โครงสร้างอะตอม-1 (รวบรวมใหม่)

อะตอม(Atom)

ประวัติอะตอม(History of Atoms)

          ตั้งแต่สมัยโบราณนักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาข้อมูลเกี่ยวกับธรรมชาติของสสารเรื่อยมา จนถึงปัจจุบันนี้จากอุดมการณ์  ความคิด และการสะสมประสบการณ์ของนักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาและเพิ่มมากขึ้นส่งผลให้นักวิทยาศาสตร์ได้เล็งเห็นถึงความสำคัญของสสาร โดยคำนึงถึงโครงสร้างของสสารนั้นๆ  จากนั้นต่อมาได้เริ่ม      ก่อรูปร่างขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 19  ด้วยทฤษฏีของนักวิทยาศาสตร์หลายๆท่านด้วยกัน จนกระทั่งพบว่าสสารนั้นประกอบไปด้วย อะตอม  โมเลกุล  และไอออน

เมื่อประมาณ 400 ปีก่อนคริสตศักราช เดโมคริส  นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีก ได้นำเสนอแนวคิดแรกเกี่ยวกับอะตอม  ต่อมาได้มีนักวิทยาศาสตร์หลายท่านด้วยกันที่ได้เล็งเห็นความสำคัญ และให้ความสนใจในเรื่องของอะตอม  จึงได้ทำการทดลองอย่างหลากหลายวิธี โดยมีความสัมพันธ์กันไปอย่างต่อเนื่อง  จากนั้นพบว่าอะตอมแต่ละอะตอมนั้นมีรูปร่างที่แตกต่างกัน ผลจากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์หลายๆท่าน  ได้ให้ข้อมูลและอธิบายรูปร่างโครงสร้างของอะตอมอย่างลึกซึ้ง แต่ไม่ได้เหมือนกันมากนักเพียงแต่มีความสัมพันธ์กันบ้างเท่านั้น  แต่ที่สรุปได้คลายคลึงกันมากนั้นก็คือ  อะตอมมีรูปร่างลักษณะคล้ายทรงกลม  ภายในบรรจุอนุภาคมูลฐานซึ่งประกอบไปด้วย  โปรตอน(ประจุบวก)  นิวตรอน  และอิเล็กตรอน(ประจุลบ)  เราสามารถจำแนกและเรียงลำดับความสำคัญของอะตอมจากผลการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ได้ดังนี้

               

   

บทที่  1  โครงสร้างอะตอมของดาลตัน

ที่มา : http//commons.wikimedia.org	วันที่เกิด                    : วันที่ 6 เดือน กันยายน พ.ศ. 2309 สถานที่เกิด                 : อีเกิลส์ฟิลด์ คัมเบอร์แลนด์ ประเทศอังกฤษ วันที่เสียชีวิต               : 27 กรกฎาคม พ.ศ. 2387 (77 ปี)           แมนเชสเตอร์  ประเทศอังกฤษ งานที่เป็นที่รู้จัก           : ทฤษฎีอะตอม, Law of Multiple          Proportions,Dalton's Law of Partial Pressures และ Daltonism                       ลายเซ็น
John Dalton

1.1 ชีวประวัติของจอร์น ดาลตัน

ดาลตันเกิดในฤดูหนาวในประเทศอังกฤษ พ.ศ. 2309  บิดาและมารดาเป็นคนในนิกายแควกเกอ โดยบิดาประกอบอาชีพทอผ้า เมื่อดาลตันเติบโตมาเป็นหนุ่มเขาเป็นเด็กชายที่มีสุขภาพแข็งแรง มีความอดทนและมีความคิดที่สร้างสรรค์ ช่างขี้สงสัย เมื่อครูให้ทำงานยากๆ ดาลตันจะไม่ยอมแพ้หรือขอให้ครูบอกคำตอบ แต่เขาจะทำด้วยตัวเองให้ได้ บางครั้งก็มีการพนันกับเพื่อนในเรื่องของการทำงานในวิชาต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นงานเดี่ยวหรือแม้แต่งานกลุ่มก็ตาม ดาลตันสามารถทำงานได้อย่างคล่องแคล่วและมีความอดทน

