แบบจำลองอะตอมเกิดจากความจำเป็นในการอธิบายโครงสร้างของอะตอม เมื่อมีการนำเสนอหลักฐานใหม่เกี่ยวกับรัฐธรรมนูญของอะตอม แบบจำลองอะตอมใหม่พยายามชี้แจงสิ่งที่ค้นพบ
นักปรัชญากรีก Democritus และ Leucipo ในศตวรรษที่ V; ค. เรียกว่า อะตอม มาจากภาษากรีก ατoμoν, อนุภาคที่แบ่งแยกไม่ได้และส่วนที่เล็กที่สุดของสสาร
แม้ว่าแนวคิดของอะตอมจะเก่าแก่ แต่การพัฒนาทฤษฎีอะตอมย้อนหลังไปถึงศตวรรษที่ 19 และ 20 ดังนั้น แบบจำลองอะตอมหลักที่พัฒนาขึ้นเพื่อทำความเข้าใจธรรมชาติของสสารคือ:
- แบบจำลองอะตอมของดาลตัน (1803) - "แบบจำลองลูกบิลเลียด"
- Thomson Atomic Model (1898) - "แบบจำลองพุดดิ้งฝน"
- แบบจำลองอะตอมของรัทเธอร์ฟอร์ด (1911) - "แบบจำลองนิวเคลียร์"
- แบบจำลองอะตอมของบอร์ (1913) - "แบบจำลองดาวเคราะห์"
- แบบจำลองอะตอมควอนตัม (1926) - "แบบจำลองคลาวด์อิเล็กทรอนิกส์"
แบบจำลองอะตอมของดาลตัน
ความพยายามอธิบายอะตอมครั้งแรกที่เป็นที่รู้จักนั้นมาจากนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ จอห์น ดาลตัน (พ.ศ. 2309-2487) ในรูปแบบที่เป็นที่รู้จักแพร่หลายในชื่อ "ลูกบิลเลียด"
อะตอมของดาลตัน (1803): ทรงกลมมหึมา แบ่งแยกไม่ได้ และทำลายไม่ได้
ตามดาลตัน:
- สารทั้งหมดเกิดขึ้นจากอะตอม
- อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีมีขนาดและลักษณะเหมือนกัน ในขณะที่อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีต่างกันจะแตกต่างกัน
- สารเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมีซึ่งประกอบด้วยการรวมตัวของอะตอม
ประเด็นเชิงลบ: เนื่องจากยังไม่ทราบอิเล็กตรอนเมื่อดัลตันกำหนดทฤษฎีของเขา อนุภาคเหล่านี้ ซึ่งตอนนี้เรารู้ว่าเป็นส่วนหนึ่งของอะตอม จึงไม่ได้ถูกนำมาพิจารณา
ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ แบบจำลองอะตอมของดาลตัน.
ทอมสันอะตอมโมเดล
โจเซฟ จอห์น ทอมสัน (1856-1940) เป็นผู้รับผิดชอบในการค้นพบการมีอยู่ของอิเล็กตรอน อนุภาคที่มีประจุลบและเป็นส่วนหนึ่งของอะตอม การค้นพบนี้พลิกทฤษฎีอะตอมของดาลตัน ว่าอะตอมนั้นแบ่งแยกไม่ได้ แต่ก่อตัวขึ้นด้วยอนุภาคที่เล็กกว่า ดังนั้นจึงกลายเป็นที่รู้จักในชื่อ "พุดดิ้งลูกเกด"
อะตอมของทอมสัน (1898): ทรงกลมประจุบวกที่มีอิเล็กตรอนคงที่
ตามทอมสัน:
- อะตอมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า
- อิเล็กตรอนยึดติดกับพื้นผิวที่มีประจุบวก
- มีแรงผลักระหว่างอิเล็กตรอนที่กระจายอยู่ในอะตอม
ประเด็นเชิงลบ: แม้ว่าทอมสันจะคำนึงถึงการมีอยู่ของอิเล็กตรอน แต่อะตอมนั้นไม่ใช่ทรงกลมที่เป็นบวก แต่กอปรด้วย อนุภาคที่มีประจุบวก คือ โปรตอน ซึ่งระบุในปี พ.ศ. 2429 โดยนักวิทยาศาสตร์ ยูจีน โกลด์สตีน และได้รับการยืนยันโดยเออร์เนสต์ในเวลาต่อมา รัทเธอร์ฟอร์ด.
ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ แบบจำลองอะตอมของทอมสัน.
