บทที่ 2
อะตอมและสมบัติธาตุ
อะตอมมาจากภาษากรีกว่า "atomos" แปลว่า "แบ่งแยกอีกไม่ได้" นักปราชญ์ชาวกรีกชื่อ ดิโมคริตุส
แบบจำลองที่1 แบบจำลองอะตอมของจอห์น ดอลตัน
ได้กล่าวไว้ว่า "อะตอมเป็นทรงกลมตันขนาดเล็กที่สร้างขึ้นใหม่หรือทำลายไม่ได้"
ซึ่งต่อมาได้ทราบสิ่งที่ขัดเเย้งคือ
1.อะตอม มีอนุภาคย่อย 3 อนุภาคคือโปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน เป็นอนุภาคมูลฐานของอะตอม นิวเคลียส ประกอบด้วย โปรตอนและนิวตรอน
อิเล็กตรอน
ลบล้างข้อคิดของดอลตัน ที่ว่า ธาตุประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กเรียกว่า "อะตอม" ซึ่งไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก
2.ปฏิกิริยานิวเคลียร์((ฟิกชั่น)การเเยกตัว) สามารถเเยกได้
ลบล้างอะตอมไม่สามารถทำให้เกิดใหม่หรือทำให้สูญหายได้
3.ธาตุชนิดเดียวกัน แต่ก็สามารถมีมวลต่างกันและสมบัติต่างกันได้ เช่นธาตุคาร์บอน ที่เป็นไอโซโทป
ลบล้างข้อคิดของดอลตันที่ว่าอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีมวลเท่ากันและสมบัติเหมือนกัน
แบบจำลองที่ 2แบบจำลองของทอมสัน
เซอร์โจเซฟ จอห์น ทอมสัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ทำการศึกษาค้นคว้าและทดลองเกี่ยวอะตอมพบว่าการทดลองบางอย่างให้ผลที่ไม่สามารถอธิบายตามทฤษฎีอะตอมของดอลตันได้
ทอมสันไดพบรังสี Cathode แคโทด จากการทดลองโดยใช้หลอดรังสีแคโทด
ต่อมาจึงได้พบรังสีบวกจาก ออยแกน โกลด์สไตน์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน โดยได้ทำการดัดดแปลงหลอดรังสีเเคโทด
"อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลมประกอบด้วย อนุภาคอิเล็กตรอนซึ่งประจุลบและโปรตอนซึ่งมีประจุบวกกระจายอยู่ทั่วอะตอมอย่างสม่ำเสมออะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากับโปรตรอน"
แบบจำลองที่3 แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด
จำลองโดยการยิงอนุภาคแลฟ่าไปยังแผ่นทองคำบาง และมีพื้นหลังฉาบด้วยสารเรืองแสงเมื่อโดนรังสีจะได้ับรู้การสะท้อนของรังสีโปรตอน2อนุภาค นิวตรอน2อนุภาค มีอำนาจทลุทะลวงน้อยสุด
ถ้าโดนนิวเคลียส รังสีจะสะท้อน
ผ่านใกล้นิวเคลียส รังสีจะเบี่ยง
ผ่านประจุลบ รังสีจะผ่านสะดก
รัทเทอร์ฟอร์ด เสนอแบบจำลองอะตอมขึ้นมาใหม่คือ
"อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีโปรตอนรวมกันอยู่ตรงกลาง นิวเคลียสมีขนาดเล็กแต่มีมวลมากแต่มีประจุบวก ส่วนอิเล็กตรอนซึ่งมีจุดประสงค์ประจุลบและมีมวลน้อยมาดวิ่งรอบๆนิวเคลียส"
ดังนั้นแบบอะตอมทอมสันผิดประจุบวกไม่ได้กระจายตัวอยู่ทั่วเเต่จะอยู่เล็กๆตรงกลางของนิวเคลียส
การค้นพบนิวตรอน
1. Mosley พบว่าธาตุส่วนใหญ่มีมวลประมาณ 2 เท่า ของโปรตอน
2.Rutherford สันนิษฐานว่า ในอะตอมน่าจะมีอนุภาคอีกชนิดที่เป็นกลางและมวลใกล้เคียงกับโปรตอน
3.Thomson ได้ศึกษาและได้ข้อมูลยืนยันข้อสันนฐานของรัทเทอร์ฟอร์ด
4. Chadwick ได้ทำการทดลองเเละพบว่าภายในนิวเคลียสมีอีกอนุภาคหนึ่งที่มีมวลใกล้เคียงกับโปรตอน และเป้นกลางทางไฟฟ้า เรียกว่า นิวตรอน
อนุภาคมูลฐานของอะตอม
