สารทุกชนิดจะประกอบด้วยธาตุ เช่น น้ำ (H2O) จะประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจน (H) และธาตุออกซิเจน (O) , ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จะประกอบด้วยธาตุคาร์บอน (C) และธาตุออกซิเจน (O) , ก๊าซไนโตรเจน (N2) จะประกอบด้วยธาตุไนโตรเจน (N)
ธาตุคืออะไร
ธาตุ คือ สารบริสุทธิ์ที่เกิดจากอะตอมชนิดเดียวกัน
ดังนั้น - อะตอมคือ หน่วยที่เล็กที่สุดของธาตุ ซึ่งสามารถแสดงสมบัติของธาตุนั้นๆ ได้
- ธาตุต่างชนิดกันจะมีสมบัติต่างกัน
ธาตุ ต่างจาก สารประกอบอย่างไร
สารประกอบ คือ สารที่เกิดจากอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน
อนุภาคมูลฐานในอะตอม
จากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์ ทำให้เราทราบว่าในอะตอมของธาตุต่างๆ ยกเว้นไฮโดรเจน (H) จะประกอบด้วยอนุภาคหลัก 3 ชนิดคือ
1. โปรตอน (p) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็น บวก (+1)
2. นิวตรอน (n) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็น กลาง (0)
3. อิเล็กตรอน (e) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็น ลบ (-1)
ดังนั้น จึงเรียกอนุภาคทั้ง 3 ชนิดนี้ว่า อนุภาคมูลฐานในอะตอม โดยในอะตอมที่เป็นกลางจะมีจำนวนของโปรตอน (p) เท่ากับ จำนวนของอิเล็กตรอน (e)
ตารางที่1 แสดงสมบัติของอนุภาคมูลฐานในอะตอม
อนุภาค สัญลักษณ์ มวล ประจุไฟฟ้า
(กรัม) (a.m.u.) คูลอมบ์ ชนิดของประจุ
โปรตอน P 1.6725x10-24 1.007274 1.60X10-19 +1
นิวตรอน n 1.6748X10-24 1.008665 0 0
อิเล็กตรอน e 9.09X10-28 0.000549 1.602X10-19 -1
จากตาราง จะเห็นได้ว่า มวลของโปรตอน (p) กับ นิวตรอน (n) จะมีค่าใกล้เคียงกัน โดยนิวตรอนจะหนักกว่าโปรตอนอยู่เล็กน้อย ส่วนอิเล็กตรอน (e) มีมวลน้อยมากเมื่อเปรียบเทียบกับอนุภาคทั้งสอง กล่าวคือ มีมวลประมาณ เท่าของโปรตอน 1 ตัว
นักวิทยาศาสตร์มีหลักฐานที่เชื่อได้ว่าอะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลม มีโปรตอน (p) และนิวตรอน (n) รวมกันอยู่ตรงกลางซึ่งเรียกว่า นิวเคลียส นิวเคลียสจะมีขนาดเล็ก แต่มีมวลมาก อิเล็กตรอน (e) จะโคจรรอบนิวเคลียสเป็นบริเวณกว้างคล้ายกลุ่มหมอก ดังนั้นมโนภาพของอะตอมในปัจจุบัน จึงเป็นแบบจำลองอะตอมชนิดกลุ่มหมอกอิเล็กตรอน ดังรูป
รูปที่1 แบบจำลองของอะตอมไฮโดรเจน (H) ชนิดกลุ่มหมอกอิเล็กตรอน
จากภาพ เป็นแบบจำลองของอะตอมไฮโดรเจน (H) ซึ่งมี 1 โปรตอน , 1 อิเล็กตรอน แต่ไม่มีนิวตรอนเลย ดังนั้น จุดหนึ่งจุดในแบบจำลองนี้ไม่ได้แทนจำนวนอิเล็กตรอน แต่แทนโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในบริเวณต่างๆ ของอะตอม ทำให้เราทราบว่าใกล้ๆนิวเคลียสมีโอกาสพบอิเล็กตรอนมากกว่าไกลนิวเคลียส
