อนุภาคมูลฐาน 10-14 -12 -10 10-8 10-4 10-2 0 102 104 แสงขาว...

44

Upload: duonganh

Post on 01-Jul-2018

242 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

อนุภาคมูลฐาน

ของอะตอม

อนุภาคมูลฐาน

ของอะตอมเลขอะตอม เลขมวล

และไอโซโทป

เลขอะตอม เลขมวล

และไอโซโทปคลื่นและสมบัติ

ของคลื่นแสง

คลื่นและสมบัติ

ของคลื่นแสง สเปกตรัมสเปกตรัมสเปกตรัมของธาตุและ

การแปลความหมาย

สเปกตรัมของธาตุและ

การแปลความหมาย

ขนาดอะตอม รัศมีไอออน พลังงานไอออไนเซชัน อิเล็กโทรเนกาติวิตี

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน จุดหลอมเหลวและจุดเดือด เลขออกซิเดชัน

เครื่องตรวจหาแสงเลเซอร์ ภาพอะตอมบนพื้นผิว

ของทองคํา

ต่อกับเครื่องบงัคับระยะห่างระหว่าง

ปลายแหลมและพื้นผิววัตถุให้คงที่

ปลายแหลมสําหรับ

ตรวจวดัลักษณะพื้นผิว

ธาตุประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ หลายอนุภาค อนุภาค

เหล่านี้เรียกว่า อะตอม ซึ่งแบ่งแยกและทําให้สูญหายไม่ได้

อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีสมบัติเหมือนกัน แต่จะมี

สมบัติแตกต่างจากอะตอมของธาตุอื่น

สารประกอบเกิดจากอะตอมของธาตุมากกว่า 1 ชนิด ทํา

ปฏิกิริยาเคมีกันในอัตราส่วนที่เป็นเลขลงตัวน้อย ๆ

แมกนีเซียม (Mg)

คริปทอน (Kr)

ที่มา : http://www.wise.k12.va.us/jjk/Chemistry/gaslaws.html

แคโทด แอโนด

เครื่องกําเนิดไฟฟ้าศักย์สูง

10,000 Vโวลตม์เิตอร์

เครื่องกําเนิดไฟฟ้าศักย์สูง

10,000 V

แคโทด แอโนด ฉากเรอืงแสง

เครื่องสูบอากาศ

เครื่องกําเนิดไฟฟ้าศักย์สูง

10,000 V

แอโนด ฉากเรอืงแสง

เครื่องกําเนิดไฟฟ้าศักย์ต่ํา

10 V

แคโทด

เครื่องสูบอากาศ

เครื่องกําเนิดไฟฟ้าศักย์สูง

10,000 V

แอโนดแคโทด

ฉากเรอืงแสงฉากเรอืงแสง

“อะตอมเป็นรูปทรงกลมประกอบด้วย

เนื้ออะตอมซึ่งมีประจุบวกและมีอิเล็กตรอนซึ่งมี

ประจุลบกระจายอยู่ทั่วไป อะตอมในสภาพที่

เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีจํานวนประจุบวก

เท่ากับจํานวนประจุลบ”ทรงกลมทีม่ีประจุบวก

อิเล็กตรอน

ที่มา : http://www.nndb.com/people/479/000099182/

ฉากเรืองแสง

แผ่นทองคํา

แนวการเคลื่อนที่

ของอนภุาคแอลฟา

เครื่องกาํเนิด

อนุภาคแอลฟา

นิวเคลียส อนุภาคแอลฟา

อะตอมของทองคําการทดลองของรทัเทอร์ฟอร์ด

การใชแ้บบจําลอง

อธิบายผลการทดลอง

“อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีขนาดเล็กมาก

อยู่ตรงกลาง และมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก โดยมี

อิเล็กตรอนวิ่งอยู่รอบ ๆ”นิวเคลียส

อิเล็กตรอน

ที่มา : http://www.biografiasyvidas.com/biografia/r/rutherford.htm

1.675 × 10-2400nนิวตรอน

(neutron)

1.673 × 10-24+1.602 × 10-19pโปรตอน

(proton)

9.109 × 10-28−1.602 × 10-19eอิเล็กตรอน

(electron)

มวล

(กรัม)

