โครงสร้างอะตอม
อะตอม (กรีก: άτομον ; อังกฤษ: Atom)  เป็นโครงสร้างขนาดเล็กมากมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น
ที่พบได้ในสิ่งของทุก ๆ อย่างรอบตัวเรา
อะตอมประกอบไปด้วยอนุภาค 3 ชนิด คือ:

                อะตอมเป็นองค์ประกอบพื้นฐานทางเคมีซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงตามปฏิกิริยาเคมี อะตอมเป็นอนุภาค
ที่เล็กที่สุดของธาตุ หากอะตอมของธาตุถูกแบ่ง   ธาตุนั้นจะสูญเสียความเป็นธาตุเดิมนั้นไป ธาตุที่เกิด
ขึ้นตามธรรมชาติในโลกนี้นั้นมีปรากฏอยู่ 90 ชนิดเท่านั้น (นอกเหนือจากนี้มี ธาตุบางชนิด
เช่น technetium และ californiumที่พบได้ในซูเปอร์โนวา)จอห์นดอลตันเป็นคนแรกที่เสนอแนวคิด
เกี่ยวกับอะตอม  
สรุปว่า
1. สารประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็ก เรียกว่า อะตอม แบ่งแยกไม่ได้ และสร้างขึ้นหรือทำลายให้สูญ
หายไปไม่ได้

2. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน จะมีมวลเท่ากัน มีสมบัติเหมือนกัน  แต่จะแตกต่างจากอะตอม
ของธาตุอื่น ๆ

3. อะตอมของธาตุสองชนิดอาจรวมตัวกันด้วยอัตราส่วนต่าง ๆ กัน     เกิดเป็นสารประกอบได้หลายชนิด

2. ทอมสัน ทำการทดลองเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าของก๊าซในหลอดรังสีแคโทด พบว่าไม่ว่าจะใช้ก๊าซใด
บรรจุในหลอดหรือใช้โลหะใดเป็นแคโทด จะได้รังสีที่ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุลบ พุ่งมาที่ฉาก
เรืองแสงเหมือนเดิม เมื่อคำนวณหาอัตราส่วนของประจุต่อมวล (e/m)ของอนุภาค จะได้ค่าคงที่ทุกครั้ง
เท่ากับ 1.76 x 108 คูลอมบ์ต่อกรัม สรุปว่า อะตอมทุกชนิดมีอนุภาคที่มีประจุลบเป็นองค์ประกอบ
เรียกว่าอิเล็กตรอนรูป 2.3 หลอดรังสีแคโทดที่มีขั้วไฟฟ้าในหลอดเพิ่มอีกสองขั้วเพื่อทำ
ให้เกิดสนามไฟฟ้า

3. โกลดชไตน์
ดัดแปลงหลอดรังสีแคโทด เมื่อเปลี่ยนชนิดของก๊าซ พบว่า อนุภาคที่มีประจะบวกมีอัตราส่วนของประจุ
ต่อมวลไม่คงที่ ถ้าใช้ก๊าซไฮโดรเจน จะได้อนุภาคบวกมีประจุเท่ากับประจุของอิเล็กตรอนจึงเรียก
อนุภาคบวกว่าโปรตอน

4. มิลลิแกน ทำการทดลองหาค่าประจุของอิเล็กตรอน เท่ากับ 1.60 x 10-19 คูลอมบ์ และเมื่อนำไปคำนวณ
หามวล ของอิเล็กตรอน จะได้เท่ากับ 9.11 x 10-28 กรัม

5. รัทเทอร์ฟอร์ด, ไกเกอร์ และมาร์สเดน ยิงอนุภาคแอลฟาไปยังแผ่นทองคำบาง ๆ พบว่า
อนุภาคส่วนใหญ่จะวิ่งเป็นเส้นตรงผ่านแผ่นทองคำนานๆครั้งจะเบนไปจากแนวเส้นตรงและ
น้อยครั้งมากที่อนุภาคจะสะท้อนกลับมากระทบฉากบริเวณหน้าแผ่นทองคำ

6. เลขอะตอม คือ ตัวเลขที่แสดงจำนวนโปรตอน

7. อะตอมโดยทั่วไปแล้วจะแบ่งตามเลขอะตอม ซึ่งเท่ากับจำนวนโปรตอนในอะตอม เลขอะตอมจะเป็นตัวระบุว่าอะตอมนั้นเป็นอะตอมของธาตุอะไร ตัวอย่างเช่น อะตอมของคาร์บอน
จะมีโปรตอน

