ค้นหาทุกอย่างในเว็บครูบ้านนอก :
ชุมชนครู บุคลากรทางการศึกษา และนักเรียน แหล่งความรู้สำหรับครู นักเรียน ข่าวการศึกษา ห้องสมุดความรู้ทุกกลุ่มสาระการเรียนรู้ และความรู้ทั่วไป เผยแพร่ผลงานวิชาการ ที่นี่


ข่าวการศึกษา     ความรู้ทั่วไป     งานราชการ/รัฐวิสาหกิจ/บริการสังคมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี  ▶ ข่าว/บทความ ▶ หน้าแรก

โครงสร้างอะตอม


วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1 พ.ค. 2565 เวลา 08:19 น. เปิดอ่าน : 5,095 ครั้ง
โครงสร้างอะตอม

Advertisement

อะตอม ( Atom ) เป็นหน่วยพื้นฐานของสสาร ที่ประกอบไปด้วยส่วนของนิวเคลียสที่หนาแน่นมากตรงจุดศูนย์กลางล้อมรอบด้วยกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ นิวเคลียสมีประจุบวกประกอบด้วยอนุภาค โปรตอนที่มีประจุบวก และนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า อิเล็กตรอนของอะตอมถูกดึงดูดให้อยู่กับนิวเคลียสด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า

ภาพที่ 1 แบบจำลองโครงสร้างอะตอมของลิเทียม ( 3Li )
ที่มา: https://pixabay.com, Geralt

นั่นคือนิยามของอะตอม ที่บอกว่ามันมีประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐาน 3 ชนิด ได้แก่ โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน แต่น้อง ๆ ทราบไหมว่า กว่าจะได้เป็นนิยามข้างต้นมา นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับอะตอมนี้มาเป็นระยะเวลากว่า 2,000 ปี โดยการศึกษาเกี่ยวกับอะตอมนั้นเริ่มจาก ดิโมคริตุส ( Democritus ) นักปราชญ์ชาวกรีกที่มีชีวิตอยู่ในช่วง พ.ศ. 83 -173 เชื่อว่าถ้าแบ่งสารให้มีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ ในที่สุดก็จะได้หน่วยย่อยซึ่งไม่สามารถแบ่งให้เล็กลงได้อีก เรียกหน่วยย่อยนี้ว่า อะตอม

เซอร์ จอห์น ดอลตัน ( Sir John Dalton ) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษที่มีชีวิตอยู่ในช่วง พ.ศ. 2309-2387 เป็นคนแรกที่เสนอทฤษฎีอะตอม ที่รู้จักกันในชื่อ ทฤษฎีอะตอมของดอลตัน ซึ่งมีสาระสำคัญดังนี้

  1. ธาตุประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ หลายอนุภาค อนุภาคเหล่านี้เรียกว่า อะตอม ซึ่งแบ่งแยกและทำให้สูญหายไม่ได้
  2. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีสมบัติเหมือนกัน และมีสมบัติแตกต่างจากอะตอมของธาตุอื่น
  3. สารประกอบเกิดจากอะตอมของธาตุมากกว่าหนึ่งชนิดทำปฏิกิริยาเคมีกันในอัตราส่วนที่เป็นเลขลงตัวน้อย ๆ

 


ภาพที่ 2 แบบจำลองอะตอมของดอลตัน
ที่มา: www.scimath.org/ebook/sci/เคมีเพิ่มเติม-เล่ม1-ม.4-6/index.html

ทฤษฎีอะตอมของดอลตันช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สมัยนั้นสามารถอธิบายลักษณะและสมบัติของอะตอมได้ระดับหนึ่ง ต่อมาเมื่อมีการศึกษาเกี่ยวกับอะตอมเพิ่มขึ้น และค้นพบข้อมูลบางประการที่ไม่สอดคล้องกับแนวคิด นักวิทยาศาสตร์รุ่นต่อมาจึงได้ศึกษาเพิ่มเติมและสร้างแบบจำลองขึ้นมาใหม่

ออยเกน โกลด์ชไตน์ ( Eugen Goldstein ) นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันที่มีชีวิตในช่วง พ.ศ. 2393 - 2473 ค้นพบรังสีที่มีประจุบวก จากการดัดแปลงหลอดรังสีแคโทด โดยทำการทดลองกับแก๊สหลายชนิด พบว่าอนุภาคที่มีประจุบวกเหล่านี้มีอัตราส่วนประจุต่อมวล ( e/m ) ไม่คงที่ แต่ถ้าบรรจุแก๊สไฮโดรเจนไว้ในหลอดรังสีแคโทด จะได้อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวกเท่ากับประจุไฟฟ้าลบ ซึ่งต่อมาเรียกอนุภาคบวกที่เกิดจากแก๊สไฮโดรเจนนี้ว่า โปรตอน

