม = A.M. x 1.66 x 10 -24 ( กรัม ) เช่น A.M. ของอลูมิเนียม = 26.98 อลูมิเนียม 1 อะตอม หนัก = 26.98 x 1.66 x 10 -24 กรัม อลูมิเนียม 1 อะตอม หนัก = 26.98 A.M.U. หรือ อลูมิเนียมมีน้ำหนัก = 26.98 กรัม / โมล

10. โมเลกุล ( อนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่สามารถอยู่ได้เป็นอิสระ ) น้ำหนักของสาร 1 โมเลกุล = M.W. *1.66*10 -24 ( กรัม ) เช่น A.M. ของอลูมิเนียม (Al) = 26.98 = M.W. อลูมิเนียม 1 โมเลกุล หนัก = 26.98 x 1.66 x 10 -24 กรัม อลูมิเนียม 1 อะตอม หนัก = 26.98 x 1.66 x 10 -24 กรัม หรือ อลูมิเนียม 1 โมลมีน้ำหนัก = 26.98 กรัม

11. เช่น A.M. ของสาร (O 2 ) = 16 M.W. ของสาร (O 2 ) = 16*2=32 O 2 1 โมเลกุล หนัก = 32 x 1.66 x 10 -24 กรัม O 2 1 อะตอม หนัก = 16 x 1.66 x 10 -24 กรัม หรือ O 2 1 โมลอะตอมมีน้ำหนัก = 16 กรัม หรือ O 2 1 โมลมีน้ำหนัก = 32 กรัม

12. มวลอะตอมสัมพัทธ์ (Relative atomic mass, R.A.M.) มวลของอะตอมมีค่าน้อยมาก จึงใช้วิธีเปรียบเทียบกับมวลของอะตอม ที่เบาที่สุด คือ “ไฮโดรเจน” โดยกำหนดให้มีมวล = 1

13. มวลอะตอมสัมพัทธ์ ( ต่อ ) (Relative atomic mass, R.A.M.)

14. มวลสูตรสัมพัทธ์ หรือมวลโมเลกุล ตัวอย่าง การหามวลของโมเลกุล ของคาร์บอนไดออกไซด์ CO 2 คาร์บอน = 1 อะตอม , R.A.M. = 12 ออกซิเจน = 2 อะตอม , R . A . M . = 16 ดังนั้นมวลโมเลกุล = (1 x 12)+(2 x 16) = 44 ดังนั้นสรุปว่า CO 2 หนักเป็น 44 เท่าของไฮโดรเจน 1 อะตอม

15. มวลสูตรสัมพัทธ์ หรือมวลโมเลกุล ( ต่อ )

16. 1.5 ชั้นของอิเล็กตรอน ( ออบิทัล , Orbital) จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดแต่ละชั้น = 2 n 2

17. 1.6 ระดับพลังงานของอิเล็กตรอน To move an electron from the first to the second orbit requires energy to overcome the attraction of the nucleus.

18. ระดับพลังงานของอิเล็กตรอน ( ต่อ ) อิเล็กตรอนแต่ละตัวจะมีพลังงานไม่เท่ากับ , ตัวที่อยู่ชั้นนอกนอกจะมีพลังงานสูงกว่า ความถี่ของโฟตอน (v) = (E1-E2)/h

19. ระดับพลังงานของอิเล็กตรอน ( ต่อ ) นิลส์ บอร์ ได้สร้างโมเดลสำหรับไฮโดรเจนซึ่งมีอิเล็กตรอน 1 ตัว เพื่อหาพลังงานของอิเล็กตรอนที่ระดับต่างๆ คือ E: พลังงานของโฟตอนที่ให้ออกมา E=(-13.6/n 2 ) eV E=(-13.6/n 2 ) eV x(1.9x10 -19 /eV) จูล

20. 1.7 โครงสร้างอะตอมของตัวนำ อะตอมทองแดง : 2-8-18-1 : แรงดึงดูดอิเล็กตรอนต่ำสุดกรณีตัวที่อยู่วงนอกสุด (valence orbit, free electron) ซึ่งเคลื่อนที่ไปอะตอมอื่นได้อย่างง่ายดาย ( เป็นตัวนำที่ดี ) ดังนั้นจุดสำคัญอยู่ที่อิเล็กตรอนวงนอกสุด

21. 1.8 โครงสร้างอะตอมของสารกี่งตัวนำ Germanium: 2-8-18-4 : 4-Valence Electrons Silicon: 2-8-4 : 4-Valence Electrons ในกรณีของวัสดุฉนวน จะมี 8 -Valence Electrons

22. 1.9 ไอโซโทป ( อะตอมที่มีจำนวนนิวตรอนแตกต่างกัน ) ไอโซโทปของธาตุชนิดเดียวกันจะเกิดปฏิกิริยาเคมีเหมือนกัน เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนเท่านั้น

23. 2. พันธะอะตอม และพันธะโมเลกุล 2.1 พันธะที่มีความแข็งแรง 2.1.1 พันธะไอออนิก 2.1.2 พันธะโควาเลนต์ 2.1.3 พันธะโลหะ 2.2 พันธะที่ไม่แข็งแรง 2.2.1 Permanent Dipole Bonds 2 .2.2 Fluctuating Dipole Bonds