ชนิดประจุ

ไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้า

(คูลอมบ์)สัญลักษณ์อนุภาค

แบบจําลองอะตอม

ของดอลตัน

แบบจําลองอะตอม

ของทอมสัน

แบบจําลองอะตอม

ของรัทเทอร์ฟอร์ด

สัญลักษณ์ของธาตุ

เลขมวล

เลขอะตอม

ตัวเลขที่แสดงผลรวมของจํานวน

โปรตอนและนิวตรอน

ใชส้ัญลักษณ์เป็น A

ตัวเลขที่แสดงจํานวนโปรตอน

ใชส้ัญลักษณ์เป็น Z

ตัวอย่าง คาร์บอนมีจํานวนโปรตอน 6 จึงมีเลขอะตอมเท่ากับ 6 และมีจํานวนนิวตรอน

เท่ากับ 6 จึงมีเลขมวลเป็น 12 ดังนั้นเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์ได้เป็น C126

A

Z

ความยาวคลื่น

คลื่น 1 รอบ

คือระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ

มีหน่วยเป็นเมตร (m)

ใช้สัญลักษณ์เป็น λ

คือจํานวนรอบของคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่าน

จุดใดจุดหนึ่งในเวลา 1 วินาที

มีหน่วยเป็นจํานวนรอบต่อวินาที (s-1)

หรือเรียกชื่อเฉพาะว่าเฮิรตซ์ (Hz)

ใช้สัญลักษณ์เป็น ν

1024

แกมมาเอ็กซ์

อัลตราไวโอเลต

แสงทีม่องเห็นได้

อินฟราเรด เรดาร์

ไมโครเวฟ

คลื่นวทิยุ

ความถี่

(เฮิรตซ์; Hz)

ความยาวคลื่น

(เมตร; m)

1022 1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104

10-16 10-14 10-12 10-10 10-8 10-4 10-2 100 102 104

แสงขาว

ปรซิมึ

400 – 420

420 – 490

490 – 580

580 – 590

590 – 650

650 – 700

แสงสมี่วง

แสงสีคราม – น้ําเงิน

แสงสีเขียว

แสงสีเหลอืง

แสงสีแสด (สม้)

แสงสีแดง

ความยาวคลื่น (nm)สเปกตรัม

ไฮโดรเจน

ฮีเลียม

ลิเทียม

โซเดียม

แคลเซียม

สทรอนเชียม

แคดเมียม

ปรอท ความยาวคลื่น

(นาโนเมตร; nm)

400 450 500 550 600 650 700 750

400 450 500 550 600 650 700 750

400 450 500 550 600 650 700 750

400 450 500 550 600 650 700 750

400 450 500 550 600 650 700 750

400 450 500 550 600 650 700 750

400 450 500 550 600 650 700 750

400 450 500 550 600 650 700 750

3.02

×10

-22

kJ

4.08

×10

-22

kJ

4.57

×10

-22

kJ

4.84

×10

-22

kJ

ความยาวคลื่น

(นาโนเมตร; nm)410 434 486 656

สมี่วง สีคราม สีน้ําเงิน สีแดง

3.02 × 10-22656สีแดง

4.08 × 10-22486สีน้ําเงิน

4.57 × 10-22434สีคราม

4.84 × 10-22410สมี่วง

ผลต่างระหวา่งพลงังานของ

เส้นสเปกตรัมทีอ่ยู่ถัดกัน (kJ)

พลงังาน

(kJ)

ความยาวคลื่น

(nm)เส้นสเปกตรัม

2.70 × 10-23

4.90 × 10-23

10.60 × 10-23

K L M NO QP57 46 3 2 1 “อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสเป็นวง

คล้ายวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ โดย

แต่ละวงจะมีระดับพลังงานเฉพาะตัว ระดับพลังงาน

ของอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสที่สุดซึ่งมีพลังงาน

ต่ําที่สุดเรียกว่า ระดับ K และระดับพลังงานที่อยู่ถัด

ออกมาเรียกเป็น L , M , N , … ตามลําดบั”

ที่มา : http://www.green-planet-solar-energy.com/atom-2.html

“อะตอมประกอบด้วยกลุ่มหมอก

ของอิ เ ล็ กตรอนรอบนิ ว เคลี ยส

บริเวณที่กลุ่มหมอกทึบ แสดงว่ามี

โอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนได้มากกว่า

บริเวณที่กลุ่มหมอกจาง”แต่ละจดุคือ 1 โอกาสทีจ่ะพบอิเล็กตรอน

ปี พ.ศ.2346 (ค.ศ.1803)

จอห์น ดอลตัน

ทฤษฎีอะตอมของดอลตัน

ปี พ.ศ.2440 (ค.ศ.1897)