การเขียนแบบจำลองชนิดโครงสร้างลายเส้น
ไฮโดรเจน (H)
โครงสร้างอะตอมของไฮโดรเจน (H) พบว่า มี 1 p, 1 e , 0 n จากแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก จะพบว่า วงโคจรของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน มีลักษณะใกล้เคียงทรงกลม สามารถนำมาเขียนเป็นแบบจำลองชนิดโครงสร้างลายเส้นได้ดังนี้
รูปที่ 2 แบบจำลองของอะตอมไฮโดรเจน (H) ชนิดโครงสร้างลายเส้น
ฮีเลียม (He)
โครงสร้างอะตอมของฮีเลียม (He) พบว่ามี 2 p , 2 e, 2 n สามารถนำมาเขียนเป็นแบบจำลองชนิดโครงสร้างลายเส้นได้ดังนี้
รูปที่ 3 แบบจำลองของอะตอมฮีเลียม (He) ชนิดโครงสร้างลายเส้น
สัญลักษณ์ของธาตุ
ในอดีต นักวิทยาศาสตร์ชื่อ จอห์น ดาลตัน เสนอให้ใช้รูปภาพเป็นสัญลักษณ์แทนธาตุชนิดต่างๆ ดังตัวอย่าง
รูปที่ 4 แสดงตัวอย่างสัญลักษณ์ของธาตุตามแนวคิดของ จอห์น ดาลตัน
ในปัจจุบัน เราใช้สัญลักษณ์ของธาตุตามแนวความคิดของ โจห์น จาคอบ เบอร์ซีเลียส โดยเขาเสนอให้ใช้อักษรแทนชื่อธาตุ ซึ่งมีหลักเกณฑ์ดังนี้
1. ใช้อักษรตัวแรกของชื่อธาตุในภาษาอังกฤษหรือภาษาลาติน เขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่
2. ถ้าตัวอักษรตัวแรกของชื่อธาตุซ้ำกัน ให้เขียนอักษรตัวถัดไปด้วยตัวพิมพ์เล็ก ดังแสดงในตาราง
ตัวอย่างสัญลักษณ์ของธาตุบางชนิดที่เราคุ้นเคยในชีวิตประจำวัน
ตารางที่ 2 ตัวอย่างสัญลักษณ์ของธาตุ
สัญลักษณ์นิวเคลียร์
เลขมวล = p+n
นักวิทยาศาสตร์จะบอกจำนวนอนุภาคมูลฐานในอะตอมของธาตุแต่ละชนิดโดยใช้สัญลักษณ์นิวเคลียร์ ซึ่งประกอบด้วยตัวเลข 2 จำนวน อยู่ในตำแหน่งล่างซ้ายและบนซ้ายของสัญลักษณ์ธาตุ (X) โดย
ตัวเลขในตำแหน่งล่างซ้าย เรียกว่า “เลขอะตอม” (Z)
ตัวเลขในตำแน่งบนซ้าย เรียกว่า “เลขมวล” (A)
เลขอะตอม (Atomic Number) ใช้สัญลักษณ์เป็น Z
คือ ตัวเลขที่แสดงจำนวนโปรตอน (p) สำหรับธาตุชนิดเดียวกันจะต้องมีจำนวนโปรตอน(p) เท่ากันเสมอ นั่นก็คือ เลขอะตอมจะต้องเท่ากันเสมอ ดังนั้น ธาตุต่างชนิดจะมีเลขอะตอมไม่ซ้ำกัน โดยในอะตอมที่เป็นกลางจะมีจำนวนโปรตอน (p) เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน (e)
ดังนั้น เลขอะตอม = จำนวนโปรตอน (p) = จำนวนอิเล็กตรอน (e) = Z
เลขมวล (Mass Number) ใช้สัญลักษณ์เป็น A
คือ ตัวเลขที่แสดงผลรวมจำนวนโปรตอน (p) และ นิวตรอน (n) ในนิวเคลียสของอะตอม
ดังนั้น เลขมวล = จำนวนโปรตอน (p) + จำนวนนิวตรอน (n) = A
นั่นคือ จำนวนนิวตรอน (n) หาได้จาก เลขมวล – เลขอะตอม
หรือ จำนวนนิวตรอน (n) = A - Z
ตารางที่ 3 แสดงสัญลักษณ์นิวเคลียร์และอนุภาคมูลฐานของธาตุบางชนิด
สัญลักษณ์
( X)
เลขมวล
(A) เลขอะตอม
(Z) อนุภาคมูลฐานในอะตอม
โปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน
He
4 2 2 2 2
Be
9 4 4 5 4
O
16 8 8 8 8
Na
23 11 11 12 11
Al
27 13 13 14 13
ไอโซโทป
หมายถึง ธาตุชนิดเดียวกันที่มีเลขอะตอมเท่ากัน แต่มีเลขมวลต่างกัน หรือ
หมายถึง ธาตุชนิดเดียวกันที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน
สิ่งที่เหมือนกันของไอโซโทป
1. จำนวนโปรตอนเท่ากัน
2. จำนวนอิเล็กตรอนเท่ากัน
3. เลขอะตอมเท่ากัน
สิ่งที่ต่างกันของไอโซโทป
1. มวลของอะตอมต่างกัน
2. จำนวนนิวตรอนต่างกัน
3. เลขมวลต่างกัน
การเขียนสัญลักษณ์ของไอโซโทป ต้องเขียนเป็นสัญลักษณ์นิวเคลียร์ เช่น ธาตุไฮโดรเจน (H) มี 3 ไอโซโทป ดังนี้
ตารางที่ 4 แสดงการเขียนสัญลักษณ์ไอโซโทปของธาตุไฮโดรเจน (H)
สัญลักษณ์นิวเคลียร์ ชื่อเฉพาะ สัญลักษณ์
1. H
2. H
3. H
โปรเทียม (Protium)
ดิวเทอเรียม (Deuterium)
ทริเทียม (Tritium) H
D
T
การเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์ของไอโซโทป อาจเขียนแบบย่อ คือ เขียนสัญลักษณ์ของธาตุกับเลขมวล ดังนี้
H เขียนแบบย่อ H
H เขียนแบบย่อ H
H เขียนแบบย่อ H
อิเล็กตรอนที่โคจรอยู่รอบนิวเคลียสจะอยู่เป็นชั้นๆ คล้ายระบบสุริยะจักรวาล โดยมีนิวเคลียสเป็นศูนย์กลาง การจัดเรียงอิเล็กตรอนในชั้นต่างๆ มีหลักเกณฑ์ดังต่อไปนี้
1. ต้องทราบจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุโดยใช้เลขอะตอม
2. จัดอิเล็กตรอนลงในระดับพลังงาน n = 1 ให้เต็มก่อน จึงจะจ
สารทุกชนิดจะประกอบด้วยธาตุเช่นน้ำ (H2O) จะประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจน (H) และธาตุออกซิเจน (O), ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จะประกอบด้วยธาตุคาร์บอน (C) และธาตุออกซิเจน (O), ก๊าซไนโตรเจน (N2) จะประกอบด้วยธาตุไนโตรเจน (N)ธาตุคืออะไร ธาตุคือสารบริสุทธิ์ที่เกิดจากอะตอมชนิดเดียวกัน ดังนั้น - อะตอมคือหน่วยที่เล็กที่สุดของธาตุซึ่งสามารถแสดงสมบัติของธาตุนั้น ๆ ได้ -ธาตุต่างชนิดกันจะมีสมบัติต่างกันธาตุต่างจากสารประกอบอย่างไรสารประกอบคือสารที่เกิดจากอะตอมของธาตุต่างชนิดกันอนุภาคมูลฐานในอะตอมชนิดคือจากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์ทำให้เราทราบว่าในอะตอมของธาตุต่าง ๆ ยกเว้นไฮโดรเจน (H) จะประกอบด้วยอนุภาคหลัก 3 1. โปรตอน (p) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก (+ 1) 2. นิวตรอน (n) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นกลาง (0) 3. อิเล็กตรอน (e) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ (-1)ดังนั้นจึงเรียกอนุภาคทั้ง 3 ชนิดนี้ว่าอนุภาคมูลฐานในอะตอมโดยในอะตอมที่เป็นกลางจะมีจำนวนของโปรตอน (p) เท่ากับจำนวนของอิเล็กตรอน (e)ตารางที่1 