6 ตัว อะตอมที่มีเลขอะตอมเท่ากันจะมีคุณสมบัติร่วมทางกายภาพหลายอย่าง และ จะมีคุณสมบัติ
ทางเคมีที่เหมือนกัน ในตารางธาตุ อะตอมจะถูกเรียงตามค่าเลขอะตอมเลขมวล หรือ เรียก
เลขมวลอะตอม หรือเลขนิวคลีออน ของธาตุคือ จำนวนรวมของโปรตอน และ นิวตรอน ในอะตอม โปรตอนและนิวตรอนแต่ละตัวนั้นจะมีมวล 1amuจำนวนนิวตรอนในอะตอมนั้นไม่ได้เป็น
ตัวกำหนดชนิดของธาตุธาตุแต่ละชนิดนั้นจะมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนที่แน่นอน แต่อาจมีจำนวนนิวตรอนที่แตกต่างไป เรียกว่าไอโซโทปของธาตุการเรียกชื่อของไอโซโทป นั้นจะขึ้นต้นด้วยชื่อของธาตุและตามด้วยเลขมวล
ตัวอย่างเช่น อะตอมของคาร์บอน-14 มีโปรตอน 6 ตัว และ นิวตรอน 8 ตัว รวมเป็นเลขมวล 14อะตอม
ที่เรียบง่ายที่สุดคืออะตอมของ ไฮโดรเจน มีเลขอะตอมเท่ากับ 1 และ มี โปรตอน 1 ตัว อิเล็กตรอน 1ตัวไอโซโทปของไฮโดรเจนซึ่งมนิวตรอน 1 ตัวจะเรียกว่า ดิวทีเรียม หรือ ไฮโดรเจน-2
ไอโซโทปของไฮโดรเจนซึ่งมีนิวตรอน 2 ตัว จะเรียกทริเทียม หรือ ไฮโดรเจน-3เลขมวลอะตอมของธาตุ
ที่ระบุในตารางธาตุเป็นค่าเฉลี่ยมวลของไอโซโทปที่พบตามธรรมชาติโดยเฉลี่ยแบบถ่วง
น้ำหนักตามปริมาณที่ปรากฏในธรรมชาติเลขมวลคือผลรวมของจำนวนโปรตอนและนิวตรอน

8. ไอโซโทป คือ อะตอมต่าง ๆ ของธาตุเดียวกันที่มีเลขมวลต่าง ๆ เช่น 11H, 21H และ 31H

9. สัญลักษณ์นิวเคลียร์ วิธีเขียน เลขอะตอมไว้มุมล่างซ้าย และเลขมวลไว้มุมบนซ้ายของสัญลักษณ์
เช่น 23 Na11

10. การจัดอิเล็กตรอนในอะตอม
วิธีการใช้ในการหาข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียส คือ การศึกษาสเปกตรัม
ของสารหรือธาตุแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แสงที่มองเห็นได้มีความยาวคลื่น 400 - 700 นาโนเมตร
แสงสีต่าง ๆ ในแถบสเปกตรัมของแสงได้แก่ ม่วง น้ำเงิน เขียว เหลือง ส้ม แดง
แสงสีม่วง มีความยาวคลื่นสั้นที่สุด แต่มีความถี่สูงที่สุด และมีพลังงานสูงสุด
แสงสีแดง มีความยาวคลื่นมากที่สุด แต่มีความถี่ต่ำที่สุด และมีพลังงานต่ำสุด
มักซ์ พลังค์ สรุปว่า พลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความถี่ของคลื่นนั้น
E = พลังงาน จูล (J)
h = ค่าคงที่ของพลังค์ มีค่า 6.625 x 10-34 จูลวินาที (Js)
   = ความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Hz)
C = ความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสูญญากาศ = 3.0 x 108 m/s
    = ความยาวคลื่น (m) (1 นาโนเมตร เท่ากับ 10-9 เมตร)