จนกระทั่งดาลตันอายุครบ 12 ปี และมีความรู้ ความสามารถ ที่พอจะเป็นครูสอนหนังสือได้แล้ว ดาลตันจึงได้ปิดประกาศไว้ที่หน้าบ้านของตนว่า รับจ้างสอนหนังสือ พร้อมกับแจกกระดาษ ปากกาและหมึกฟรี สมัยนั้นกระดาษ ปากกา และหมึกหายากที่สุดในประเทศอังกฤษ ซึ่งมีผู้คนสนใจมาเรียนกันมากมายตั้งแต่เด็กๆจนอายุ 17 ปีก็ยังมี ดาลตันจึงได้เปลี่ยนแนวความคิดโดยใช้บ้านของตนเป็นโรงเรียน โรงเรียนได้ดำเนินการเรียนการสอนไปด้วยดี แต่เมื่อดาลตันอายุ 15 ปี เขาก็หันมาเข้าหุ้น ทำกิจการร่วมกับพี่ชายที่เปิดโรงเรียนอยู่แล้ว

สองพี่น้องได้นำเอาวิชาเทคนิคไปสอนในโรงเรียน เพื่อหารายได้เพิ่มมากขึ้น แม้แต่ช่วยชาวเมืองในการดำเนินกิจการ รวมทั้งการเขียนมรดกให้ด้วยปากกาในสมัยนั้นการเขียนมรดกหรือพินัยกรรมมีอานุภาพมาก  นอกจากนี้ดาลตันได้หันมาทำนายดินฟ้าอากาศเพื่อเพิ่ม ความรู้ทางลมฟ้าอากาศให้แก่ชาวนา ในทุกๆวันของดาลตัน  เขาต้องคอยสังเกตลมฟ้าอากาศเกือบทุกๆชั่วโมงเป็นกิจวัตรที่ทำติดต่อกันมาเป็นเวลา 57 ปีจนเสียชีวิต เขาใช้เครื่องมือหยาบๆ ที่ทำเองที่บ้าน ทำการวัดปริมาณน้ำฝน ในท้องที่ที่ฝนตกทุกวัน และได้ขายเครื่องมือเหล่านี้ให้แก่ชาวนา เพื่อต้องการให้ชาวบ้านได้ช่วยสังเกตดินฟ้าอากาศร่วมกันด้วย

ต่อมาได้มีการเผยแพร่แนวความคิดของดาลตันขึ้นมา เป็นเรื่องราวเกี่ยวกับธรรมชาติ ปรัชญาอันได้มาจากการสังเกตของดาลตัน ประกอบด้วยเรื่อง กฎของการเคลื่อนไหว สี ลม เสียง พระจันทร์ที่ขึ้นในเวลาเดียวกัน จันทรุปราคา ดาวพระเคราะห์และ น้ำขึ้นน้ำลง แต่การเผยแพร่ครั้งนี้ไม่สามารถประสบความสำเร็จได้ เนื่องจากชาวบ้าน ประชาชนที่รู้จักกับดาลตันไม่มีความกระตือรือร้นอยากที่จะรู้ หรืออยากที่จะลอง เช่นเดียวกันกับหนังสือไวยากรณ์ ซึ่งสอนในเรื่องการผูกประโยคอังกฤษที่เขาเป็นคนเขียน ก็ขายได้จำนวนน้อย

วันหนึ่ง ดาลตันซื้อถุงมาให้แก่มารดา มารดาของเขารู้สึกยินดีที่ได้รับของชิ้นนี้มากและในเวลาเดียวกัน ก็รู้สึกฉงนใจด้วยจึงเอ่ยถามดาลตันว่า "แกซื้อของถุงมาให้แม่น่ะดีทีเดียว แต่นึกยังไงถึงเอาอย่างสีแจ๊ดมาเล่า"  ดาลตันตอบกลับไปว่า "นี่แหละเป็นสีที่เหมาะสำหรับเอาออกสังคม ก็มันไม่ใช่สีน้ำเงินแก่ที่รักษามารยาทเหรอ"  จอห์น ดาลตันเขาเจอเหตุการณ์แนวนี้หลายครั้งจนเขาได้จัดตั้งทฤษฎีอธิบาย และปรากฏการณ์เช่นนี้ขึ้น ซึ่งที่เราเรียกกันในปัจจุบันว่าตาบอดสี นั่นเอง