แสดงสมบัติของอนุภาคมูลฐานในอะตอมอนุภาคสัญลักษณ์มวลประจุไฟฟ้า (กรัม) (a.m.u.) ชนิดของประจุคูลอมบ์โปรตอน P 1.6725x10 24 1.007274 1.60X10-19 + 1นิวตรอน n 0 1.008665 1.6748X10-24 0อิเล็กตรอน e 9.09X10-28 0.000549 1.602X10-19-1 จากตารางจะเห็นได้ว่ามวลของโปรตอน (p) ดื่มด่ำนิวตรอน (n) จะมีค่าใกล้เคียงกันโดยนิวตรอนจะหนักกว่าโปรตอนอยู่เล็กน้อยส่วนอิเล็กตรอน (e) มีมวลน้อยมากเมื่อเปรียบเทียบกับอนุภาคทั้งสองกล่าวคือมีมวลประมาณเท่าของโปรตอน 1 ตัว นักวิทยาศาสตร์มีหลักฐานที่เชื่อได้ว่าอะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลมมีโปรตอน (p) และนิวตรอน (n) รวมกันอยู่ตรงกลางซึ่งเรียกว่านิวเคลียสนิวเคลียสจะมีขนาดเล็กแต่มีมวลมากอิเล็กตรอน (e) จะโคจรรอบนิวเคลียสเป็นบริเวณกว้างคล้ายกลุ่มหมอกดังนั้นมโนภาพของอะตอมในปัจจุบันจึงเป็นแบบจำลองอะตอมชนิดกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนดังรูป รูปที่1 แบบจำลองของอะตอมไฮโดรเจน (H) ชนิดกลุ่มหมอกอิเล็กตรอน จากภาพเป็นแบบจำลองของอะตอมไฮโดรเจน (H) ซึ่งมี 1 โปรตอน อิเล็กตรอน 1 แต่ไม่มีนิวตรอนเลยดังนั้นแต่แทนโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในบริเวณต่าง ๆ จุดหนึ่งจุดในแบบจำลองนี้ไม่ได้แทนจำนวนอิเล็กตรอนของอะตอมทำให้เราทราบว่าใกล้ๆนิวเคลียสมีโอกาสพบอิเล็กตรอนมากกว่าไกลนิวเคลียสการเขียนแบบจำลองชนิดโครงสร้างลายเส้นไฮโดรเจน (H) โครงสร้างอะตอมของไฮโดรเจน (H) พบว่ามี 1 p, e, 0 n จากแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกจะพบว่าวงโคจรของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนมีลักษณะใกล้เคียงทรงกลมสามารถนำมาเขียนเป็นแบบจำลองชนิดโครงสร้างลายเส้นได้ดังนี้ 1รูปที่ 2 ชนิดโครงสร้างลายเส้นแบบจำลองของอะตอมไฮโดรเจน (H)ฮีเลียม (เขา) พบว่ามีโครงสร้างอะตอมของฮีเลียม (เขา) p 2, 2 e, 2 n สามารถนำมาเขียนเป็นแบบจำลองชนิดโครงสร้างลายเส้นได้ดังนี้ ชนิดโครงสร้างลายเส้นรูปที่ 3 แบบจำลองของอะตอมฮีเลียม (เขา)สัญลักษณ์ของธาตุ ในอดีตนักวิทยาศาสตร์ชื่อจอห์นดาลตันเสนอให้ใช้รูปภาพเป็นสัญลักษณ์แทนธาตุชนิดต่าง ๆ ดังตัวอย่าง ดาลตันรูปที่ 4 แสดงตัวอย่างสัญลักษณ์ของธาตุตามแนวคิดของจอห์น ในปัจจุบันเราใช้สัญลักษณ์ของธาตุตามแนวความคิดของโจห์นจาคอบเบอร์ซีเลียสโดยเขาเสนอให้ใช้อักษรแทนชื่อธาตุซึ่งมีหลักเกณฑ์ดังนี้1. ใช้อักษรตัวแรกของชื่อธาตุในภาษาอังกฤษหรือภาษาลาตินเขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่2. ถ้าตัวอักษรตัวแรกของชื่อธาตุซ้ำกันให้เขียนอักษรตัวถัดไปด้วยตัวพิมพ์เล็กดังแสดงในตารางตัวอย่างสัญลักษณ์ของธาตุบางชนิดที่เราคุ้นเคยในชีวิตประจำวันตัวอย่างสัญลักษณ์ของธาตุตารางที่ 