สเปกโตสโคป เป็นเครื่องมือสำหรับแยกสเปกตรัมของแสงขาว และตรวจเส้นสเปกตรัมของธาตุที่ถูกเผา การทดลองใช้ลวดนิโครมจุ่มลงในกรดไฮโดรลอริกเข้มข้น (HCI) แตะสารประกอบที่ต้องการทดสอบ นำไปเผา
บนเปลวไฟ สังเกตสีของเปลวไฟ และใช้สเปกโตสโคปสังเกตสีของเส้นสเปกตรัม

1. สีของเปลวไฟ หรือเส้นสเปกตรัม เกิดจากส่วนที่เป็นโลหะ (ion +) ในสารประกอบชนิดนั้น ๆ

2. ธาตุแต่ละชนิด มีเส้นสเปกตรัมเป็นลักษณะเฉพาะตัวไม่ซ้ำกัน ลักษณะของเส้นสเปกตรัมจึงเป็นสมบัติเฉพาะ
ตัวประการหนึ่งของธาตุ เส้นสีเขียวที่เห็นจากแสงไฟฟลูออเรสเซนต์ เกิดจาก ไอปรอท 11. การศึกษาเรื่อง
สเปกตรัมของสารหรือของธาตุ
สรุปได้ว่า

      1. เมื่ออิเล็กตรอนได้รับพลังงาน จึงขึ้นไปอยู่ในระดับพลังงานที่สูงขึ้น ทำให้อะตอมไม่เสถียร
อิเล็กตรอนจึงคาย พลังงานเท่ากับพลังงานที่ได้รับเข้าไป พลังงานส่วนใหญ่ที่คายออกอยู่ในรูปของ
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ปรากฎเป็นเส้น สเปกตรัม

      2. การเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอน อาจมีการเปลี่ยนข้ามขั้นได้

      3. อิเล็กตรอนในระดับพลังงานต่ำจะอยู่ใกล้นิวเคลียส

      4. ระดับพลังงานต่ำอยู่ห่างกันมากกว่าระดับพลังงานสูง ระดับพลังงานยิ่งสูงขึ้นจะยิ่งอยู่ชิดกันมากขึ้น

12. นีลส์ โบร์ สร้างแบบจำลองว่า อิเล็กตรอนในอะตอมวิ่งอยู่รอบนิวเคลียสเป็นชั้น ๆ หรือเป็นระดับพลังงาน
มีค่าพลังงานเฉพาะคล้าย ๆ กับวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ ซึ่งแบบจำลองนี้ใช้ได้ดีกับอะตอม
ขนาดเล็กที่มี อิเล็กตรอนเดียว เช่น ไฮโดรเจนเท่านั้น

13. พลังงานไอออไนเซชัน (IE) คือ พลังงานปริมาณน้อยที่สุดที่ทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอมใน
สถานะก๊าซ
Mg(g) + IE1 Mg+(g) + e-
Mg+(g) + IE2 Mg2(g) + e-
พลังงานไอออไนเซชันลำดับที่หนึ่ง ไม่ว่าจะเป็นของธาตุใดก็ตาม ล้วนมีค่าต่ำสุดเมื่อเทียบกับพลังงาน
ไอออไนเซชันลำดับอื่นๆของธาตุเดียวกันเพราะอิเล็กตรอนที่หลุดออกไปตัวแรกได้รับแรงดึงดูดจาก
นิวเคลียสน้อยที่สุดค่าพลังงานไอออไนเซชันใช้เป็นเกณฑ์ในการจัดกลุ่มอิเล็กตรอนได้

14. จำนวนอิเล็กตรอนที่มีได้มากที่สุดในแต่ละระดับพลังงาน = 2n2
อิเล็กตรอนในระดับพลังงานสูงที่สุดของแต่ละธาตุ เรียกว่า เวเลนซ์อิเล็กตรอน
3919K มีการจัดอิเล็กตรอน เป็น 2, 8, 8, 1 (หมู่ 1 A คาบ 4)

15. แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก สรุปได้ว่า
1. การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนไม่มีทิศทางแน่นอน บอกได้เพียงโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอน ณ ตำแหน่งต่าง ๆเท่านั้น

2. โอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในแต่ละระดับพลังงานไม่เหมือนกัน ขึ้นกับจำนวนอิเล็กตรอนและระดับ
พลังงานของ อิเล็กตรอนนั้น

3. อิเล็กตรอนที่มีพลังงานต่ำอยู่ในบริเวณใกล้นิวเคลียสมากกว่าอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูง

        HOME