24. 2.1.1 พันธะไอออนิก ( พันธะที่เกิดขึ้นระหว่างธาตุโลหะ กับ อโลหะ ) อะตอมธาตุหนึ่งถ่ายเทไปให้อีกธาตุหนึ่ง ทำให้เกิดไอออนบวก และ ลบ จึงเกิดแรงดึงดูดกัน ( แข็งแรง ) อะตอมโซเดียมต้องเสียอิเล็กตรอน 1 ตัวให้กับอะตอมของคลอรีน เพื่อเติมเต็มอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดให้กับคลอรีน

25. ดังนั้นอะตอมจะเสียสภาพความเป็นกลาง และเรียกว่า “ ไอออน ” - โซเดียมไอออนจะเป็นบวก , Na + - คลอรีนไอออนจะเป็นลบ , Cl - ดังนั้นจึงมีแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน เป็นพันธะไอออนิก ของโซเดียมคลอไรด์ ( NaCl )

26. พันธะไอออนิก ของแมกนีเซียมคลอไรด์ ระหว่าง แมกนีเซียม Mg กับ คลอรีน Cl แมกนีเซียมจะต้องให้อิเล็กตรอนกับคลอรีน 2 อะตอม

27. แมกนีเซียม 1 อะตอมให้อิเล็กตรอนกับคลอรีน 2 อะตอม MgCl2 : แมกนีเซียมคลอไรด์

28. พันธะไอออนิกของโซเดียมคลอไรด์

29. พันธะไอออนิก แรงดึงดูดระหว่างอะตอม : (F attractive ) (F attractive ) ={(-Z1 x e)(Z2 x e)}/(4 x π x  o x a 2 ) Z1 : จำนวนอิเล็กตรอนที่ให้ Z2 : จำนวนอิเล็กตรอนที่รับ e : ประจุ 1.60 x 10 -19 C a : รัศมีระหว่างไอออน

30. พันธะโคเวเลนต์ ตัวอย่าง สารประกอบไฮโดรคาร์บอน ( มีเทน ) CH 4 - อะตอมคาร์บอนต้องการอิเล็กตรอนอีก 4 ตัว - อะตอมของไฮโดรเจนต้องการอิเล็กตรอนอีก 1 ตัว พันธะโควาเลนต์ : การใช้อิเล็กตรอนร่วมกันระหว่างอะตอมของธาตุอโลหะ

31. พันธะโควาเลนต์เดี่ยว 4 พันธะ ของมีเทน

32. พันธะโควาเลนต์คู่ 1 พันธะ ของออกซิเจน (O 2 ) คุณสมบัติ 1. มีจุดหลอมเหลวสูง ( ซิลิคอนไดออกไซด์ , ทราย ) 2. ไม่ละลายน้ำเนื่องจากไม่มีประจุ 3. ไม่นำไฟฟ้าเนื่องจากไม่มีไอออน , อิเล็กตรอนอิสระ 4. แข็ง ( เพชร )

33. พันธะโลหะ การยึดกันของอะตอมในโลหะนั้นแตกต่างไปจาก พันธะไอออนิก และโควาเลนต์ อะตอมของโลหะยึดกันด้วย “ทะเลอิเล็กตรอน”

34. พันธะโลหะ อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ (non directional)

35. อะตอมของโลหะให้อิเล็กตรอน 1 หรือมากกว่า อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปยังขั้วบวก และสามารถถ่ายเทความร้อนด้วย

36. 2.2 พันธะที่ไม่แข็งแรง (Weak Bonding) พลังงานของพันธะต่ำ (4-42 kJ/mol ) แรงที่เกิดขึ้นเนื่องจากแรงดึงดูดของขั้วไฟฟ้า (electric dipoles) ที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอม หรือโมเลกุล

37. 2.2.1 Fluctuation Dipole Bond เป็นพันธะที่อ่อนมากเกิดจากแรงดึงดูดระหว่างอะตอมที่มีการกระจายของประจุอิเล็กตรอนที่ไม่ท่ากัน ทำให้เกิดขั้วไฟฟ้าขึ้น เช่นอะตอมของแก๊สเฉื่อย

38. 2.2.2 Permanent Dipole Bond เป็นพันธะที่อ่อนมากมักเกิดขึ้นระหว่างโมเลกุล โควาเลนต์ ที่มี Permanent Dipoles , โดยทั่วไปโมเลกุลที่ประกอบด้วยธาตุที่มีอิเล็กโตรเนกาวิตี้สูง และเป็น asymmetric molecule จะทำให้โมเลกุลนั้นมีขั้ว

39. ขอขอบคุณข้อมูลที่ได้เรียบเรียงจาก เว็บไซต์ออนไลน์เพื่อการศึกษาทุกข้อมูล ครูธงชัย พานิชสิติ วิทยาลัยเทคนิคเพชรบูรณ์ 15 พฤศจิกายน 2548