แบบจำลองอะตอมรัทเธอร์ฟอร์ด
จากการทดลองของเขา เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด (1871-1937) ได้แสดงให้เห็นว่าอะตอมไม่ใช่อนุภาคที่แบ่งแยกไม่ได้ตามที่เชื่อ แต่เกิดจากอนุภาคขนาดเล็กกว่า
อะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด (1911): นิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่มีประจุบวกตั้งอยู่รอบ ๆ อิเล็กโตรสเฟียร์
ตามที่รัทเธอร์ฟอร์ด:
- อะตอมมีภาคกลางที่มีประจุบวกที่มีความเข้มข้นสูง
- มวลของอะตอมกระจุกตัวอยู่บริเวณภาคกลาง
- อิเล็กตรอนมีน้ำหนักเบากว่าและตั้งอยู่รอบนิวเคลียส ซึ่งเป็นบริเวณที่มีช่องว่างจำนวนมาก
จุดลบ: นิวเคลียสของอะตอมไม่เพียงแต่มีอนุภาคที่มีประจุบวกเท่านั้น แต่ยังมีอนุภาคย่อยของอะตอมอื่นๆ อีก เช่น นิวตรอนซึ่งค้นพบโดย James Chadwick ในปี 1932 นอกจากนี้ แบบจำลองที่ Rutherford เสนอไม่ได้อธิบายการแผ่รังสีของแสงโดยอะตอม
ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ แบบจำลองอะตอมของรัทเธอร์ฟอร์ด.
แบบจำลองอะตอมของบอร์
กำลังมองหาคำอธิบายว่าทำไมองค์ประกอบจึงปล่อยสีที่มีลักษณะเฉพาะเมื่อเผชิญกับสภาวะบางอย่างและขึ้นอยู่กับ แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด Niels Bohr (1885-1962) เสนอทฤษฎีอะตอมที่อธิบายการแผ่รังสีของแสงในบางจุด ความถี่
อะตอมของบอร์ (1913): อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เป็นชั้นวงกลมคงที่รอบๆ นิวเคลียส
ตามบอร์:
- อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในชั้นต่างๆ รอบนิวเคลียส
- ชั้นรอบแกนกลางมีค่าพลังงานจำเพาะ
- เพื่อไปสู่ระดับภายนอกมากขึ้น อิเล็กตรอนจะต้องดูดซับพลังงาน เมื่อกลับคืนสู่ชั้นที่ใกล้กับนิวเคลียส อิเล็กตรอนจะปล่อยพลังงาน
ข้อเสีย: ไม่สามารถพูดได้ว่าอิเล็กตรอนเดินทางรอบนิวเคลียสในตำแหน่งคงที่ เช่น ดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์
ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ แบบจำลองอะตอมของบอร์.
แบบจำลองควอนตัมอะตอม
นักวิทยาศาสตร์หลายคนมีส่วนในการพัฒนากลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งพยายามอธิบายโครงสร้างที่ "สมจริงกว่า" ของ อะตอม จากการศึกษาหลายๆ อย่างรวมกันจึงเป็นสิ่งที่ซับซ้อนที่สุด
ควอนตัมอะตอม (1926): นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอน (ประจุบวก) และนิวตรอน (ประจุเป็นศูนย์) และอิเล็กตรอน (ประจุลบ) ก่อรูปเมฆอิเล็กทรอนิกส์รอบนิวเคลียส
ตามแบบจำลองอะตอมควอนตัม:
- นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน เนื่องจากมีเพียงโปรตอนเท่านั้นที่มีประจุ นิวเคลียสจึงมีประจุบวก
- อิเล็กตรอนก่อตัวเป็นเมฆอิเล็กทรอนิกส์รอบนิวเคลียส
- อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เป็นออร์บิทัลในอวกาศสามมิติ
- ไม่สามารถกำหนดตำแหน่งที่แน่นอนของอิเล็กตรอนได้ สิ่งที่ทำคือการคำนวณที่กำหนดความน่าจะเป็นของภูมิภาคที่อิเล็กตรอนจะอยู่ในช่วงเวลาที่กำหนด
คุณ ตัวเลขควอนตัม มีหน้าที่ในการหาอิเล็กตรอน ที่พวกเขา:
อู๋ เลขควอนตัมหลัก (n) แทนระดับพลังงาน กล่าวคือ ชั้นอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม
อู๋ หมายเลขควอนตัมรอง secondary (l) ระบุระดับย่อยของพลังงาน นั่นคือ ระดับย่อยของพลังงานที่อิเล็กตรอนอยู่
อู๋ เลขควอนตัมแม่เหล็ก (m) เป็นตัวระบุวงโคจรที่อิเล็กตรอนมาบรรจบกัน
ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ แบบจำลองอะตอม และทดสอบความรู้ของคุณกับ แบบฝึกหัดเกี่ยวกับแบบจำลองอะตอม.