เซอร์ โจเซฟ จอห์น ทอมสัน

แบบจําลองอะตอมของทอมสัน

ปี พ.ศ.2454 (ค.ศ.1911)

ลอร์ดเออร์เนสต์ รทัเทอร์ฟอร์ด

แบบจําลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด

แบบจําลองอะตอม

แบบกลุ่มหมอก

ปี พ.ศ.2456 (ค.ศ.1913)

นีลส์ โบร์

ทฤษฎีอะตอมไฮโดรเจนของโบร์

K L MNO QP57 46 3 2 1

n = 4

n = 3

n = 2

n = 1

ระดับพลงังาน ระดับพลงังานยอ่ย

4f

4d

4p

4s3d

3p

3s

2p

2s

1s

พลงั

งาน

s ออร์บิทัล

p ออรบ์ิทัล

d ออรบ์ิทัล

1s ออรบ์ิทัล 2s ออรบ์ิทัล

px ออร์บิทัล py ออรบ์ิทัล pz ออรบ์ิทัล

dx - y ออร์บิทัล2 2 dz ออร์บิทัล2 dxy ออร์บิทัล dyz ออร์บิทัล dxz ออร์บิทัล

z

y

x

y

x

z

z

y

x

z

y

x

z

y

x

z

yx

z

yx

z

yx

z

yx

z

yx

32

2

6

10

14

s

p

d

f

4

18

2

6

10

s

p

d

3

82

6

s

p

2

22s1

จํานวนอิเล็กตรอนสงูสดุ

ในระดบัพลังงาน

จํานวนอิเล็กตรอนสงูสดุ

ในระดบัพลังงานยอ่ยระดับพลงังานยอ่ยระดับพลงังาน

n = 1 1s

n = 2 2s 2p

n = 3 3s 3p 3d

n = 4 4s 4p 4d 4f

n = 5 5s 5p 5d 5f

n = 6 6s 6p 6d 6f

n = 7 7s 7p 7d

ระดับพลังงาน จํานวนระดับพลังงานย่อย

3Li

4Be

5B

6C

7N

8O

9F

10Ne

:

:

:

:

:

:

:

:

หรือ 1s2 2s1

หรือ 1s2 2s2

หรือ 1s2 2s2 2p1

หรือ 1s2 2s2 2p2

หรือ 1s2 2s2 2p3

หรือ 1s2 2s2 2p4

หรือ 1s2 2s2 2p5

หรือ 1s2 2s2 2p6

1s 2s 2p

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

VIIIA

IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB

1 2 13 14 15 16 17

18

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

กลุ่มธาตุ

แลนทาไนด์กลุ่มธาตุ

แอกทีไนด์

1s

1s

2s

3s

4s

5s

6s

7s

3d

4d

5d

6d

3p

2p

5p

4p

6p

7p

4f

5f

. .HH

74 pm

37 pm

. .ClCl

198 pm

99 pm

ความยาวพันธะ H – H = 74 pm

รัศมโีคเวเลนต์ของ H = pm

= 37 pm

ความยาวพันธะ Cl – Cl = 198 pm

รัศมโีคเวเลนต์ของ Cl = pm

= 99 pm

274

2198

รัศมีแวนเดอร์วาลส์

ของ Kr = 200 pmรัศมีแวนเดอร์วาลส์

ของ H = 120 pm

. . . . . .KrKr

H2H2

140140155175170217265

220133143145141163215248

200114116125123122197227

19099103110117143160186

1607173757780111152

180VIIAVIAVAIVAIIIAIIA37

VIIIAIAH

Li

Na

K

Rb

Cs

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

B

Al

Ga

In

Tl

C

Si

Ge

Sn

Pb

N

P

As

Sb

Bi

O

S

Se

Te

Po

F

Cl

Br

I

At

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Mg : 1s2 2s2 2p6 3s2

160 pm

Mg2+ : 1s2 2s2 2p6

65 pm

O : 1s2 2s2 2p4

73 pm

O2- : 1s2 2s2 2p6

140 pm

.

.

.

.