ดาลตันเข้าไปมีส่วนร่วมในการทดสอบความรู้ ในด้านของเคมี ซึ่งบรรดานักเคมีในสมัยนั้นก็ยังไม่สามารถจับหลักในการแปรผัน ของส่วนผสมของเครื่องยาเคมีต่างๆได้ การค้นพบหลักเช่นนี้ ทำให้ดาลตันต้องใช้ความพยายามอย่างมาก และความคิดอันสำคัญยิ่งก็ปรากฏในสมองของเขาทีละน้อยๆ โดยอาศัยความรู้ทางด้านฟิสิกส์มาช่วยเพิ่มเติม

จอห์น ดาลตันเสียชีวิตเมื่อวันที่ 27 กรกฎาคม พ.ศ. 2387 ที่เมืองแมนเชสเตอร์ (Manchester) ประเทศอังกฤษเนื่องด้วยสาเหตุใด มิอาจระบุได้

 

1.2 แบบจำลองอะตอมของจอร์น   ดาลตัน

แบบจำลองอะตอม

ที่มา : www.proton.rmutphysics.com

          แบบจำลองอะตอม คือมโนภาพที่นักวิทยาศาสตร์สร้างขึ้น จากข้อมูลทีได้จากการทดลอง  เพื่อใช้อธิบาย ลักษณะของอะตอม  แบบจำลองอะตอมที่สร้างขึ้นสามารถปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงได้ตามการเปลี่ยนแปลงของธรรมชาติ  ถ้ามีผลการทดลองใหม่ๆเกิดขึ้น ซึ่งแบบจำลองอะตอมเดิมอธิบายไม่สามารถได้ทั้งนี้  นักวิทยาศาสตร์จึงเสนอแบบจำลองอะตอมใหม่ขึ้นมาให้สอดคล้องกับผลการทดลอง  ดังนั้นจึงพบ

ว่าแบบจำลองอะตอมได้มีการแก้ไขเปลี่ยนแปลงอยู่เรื่อยมานับตั้งแต่อดีตกาลมาจนถึง ณ ปัจจุบัน

ในปี พ.ศ. 2346  จอห์นดาลตัน  ได้เสนอแนวคิดเกี่ยวกับอะตอม  มีข้อความสำคัญสรุปได้ดังนี้ 

-         สารประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็ก  เรียกว่า  อะตอม  แบ่งแยกไม่ได้  จะสร้างขึ้นใหม่หรือทำลายให้สูญหายไปไม่ได้

-         อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีมวลเท่ากัน  มีสมบัติเหมือนกัน แต่จะแตกต่างกันจากอะตอมของธาตุอื่น

-         สารประกอบเกิดจากการรวมตัวของอะตอมของธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป  และมีอัตราส่วนการรวมตัวเป็นตัวเลขง่ายๆ

-         อะตอมของธาตุ 2 ชนิดอาจรวมตัวกันด้วยอัตราส่วนต่างๆกัน  เกิดเป็นสารประกอบได้หลายชนิด

ในสมัยต่อมา ได้มีการทดลองทำให้ทราบข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมเพิ่มมากขึ้น  จึงมีการค้นพบใหม่บางประการที่ไม่สอดคล้องกับแนวคิดของดาลตัน  ดังนี้ 

1.    พบว่าอะตอมประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ ซึ่งอยู่ภายในอะตอม  ได้แก่  อิเล็กตรอน  โปรตอน  นิวตรอน

2.    พบว่าอะตอมสร้างขึ้นใหม่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลีย 

3.    พบว่าอะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน  มีมวลต่างกัน  ซึ่งเรียกแต่ละอะตอมว่า  ไอโซโทป 

4.    พบว่าปรากฏการณ์ที่เกิดในหลอดรังสีแคโทด  ใช้แนวคิดของดาลตันอธิบายไม่ได้

 

1.3 สรุปโครงสร้างอะตอมของจอห์นดาลตัน

          จากการศึกษา ค้นคว้า และรวบรวมข้อมูลในเรื่องของโครงสร้างอะตอมของจอห์นดาลตัน   พบว่า โครงสร้างอะตอมของจอห์นดาลตันนั้นมีลักษณะเป็นทรงกลมตัน