2.3 การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม
2.3.1
จำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละระดับพลังงาน
จากการศึกษาแบบจำลองอะตอมทำให้ทราบว่าอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนอยู่รวมกันในนิวเคลียสโดยอิเล็กตรอนเคลื่อนที่อยู่รอบรอบและอยู่ในระดับพลังงานต่างกันเล็กตอนเหล่านั้นอยู่กันอย่างไรและในแต่ละระดับพลังงานจะมีอิเล็กตรอนสูงสุดเท่าไหร่ให้พิจารณาข้อมูลแสดงการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุบางธาตุดังตาราง
เมื่อพิจารณาข้อมูลแล้วจะพบว่าจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานที่ 1
มีได้มากที่สุดคือ 2 อิเล็กตรอนระดับพลังงานที่ 2
มีได้มากที่สุดคือแบบอิเล็กตรอนสำหรับระดับพลังงานที่ 3
จากการสืบค้นข้อมูลเพิ่มเติมทำให้ทราบว่ามีมากที่สุด 18
อิเล็กตรอนด้วยคือจำนวนอิเล็กตรอนมากที่สุดที่มีได้ในแต่ระดับพลังงานจะมีค่าเท่ากับ
2n^2 เมื่อ n คือตัวเลขแสดงระดับพลังงานถ้าพิจารณาตามหลัก
2n^2 การจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุ K และ
Ca ควรเป็น 289
และจากการศึกษาพบว่าการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุ K และ
Ca เป็น 2 8 8 1
และ 2 8 8 2
ตามลำดับซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนในระดับพลังงานที่ 3
ของธาตุทั้งสองมีเพียง 8 อิเล็กตรอนและอิเล็กตรอนที่เพิ่มมา 1
และ 2 อิเล็กตรอนนั้นเข้าไปอยู่ในระดับพลังงานที่ 4
ทำให้ระดับพลังงานที่ 3 มีอิเล็กตรอนไม่ครบ 18
อิเล็กตรอน
2.3.2
ระดับพลังงานหลักและระดับพลังงานย่อย
นักเรียนทราบมาแล้วว่าโบเสนอแบบจำลองโดยใช้ข้อมูลเกี่ยวกับเส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนซึ่งแสดงให้เห็นว่าอะตอมของไฮโดรเจนมีพลังงานหลายระดับและความแตกต่างระหว่างพลังงานของแต่ละระดับที่อยู่ถัดไปก็ไม่เท่ากันโดยความแตกต่างของพลังงานจะมีค่าน้อยลงเมื่อระดับพลังงานสูงขึ้นการอธิบายเกี่ยวกับเส้นสเปกตรัมของโบว์ได้จุดประกายให้นักวิทยาศาสตร์หลายคนเกิดความสนใจและศึกษาเกี่ยวกับเส้นสเปกตรัมมากขึ้น
และพบว่าเส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนที่เปล่งแสงออกมาและมองเห็นเป็นหนึ่งเส้นแท้จริงนั้นประกอบด้วยเส้นสเปกตรัมมากกว่า
1
เส้นซึ่งนำไปสู่ข้อสรุปที่ว่าเส้นสเปกตรัมที่เกิดขึ้นนอกจากเป็นการคายพลังงานของอิเล็กตรอนจากระดับพลังงานหลักซึ่งแทนด้วย
n แล้วยังเป็นการ พลังงานของอิเล็กตรอนจากระดับพลังงานย่อยของแต่ละระดับพลังงานหลักอีกด้วยนักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดระดับพลังงานย่อยเป็นตัวอักษร
s p d และ f ตามลำดับ
ระดับพลังงานที่ 1 (n = ) มี 1
ระดับพลังงานย่อยคือ s ระดับพลังงานหลักที่ 2 (n = 2) มี 2
ระดับพลังงานย่อยคือ s p ระดับพลังงานที่ 3 (n = 3) มี 3
ระดับพลังงานย่อยคือ s p d และระดับพลังงานหลักที่ 4 (n =
4) มี 4 ระดับพลังงานย่อยคือ s p d f
2.3.3
ออร์บิทัล
อิเล็กตรอนมีการเคลื่อนที่ตลอดเวลาความหนาแน่นของกลุ่มหมอกอิเล็กตรอน
ซึ่งอยู่ในรูปของโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนซึ่งมีอาณาเขตและรูปร่างใน 3
มิติแตกต่างกันบริเวณรอบนิวเคลียสซึ่งมีโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนและมีพลังงานเฉพาะนี้เรียกว่าออเรนทอลการศึกษา
พบว่าจำนวนออร์บิทัลในแต่ละพลังงานย่อยมีค่าแตกต่างกันซึ่งสรุปได้ดังนี้ระดับพลังงานย่อย
s มี 1 ออร์บิทัล ระดับพลังงานย่อย p มี 3 ออร์บิทัล
ระดับพลังงานย่อยดีมี 5 ออร์บิทัล รอบพลังงานย่อย f มี 7
ออร์บิทัล
อิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานสูงสุดหรือชั้นนอกสุดของอะตอมเรียกว่า
เวเลนซ์อิเล็กตรอน การบรรจุอิเล็กตรอน ตามลำดับระดับพลังงานโดยอาศัยแผนภาพตามหลัก
อาฟบาว ดังที่กล่าวมาแล้ว
มีบางธาตุที่การบรรจุอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อยไม่ได้เป็นไปตามหลักการนั้น เช่น
Cr มีเลขอะตอม 24 Cu มีเลขอะตอม
29
ธาตุที่ได้รับหรือเสียอิเล็กตรอน
สามารถเขียนการจัดเรียงอิเล็กตรอนได้ดังนี้ 1.กรณีที่ถ้าได้รับอิเล็กตรอน
ให้บรรจุอิเล็กตรอนปกติรวมกับอิเล็กตรอนที่รับเข้ามาตามลำดับระดับพลังงานโดยอาศัยแผนภาพตามหลัก
อาฟบาว 2.กรณีที่ถ้าเสียอิเล็กตรอนให้บรรจุอิเล็กตรอน
ตามปกติก่อนจากนั้นจึงนำอิเล็กตรอนที่อยู่ชั้นนอกสุดออก
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น