เซอร์ โจเซฟ จอห์น ทอมสัน ( พ.ศ. 2399 - 2483 ) ได้ทำการทดลองเพิ่มขั้วไฟฟ้า 2 ขั้วในแนวดิ่ง กับหลอดรังสีแคโทดที่ดัดแปลง พบว่าตำแหน่งของจุดสว่างเบนเข้าหาขั้วบวกของสนามไฟฟ้า และเมื่อเปลี่ยนชนิดของแก๊สที่บรรจุในหลอดและโลหะที่ใช้เป็นแคโทด พบว่ารังสีที่เกิดขึ้นยังคงเบนเข้าหาขั้วบวกเหมือนเดิม เมื่อคำนวณหาอัตราส่วนประจุต่อมวล พบว่าได้ค่าเท่ากับ 1.76 x 108 คูลอมบ์ต่อกรัม ทุกครั้งโดยไม่ขึ้นกับชนิดของแก๊สที่ใช้ จากผลการทดลองและการคำนวณนี้ช่วยให้ทอมสันสรุปได้ว่า อะตอมทุกชนิดมีอนุภาคที่เป็นประจุลบเป็นองค์ประกอบ อนุภาคนี้เรียกว่า อิเล็กตรอน

จากผลการทดลองของ โกลด์ชไตน์ และ ทอมสัน ทำให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้น จึงเสนอแบบจำลองอะตอมของทอมสัน ว่า “อะตอมเป็นรูปทรงกลมประกอบด้วยเนื้ออะตอมซึ่งมีประจุบวกและมีอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบกระจายอยู่ทั่วไป อะตอมในสภาพที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีจำนวนประจุบวกเท่ากับจำนวนประจุลบ”

ภาพที่ 3 แบบจำลองอะตอมของทอมสัน
ที่มา: ศุภาวิตา จรรยา

แบบจำลองอะตอมของทอมสัน นับเป็นก้าวสำคัญเกี่ยวกับการศึกษาเรื่องอะตอมต่อจากดอลตัน และถือได้ว่าทอมสันเป็นคนแรกที่เสนอรายละเอียดภายในอะตอม ทำให้ได้มโนภาพของอะตอมชัดขึ้น อย่างไรก็ตามในเวลาต่อมา เมื่อมีการศึกษาทดลองเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้น แบบจำลองอะตอมของทอมสันไม่สามารถอธิบายโครงสร้างของอะตอมได้อย่างครอบคลุม

ลอร์ดเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด และ ฮันส์ ไกเกอร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้ศึกษาและพิสูจน์แบบจำลองอะตอมของทอมสัน เมื่อปี พ.ศ. 2454 โดยการยิงอนุภาคแอลฟาซึ่งมีประจุบวกไปยังแผ่นทองคำบาง ๆ และใช้ฉากเรืองแสงที่เคลือบด้วยซิงค์ซัลไฟด์โค้งเป็นวงล้อมรอบด้วยแผ่นทองคำเพื่อตรวจจับอนุภาคแอลฟา จากผลการทดลองพบว่า ส่วนใหญ่จะเกิดการเรืองแสงบนฉากที่อยู่บริเวณด้านหลังของแผ่นทองคำ มีบางครั้งที่เกิดการเรืองแสงบริเวณด้านข้าง และมีน้อยครั้งที่เกิดการเรืองแสงบริเวณด้านหน้า ดังภาพที่ 4

ภาพที่ 4 การทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ด
ที่มา: www.scimath.org/ebook/sci/เคมีเพิ่มเติม-เล่ม1-ม.4-6/index.html

จากการทดลองนี้ ถ้าอธิบายตามแบบจำลองของทอมสัน อนุภาคแอลฟา ซึ่งมีประจุบวกก็ต้องผลักกับโปรตอนทำให้เกิดการเบี่ยงเบนไปจากแนวเส้นตรงได้บ้าง แต่ไม่น่าจะมีอนุภาคสะท้อนกลับมากระทบฉากบริเวณด้านหน้าได้ ดังนั้น รัทเทอร์ฟอร์ดอธิบายว่า แสดงว่าในอะตอมน่าจะมีอนุภาคที่มีมวลสูงมากกว่าอนุภาคแอลฟา และมีประจุบวก จึงได้เสนอแบบจำลองอะตอมใหม่ว่า “อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีขนาดเล็กมากอยู่ภายใน และมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก โดยมีอิเล็กตรอนวิ่งอยู่รอบ ๆ” ดังภาพที่ 5