2สัญลักษณ์นิวเคลียร์ เลขมวล = p + n นักวิทยาศาสตร์จะบอกจำนวนอนุภาคมูลฐานในอะตอมของธาตุแต่ละชนิดโดยใช้สัญลักษณ์นิวเคลียร์ซึ่งประกอบด้วยตัวเลข 2 จำนวนอยู่ในตำแหน่งล่างซ้ายและบนซ้ายของสัญลักษณ์ธาตุ (X) โดย ตัวเลขในตำแหน่งล่างซ้ายเรียกว่า "เลขอะตอม" (Z) ตัวเลขในตำแน่งบนซ้ายเรียกว่า "เลขมวล" (A)Z ใช้สัญลักษณ์เป็นเลขอะตอม (เลขอะตอม) คือตัวเลขที่แสดงจำนวนโปรตอน (p) สำหรับธาตุชนิดเดียวกันจะต้องมีจำนวนโปรตอน(p) เท่ากันเสมอนั่นก็คือเลขอะตอมจะต้องเท่ากันเสมอดังนั้นธาตุต่างชนิดจะมีเลขอะตอมไม่ซ้ำกันโดยในอะตอมที่เป็นกลางจะมีจำนวนโปรตอน (p) เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน (e)ดังนั้นเลขอะตอม =จำนวนโปรตอน (p) =จำนวนอิเล็กตรอน (e) = Zใช้สัญลักษณ์เป็นเลขมวล (เลขมวล) A คือตัวเลขที่แสดงผลรวมจำนวนโปรตอน (p) และนิวตรอน (n) ในนิวเคลียสของอะตอมดังนั้นเลขมวล =จำนวนโปรตอน (p) + จำนวนนิวตรอน (n) = Aนั่นคือ จำนวนนิวตรอน (n) หาได้จาก เลขมวล – เลขอะตอมหรือ จำนวนนิวตรอน (n) = A - Zตารางที่ 3 แสดงสัญลักษณ์นิวเคลียร์และอนุภาคมูลฐานของธาตุบางชนิดสัญลักษณ์( X)เลขมวล(A) เลขอะตอม(Z) อนุภาคมูลฐานในอะตอม โปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน He4 2 2 2 2 Be9 4 4 5 4 O16 8 8 8 8 Na23 11 11 12 11 Al27 13 13 14 13ไอโซโทป หมายถึง ธาตุชนิดเดียวกันที่มีเลขอะตอมเท่ากัน แต่มีเลขมวลต่างกัน หรือ หมายถึง ธาตุชนิดเดียวกันที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกันสิ่งที่เหมือนกันของไอโซโทป1. จำนวนโปรตอนเท่ากัน2. จำนวนอิเล็กตรอนเท่ากัน3. เลขอะตอมเท่ากันสิ่งที่ต่างกันของไอโซโทป1. มวลของอะตอมต่างกัน2. จำนวนนิวตรอนต่างกัน3. เลขมวลต่างกันการเขียนสัญลักษณ์ของไอโซโทปต้องเขียนเป็นสัญลักษณ์นิวเคลียร์เช่นธาตุไฮโดรเจน (H) มี 3 ไอโซโทปดังนี้ตารางที่ 4 แสดงการเขียนสัญลักษณ์ไอโซโทปของธาตุไฮโดรเจน (H)สัญลักษณ์นิวเคลียร์ชื่อเฉพาะสัญลักษณ์1. H2. H3. Hโปรเทียม (Protium)ดิวเทอเรียม (Deuterium)ทริเทียม (ทริเทียม) HDTการเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์ของไอโซโทปอาจเขียนแบบย่อคือเขียนสัญลักษณ์ของธาตุกับเลขมวลดังนี้ H เขียนแบบย่อ H H เขียนแบบย่อ H H เขียนแบบย่อ H อิเล็กตรอนที่โคจรอยู่รอบนิวเคลียสจะอยู่เป็นชั้น ๆ คล้ายระบบสุริยะจักรวาลโดยมีนิวเคลียสเป็นศูนย์กลางการจัดเรียงอิเล็กตรอนในชั้นต่าง ๆ มีหลักเกณฑ์ดังต่อไปนี้1. ต้องทราบจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุโดยใช้เลขอะตอม2. จัดอิเล็กตรอนลงในระดับพลังงาน n = 1 ให้เต็มก่อนจึงจะจ
การแปล กรุณารอสักครู่..