ได้แก่ โปรตอน (p) นิวตรอน(n)และอิเเล็กตรอน(e)
สัญลักษณ์นิวเคลียร์
A
X
Z
Aคือเลขมวล
Z คือเลขอะตอม
Xคือสัญลักาณ์ของธาตุ
เลขมวล คือ จำนวนโปรตอน+จำนวนนิตรอน
เลขอะตอม คือ จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส (อะตอมที่เป็กลางโปรตอนกับอิเล็กตรอนจะเท่ากัน)
ไอออน Ion
คือนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เกิดจากอะตอมเสียหรือได้รับอิเล็กตรอน มีสองชนิดคือ ไออนบวก และไอออนลบ
ไอโซโทป Isotope
คือ อะตอมของธาตุเดียวกันที่มีเลขอะตอมเท่ากันแต่เลขมวลต่างกัน
ไอโซโทน Isotone
คือ ธาตุต่างชนิดที่มีจำนวนนิวตรอนเท่ากัน
ไอโซบาร์ Isobar
คือ ธาตุต่างชนิดที่มีเลขมวลเท่ากัน
ไอโซอิเล็กทรอนิกส์ Isoelectronic
คือธาตุหรือไออนที่มีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากัน
แบบจำลองที่4แบบจำลองอะตอมของ นีลโบร์
ทำการทดลองโดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และสเปกตรัม และได้ผลออกมาว่า
"อะตอมประกอปด้วยนิวเคลียสอยู่ตรงกลางซึ่งมีโปรตอนและนิวตรอนอยู่ภายในและมีอิเล็กตรอนวิ่งอยู่รอบๆเป็นชั้นๆ"
แบบจำลองอะตอมที่5 แบบจำลองของกลุ่มหมอก
ได้ค้นพบระดับพลังงานย่อย หรือออบิทัลที่บรรจุอิเล็กตรอน
"อะตอมประกอบด้วยกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสมีลักษณะเป็นทรงกลม บริเวณกลุ่มหมอกทึบแสดงว่าโอกาสพบอิเล็กตรอนมากและบริเวณที่หมอกบางมีโอกาสพบอิเล็กตรอนน้อย"
สมบัติของธาตุ
คล้ายกันและแตกต่างกันสามารถนำมาใช้เป็นแม่ค้าเป็นกลุ่มเป็นจุดเป็นตารางธาตุในปัจจุบันซึ่งจัดเรียงตามเลขอะตอมและอุบัติภัยคุ้มกันเป็นหมู่และคาบในตารางธาตุแบ่งเป็นค่าโลหะกึ่งโลหะและอโลหะหรือธาตุหมู่หลักและค่าแทรนดิชั่น ธาตุหมู่หลักหรือธาตุเรพรีเซนเททีฟอยู่ในหมู่เดียวกันมีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากันและท่าที่อยู่ในข้อเดียวกันมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลักเดียวกันถ้ามูลรักมีสมบัติทางเคมีคล้ายกันตามหมู่และมีแนวโน้มสมบัติบางประการเป็นประจำแต่ละภาคเช่นขนาดอะตอมรัศมีไอออนพลังงานไอออไนเซชัน อิเล็กโทรเนกาติวิตีสัมพันธภาพอิเล็กตรอนธาตุแทรนซิชันเป็นโลหะที่เป็นส่วนใหญ่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 มีขนาดอะตอมใกล้เคียงกันจุดเดือดจุดหลอมเหลวและความหนาแน่นสูงเกิดปฏิกิริยากับงานได้ช้ากว่าธาตุโลหะในกลุ่มทั้งรักและเมื่อเกิดสารประกอบส่วนใหญ่จะมีชีวิตในธรรมชาติบางถ้ามีไอโซโทปที่แผ่รังสีได้เรียกว่า ไ อโซโทปกัมมันตรังสีหรือสารกัมมันตรังสีส่วนธาตุกัมมันตรังสีคือธาตที่ทุกไอโซโทป สามารถแผ่รังสีได้โดยการสลายตัวสามารถทำให้เกิดอนุภาครังสี แอลฟา บีตา แกมมา ระยะเวลาที่นิวเคลียส ของไอโซโทปกัมมันตรังสีสลายตัวจริงของปริมาณเดิมเรียกว่าค่าครึ่งชีวิตซึ่งเป็นสมบัติเฉพาะตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสีที่ไม่ขึ้นกับปริมาณของไอโซโทปกัมมันตรังสีไอโซโทปกัมมันตรังสีสามารถนำมาใช้ประโยชน์หลายประการเช่นอายุของวัตถุโบราณใช้ทางการแพทย์ กาเกษตร
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น