ภาพที่ 5 แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด

ที่มา: ศุภาวิตา จรรยา

เมื่อกล่าวมาถึงตรงนี้ จะเห็นว่าการศึกษาเกี่ยวกับอะตอม ทำให้นักวิทยาศาสตร์ทราบว่าในอะตอมประกอบด้วย อิเล็กตรอนและโปรตอน ตามแบบจำลองของรัทเทอร์ฟอร์ด มวลอะตอมคือมวลของนิวเคลียส ถ้านิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนอย่างเดียว มวลของนิวเคลียสก็น่าจะเท่ากับมวลของโปรตอนรวมกัน แต่จากการทดลองพบว่า มวลของธาตุส่วนใหญ่มีค่าเป็นสองเท่า หรือมากกว่ามวลของโปรตอนทั้งหมดรวมกัน รัทเทอร์ฟอร์ดจึงสันนิษฐานว่า น่าจะมีอนุภาคอีกชนิดหนึ่งในนิวเคลียส และอนุภาคนั้นควรมีมวลใกล้เคียงกับมวลของโปรตอนและเป็นกลางทางไฟฟ้า และการทดลองของทอมสันในปี พ.ศ. 2456 ก็ได้สนับสนุนแนวคิดนี้เช่นกัน เมื่อเขาได้ศึกษาหามวลของอนุภาคบวกของแก๊สนีออนที่บรรจุในหลอดรังสีแคโทดพบว่า อนุภาคบวกมีมวล 2 ค่า คือ 20 และ 22 หน่วย นั่นแสดงว่านีออนประกอบด้วยอะตอม 2 ชนิดที่มีมวลไม่เท่ากัน

ต่อมาใน พ.ศ. 2475 เซอร์เจมส์ แซดวิก ได้ทดลองยิงอนุภาคแอลฟาไปยังอะตอมของธาตุต่าง ๆ และทดสอบผลการทดลองด้วยเครื่องมือที่มีความเที่ยงตรงสูง ทำให้มั่นใจว่า ในนิวเคลียสมีอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้าอยู่จริง และเรียกว่า นิวตรอน การค้นพบครั้งนี้ทำให้ความรู้เกี่ยวกับอะตอมชัดเจนว่า “อะตอมประกอบไปด้วยอนุภาคมูลฐาน 3 ชนิด คือ อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน”

แต่แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด ยังไม่สามารถอธิบายได้ว่าอิเล็กตรอนอยู่รอบนิวเคลียสในลักษณะใด นักวิทยาศาสตร์จึงได้ศึกษาค้นคว้า ทดลอง จนได้แบบจำลองอะตอมของโบร์ว่า “อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสที่เป็นวงคล้ายกับวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ แต่ละวงจะมีระดับพลังงานเฉพาะตัว ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสที่สุดซึ่งมีพลังงานต่ำสุด เรียกว่า ระดับ K ระดับพลังงานที่อยู่ถัดมาเรียก L M N ตามลำดับ”

ภาพที่ 6 แบบจำลองอะตอมของโบร์
ที่มา: http:// thn2442555chemistry.blogspot.com/2016/08/blog-post_66.html

แต่แบบจำลองอะตอมของโบร์ยังมีข้อจำกัดที่ไม่สามารถอธิบายสเปกตรัมของอะตอมที่มีหลายอิเล็กตรอนได้ นักวิทยาศาสตร์จึงได้ศึกษาค้นคว้า ทดลองเพิ่มเติมจนค้นพบแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก โดยแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกกล่าวไว้ว่า “ อิเล็กตรอนมีขนาดเล็กมากและเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วตลอดเวลาไปทั่วทั้งอะตอม จึงไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนของอะตอมได้ อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์พบว่ามีโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสบางบริเวณเท่านั้น ทำให้สร้างมโนภาพได้ว่าอะตอมประกอบด้วยกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนรอบ ๆ นิวเคลียส บริเวณที่กลุ่มหมอกทึบแสดงว่าโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนได้มากกว่าบริเวณที่มีกลุ่มหมอกจาง”

ภาพที่ 7 แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก
ที่มา: https://sites.google.com/a/tupr.ac.th/baeb-calxng-xatxm/baeb-calxng-xatxm-klum-hmxk

แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกสามารถอธิบายสมบัติต่าง ๆ ของอะตอมได้อย่ากว้างขวาง แต่นั่นก็ไม่ใช่เหตุผลในการยุติการศึกษาทดลองเกี่ยวกับอะตอม เพราะความรู้ทางวิทยาศาสตร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อมีหลักฐาน ประจักษ์พยาน หรือข้อมูลใหม่ ๆ ที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์ได้ดีกว่า ดังนั้น ในอนาคตจึงอาจจะมีแบบจำลองอะตอมที่สามารถอธิบายโครงสร้างอะตอมได้เหมาะสมกว่าในปัจจุบันก็เป็นได้

แหล่งที่มา

ปุณยนุช หวังอนุตตร และคณะ. แบบจำลองอะตอม. สืบค้นเมื่อวันที่ 26 เมษายน 2562 .จาก https://sites.google.com/a/tupr.ac.th/baeb-calxng-xatxm/baeb-calxng-xatxm-klum-hmxk

สสวท. ( 2556 ). หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมเคมี เล่ม 1 ( พิมพ์ครั้งที่ 5 ). กรุงเทพ: องค์การค้าของ สกสค.

อัคร สุทธิศักดิ์ศรี. แบบจำลองอะตอมของโบร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 26 เมษายน 2562. จาก http:// thn2442555chemistry.blogspot.com/2016/08/blog-post_66.html 

ขอบคุณที่มาภาพและเนื้อหาจาก www.scimath.org

 


โครงสร้างอะตอม

Advertisement

≡ เรื่องอื่นๆ ที่น่าอ่าน ≡

ฝนดาวตกสิงโต

ฝนดาวตกสิงโต


เปิดอ่าน 20,165 ครั้ง
ไส้เดือนดิน

ไส้เดือนดิน


เปิดอ่าน 12,359 ครั้ง
ปะการัง

ปะการัง


เปิดอ่าน 15,856 ครั้ง
พืชที่ใช้เป็นอาหาร

พืชที่ใช้เป็นอาหาร


เปิดอ่าน 58,646 ครั้ง
ดวงจันทร์ (Moon)

ดวงจันทร์ (Moon)


เปิดอ่าน 17,157 ครั้ง
วัสดุในชีวิตประจำวัน

วัสดุในชีวิตประจำวัน


เปิดอ่าน 29,584 ครั้ง
รู้จักวิตามิน H

รู้จักวิตามิน H


เปิดอ่าน 21,545 ครั้ง
ระบบหายใจ (respiration)

ระบบหายใจ (respiration)


เปิดอ่าน 3,122 ครั้ง

:: เรื่องปักหมุด ::

พืชที่ใช้เป็นอาหาร

พืชที่ใช้เป็นอาหาร

เปิดอ่าน 58,646 ☕ คลิกอ่านเลย

Advertisement

≡ เรื่องน่าสนใจในหมวดหมู่นี้ ≡
การสื่อสารของแมลง : การเต้นรำของผึ้ง
การสื่อสารของแมลง : การเต้นรำของผึ้ง
เปิดอ่าน 18,229 ☕ คลิกอ่านเลย

นักวิจัย สกสว.เจ๋ง ผลิต ‘มือเทียมกล’ ควบคุมผ่านสัญญาณไฟฟ้าในกล้ามเนื้อ เพื่อคนพิการ
นักวิจัย สกสว.เจ๋ง ผลิต ‘มือเทียมกล’ ควบคุมผ่านสัญญาณไฟฟ้าในกล้ามเนื้อ เพื่อคนพิการ
เปิดอ่าน 8,850 ☕ คลิกอ่านเลย

ข้าวกล้องงอก
ข้าวกล้องงอก
เปิดอ่าน 18,196 ☕ คลิกอ่านเลย

กุ้งเดินขบวนมหัศจรรย์ทางธรรมชาติ
กุ้งเดินขบวนมหัศจรรย์ทางธรรมชาติ
เปิดอ่าน 22,873 ☕ คลิกอ่านเลย

จักรวาลมีดาวทั้งหมด 300,000,000,000,000,000,000,000
จักรวาลมีดาวทั้งหมด 300,000,000,000,000,000,000,000
เปิดอ่าน 37,270 ☕ คลิกอ่านเลย

สรุปสูตรการคำนวณของสารละลาย : เคมี
สรุปสูตรการคำนวณของสารละลาย : เคมี
เปิดอ่าน 205,627 ☕ คลิกอ่านเลย

≡ เรื่องน่าอ่าน/สาระน่ารู้ ≡

ชวน สวดมนต์ข้ามปี รับ ปีใหม่ 2553
ชวน สวดมนต์ข้ามปี รับ ปีใหม่ 2553
เปิดอ่าน 13,788 ครั้ง