รัศมี O2- = 140 pm

รัศมี Mg2+ = 65 pm

Mg2+ O2-

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

Li

Na

K

Rb

Cs

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

B

Al

Ga

In

Tl

C

Si

Ge

Sn

Pb

N

P

As

Sb

Bi

O

S

Se

Te

F

Cl

Br

I

Li+

Na+

K+

Rb+

Cs+

Be2+

Mg2+

Ca2+

Sr2+

Ba2+

B3+

Al3+

Ga3+

In3+

Tl+

Sn2+

Pb2+

N3-

P3-

As3+

Sb3+

Bi3+

O2-

S2-

Se2-

Te2-

F-

Cl-

Br-

I-

152 111 80 77 75 73 71

59 31 20 171 140 133

186 160 143 118 110 103 99

99 65 50 212 184 181

227 197 122 123 125 116 114

138 99 62 69 198 196

248 215 163 141 145 143 133

148 113 92 93 89 221 220

265 217 170 175 155

169 135 149 132 96

เลขอะตอม

ค่าพลังงานไอออไนเซชันลําดับที่ 1 (kJ/mol)

1H

1318

3Li

52611Na49619K

42537Rb40955Cs38287Fr-

4Be90612Mg74420Ca59638Sr

55656Ba50988Ra516

5B

80713Al

58431Ga58549In

56581Tl

596

6C

109314Si

79332Ge76850Sn71582Pb722

7N

140715P

101833As95351Sb84083Bi

710

8O

132016S

100634Se94752Te87684Po818

9F

168717Cl

125735Br

114653I

101585At-

2He

237910Ne

208718Ar

152736Kr

135754Xe

117786Rn

1043

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

VIIIA

เลขอะตอม

ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี

1H

2.20

3Li

0.9811Na0.9319K

0.8237Rb

0.8255Cs

0.7987Fr

0.70

4Be

1.5712Mg1.3120Ca

1.0038Sr

0.9556Ba

0.8988Ra

0.90

5B

2.0413Al

1.6131Ga

1.8149In

1.7881Tl

2.04

6C

2.5514Si

1.9032Ge2.0150Sn

1.9682Pb

2.33

7N

3.0415P

2.1933As

2.1851Sb

2.0583Bi

2.02

8O

3.4416S

2.5834Se

2.5552Te

2.1084Po

2.00

9F

3.9817Cl

3.1635Br

2.9653I

2.6685At

2.20

2He

10Ne

18Ar

36Kr

2.9054Xe

2.6086Rn

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

VIIIA

เลขอะตอม

ค่าสัมพรรคภาพอิเล็กตรอน (kJ/mol)

1H

-77

3Li-5811Na-5319K

-4837Rb-4755Cs-4587Fr2

4Be

(241)12Mg

(230)20Ca

(154)38Sr

(120)56Ba

(52)88Ra?

5B

-2313Al-4431Ga-3549In-3481Tl-48

6C

-12314Si

-12032Ge

-11850Sn

-12182Pb

-101

7N015P

-7433As-7751Sb

-10183Bi

-100

8O

-14216S

-20034Se

-19552Te

-19084Po?

9F

-33317Cl

-34835Br

-32453I

-29585At?

2He(21)10Ne(29)18Ar

(35)36Kr

(39)54Xe(40)86Rn?

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

VIIIA

จุดหลอมเหลว (oC)

จุดเดือด (oC)

-259.1H

-252.8

179Li

131797.6Na89263K

77039Rb68828Cs678-Fr-

1280Be

2770650Mg

1170839±2

Ca1484770Sr

1580714Ba

1870700Ra

1737

2300B

2550660Al

245029.78Ga

2403156.61

In2080304Tl

1473

>3550C

48271410

Si2355937.4Ge

2830231.9Sn

2270327.5Pb

1740

-209.86N

-195.844P

280358 (สลาย)

As613 (ระเหิด)

631Sb

1635271.3

Bi1560

-218O

-183113S

445217Se685450Te990254Po962

-223F

-187-102Cl-35-7Br59114

I183302At337

-272He

-269-248Ne

-246-189Ar

-186-157Kr

-153-112Xe

-107-71Rn-62

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

VIIIA

RaFr

RnAtPoBiPbTlBaCs

XeITeSbSnInSrRb

KrBrSeAsGeGaCaK

ArClSPSiAlMgNa

NeFONCBBeLi

HeVIIAVIAVAIVAIIIAIIAIA

VIIIA

+1 +2 +3 +2+4

+1+2+3+4+5

+2

+1 +2 +3 +2+4

+3+5

+2+4+6

+1+3+5+7

+1 +2 +1+3

+2+4

+3+5

+2+4+6

+1+5+7

+2+4+6+8

+1 +2 +1+3

+2+4

+3+5

+2+4+6

+1+5+7

+2

+1 +2 +1+3

+2+4

+3+5

+2+4

+2

+1 +2

-4 -1-2-3

-1-2

-1

-4 -3 -2 -1

-3 -2 -1

-3 -2 -1

-1