ฟังก์ชันของ exponential
ฟังก์ชันของ exponential
เปิดอ่าน 41,317 ครั้ง

แผ่นดินไหวปากีสถานดัน"เกาะ"โผล่กลางทะเล
แผ่นดินไหวปากีสถานดัน"เกาะ"โผล่กลางทะเล
เปิดอ่าน 15,618 ครั้ง

ป้องกันกลิ่นตัว ในหน้าร้อน
ป้องกันกลิ่นตัว ในหน้าร้อน
เปิดอ่าน 12,201 ครั้ง

ไข่ขาวสามารถใช้รักษาแผลน้ำร้อนลวกได้ จริงหรือ?
ไข่ขาวสามารถใช้รักษาแผลน้ำร้อนลวกได้ จริงหรือ?
เปิดอ่าน 32,333 ครั้ง

เกมส์ รวมเกมส์สนุกๆ มากมาย
สนามเด็กเล่น

แหล่งรวมเกมส์ เกมส์ให้เล่นมากมาย ศูนย์รวมเกมส์สนุกๆ เกมส์ความรู้ เกมส์ลับสมอง เกมส์ประลองยุทธ แหล่งรวบรวมข้อมูล เกมส์ เกมส์ออนไลน์ เกมส์มันๆ เกมส์ตัดผม ไว้มากมายที่นี่ ให้เด็กๆได้เลือกเล่นมากมาย คลิกเลย


เว็บไซต์ที่น่าสนใจ

  • IELTS Test
  • SAT Test
  • สอบ IELTS
  • สอบ TOEIC
  • สอบ SAT
  • เว็บไซต์พันธมิตร

  • IELTS
  • TOEIC Online
  • chulatutor
  • เพลงเด็กอนุบาล
  •  
    หมวดหมู่เนื้อหา
    เนื้อหา แยกตามหมวดหมู่ สามารถเลืออ่านได้ตามหมวดหมู่ที่นี่


    · Technology
    · บทความเทคโนโลยีการศึกษา
    · e-Learning
    · Graphics & Multimedia
    · OpenSource & Freeware
    · ซอฟต์แวร์แนะนำ
    · การถ่ายภาพ
    · Hot Issue
    · Research Library
    · Questions in ETC
    · แวดวงนักเทคโนฯ

    · ความรู้ทั่วไป
    · คณิตศาสตร์
    · วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
    · ภาษาต่างประเทศ
    · ภาษาไทย
    · สุขศึกษาและพลศึกษา
    · สังคมศึกษา ศาสนาฯ
    · ศิลปศึกษาและดนตรี
    · การงานอาชีพ

    · ข่าวการศึกษา
    · ข่าวตามกระแสสังคม
    · งาน/บริการสังคม
    · คลิปวิดีโอยอดนิยม
    · เกมส์
    · เกมส์ฝึกสมอง

    · ทฤษฎีทางการศึกษา
    · บทความการศึกษา
    · การวิจัยทางการศึกษา
    · คุณครูควรรู้ไว้
    · เตรียมประเมินวิทยฐานะ
    · ผลงานวิชาการเล่มเต็ม
    · เครื่องมือสำหรับครู

    ครูบ้านนอกดอทคอม

    เว็บไซต์เพื่อครู ข่าวการศึกษา ความรู้ การศึกษาไทย

          kroobannok.com

    © 2000-2020 Kroobannok.com  
    All rights reserved.


    Design by : kroobannok.com


    ครูบ้านนอกดอทคอม
    การจัดอันดับของ Truehits Web Directory

    วิธีนำแบนเนอร์ของครูบ้านนอก.คอมไปแปะในเว็บท่าน บันทึกภาพแบนเนอร์นี้และลิงค์มาที่เราครับ (มีแบนเนอร์ 2 แบบ)
     

    ครูบ้านนอกดอทคอม เว็บไซต์ของครูตัวเล็กๆ คนหนึ่ง ที่หวังเพียง ใช้เป็นช่องทางในการสื่อสาร แลกเปลี่ยน เพิ่มพูนความรู้ และให้ข่าวสาร ที่ทันสมัยต่อเหตุการณ์แก่คุณครู ผู้ปฏิบัติงานในทุกพื้นที่ของประเทศไทย เพื่อความเจริญงอกงามในปัญญา และเจริญก้าวหน้าในวิชาชีพ

    เว็บนี้ถือกำเนิดเมื่อ 5 มกราคม 2548

    Email : kornkham@hotmail.com
    Tel : 096-7158383

    สนใจสนับสนุนเรา โดยลงโฆษณา
    คลิกดูรายละเอียดที่นี่ครับ