c01 (1)

ติวสบาย เคมี ม.4 เทอม 1 http://www.pec9.com บทท่ี 1 อะตอม และ ตารางธาตุ

1

บทที่ 1 อะตอม และตารางธาตุ

1. แบบจําลองอะตอม

สสารโดยท่ัวไปนั้นจะประกอบดวยอนภุาคยอยอยู ภายใน เรียกอนุภาคยอยนัน้วาโมเลกุล และแตละโมเลกุล ยังประกอบไปดวยอนุภาคท่ียอยกวา เรียกวา อะตอม อยู ภายในแตละโมเลกุล สารท่ีประกอบดวยอะตอมชนิดเดยีวกันลวนๆ เรียก ธาตุ ธาตุท่ีนักวิทยาศาสตรรูจักแลวในปจจุบันมีประมาณ 114 ชนิด นกัวิทยาศาสตรไดนําช่ือยอของธาตุท้ังหมดมา เขียนเปนตาราง เรียกวา ตารางธาตุ

1. ขอใดเรียงลําดับขนาดจากใหญไปเล็กไดถูกตอง 1. สสาร → โมเลกุล → อะตอม 2. โมเลกุล → สสาร → อะตอม

3. สสาร → อะตอม → โมเลกุล 4. อะตอม → โมเลกุล → สสาร วิธีทํา

www.pec9

.com


2

1.1 แบบจําลองอะตอมของดอลตัน ทฤษฎีอะตอมของดอลตนั ดอลตัน ( John Dalton ) นกัฟสิกสและนักเคมีชาวอังกฤษ ไดตั้งทฤษฎีอะตอมข้ึนในป พ.ศ. 2351 ซ่ึงมีใจความวา 1) สสารท้ังหลายประกอบดวยอะตอมซ่ึงเปนหนวยท่ีเล็กท่ีสุดท่ีไมสามารถแบงแยกได 2) ธาตุแตละชนิดประกอบดวยอะตอม โดยธาตุชนิดเดยีวกันจะมีอะตอมเหมือนกนั สวนธาตุตางชนิดกันอะตอมจะตางกนั 3) อะตอมชนดิหนึ่งจะเปล่ียนแปลงไปเปนอะตอมชนดิอ่ืนๆ ไมได 4) หนวยยอยของสารประกอบคือ โมเลกุล ซ่ึงจะประกอบดวยอะตอมของธาตุตั้งแต 2 ชนิดข้ึนไปมารวมตัวกัน ในสัดสวนท่ีเปนเลขลงตัวนอยๆ 5) ในปฏิกิริยาเคมีใดๆ อะตอมไมมีการสูญหาย และไมสามารถทําใหเกิดใหมได แตอะตอมจะเกิดการจัดเรียงตัวกันเปนโมเลกลุใหมเกดิข้ึนเปนสารประกอบ ปจจุบันนี้ทฤษฏีอะตอมของดอลตัน มีเพียงขอ 4 เทานั้นท่ีเปนท่ียังเปนท่ียอมรับ สําหรับขออ่ืนๆ นั้นไมเปนท่ียอมรับของนักวิทยาศาสตรปจจุบัน ขอ 1. ไมเปนท่ียอมรับ เพราะอะตอมไมใชหนวยท่ีเล็กท่ีสุด อะตอมยังมีองคประกอบ ยอยอยูภายในอีก เชน อิเล็กตรอน โปรตอน นิวตรอน เปนตน ขอ 2. ไมเปนท่ียอมรับ เพราะอะตอมของธาตุชนิดเดยีวกันอาจมีสมบัติบางอยางแตกตางกันกไ็ด เชน อาจมีมวลไมเทากนั เปนตน ขอ 3. ไมเปนท่ียอมรับ เพราะอะตอมของธาตุชนิดหนึ่งสามารถเปล่ียนใหเปนอะตอมของธาตุชนิดอ่ืนๆ ได ขอ 5. ไมเปนท่ียอมรับ เพราะอะตอมของธาตุบางชนิดสามารถทําใหสูญหาย หรือสรางข้ึนมาใหมได 2. ขอใดไมใชทฤษฎีอะตอมของดอลตัน 1. อะตอมมีลักษณะกลมทึบตัน 2. อะตอมจะแบงแยกตออีกไมได 3. อะตอมธาตุชนิดเดยีวกันจะเหมือนกนั และตางจากอะตอมธาตุชนดิอ่ืน 4. อะตอมจะประกอบไปดวย โปรตอน อิเล็กตรอน และนิวตรอน วิธีทํา

www.pec9

.com


3

3. ปจจุบันนีเ้ปนท่ีทราบกันแลววาทฤษฎีอะตอมของดอลตัน มีถูกตองอยูเพียงขอเดยีว ขอนัน้คือ 1. อะตอมมีลักษณะกลมทึบตัน 2. อะตอมจะแบงแยกตออีกไมได 3. อะตอมธาตุชนิดเดยีวกันจะเหมือนกนั และตางจากอะตอมธาตุชนดิอ่ืน 4. โมเลกุลของสารประกอบ เกิดจากอะตอมของธาตุตั้งแต 2 ชนิดข้ึน ไปมารวมตัวกัน ในสัดสวนท่ีเปนเลขลงตัวนอย ๆ วิธีทํา

1.2 แบบจําลองอะตอมของทอมสัน ในเวลาตอมามีนักวิทยาศาสตรช่ือ ทอมสัน ( J.J Thomson ) ไดทําการทดลองโดยใชหลอด แกวสุญญากาศ ซ่ึงเปนหลอดแกวกลวงปดสนิท ภายในมีข้ัวไฟฟา 2 ข้ัว คือข้ัวแคโทดและข้ัวแอ- โนด ภายในหลอดนี้จะมีแกสอยูนอยมากจนถือวาเปนสุญญากาศได ผนังหลอดดานในจะฉาบเอาไวดวยสารเรืองแสงซ่ึงจะเรืองแสงข้ึนมาใหเห็นเม่ือมีรังสีมาตกกระทบ เม่ือนําหลอดแกวสุญญากาศไปตอกับเครื่องกําเนิดกระแสไฟฟาความตางศักยสูงประมาณ 10000 โวลต โดยตอข้ัวไฟฟาลบเขากับแคโทดและข้ัวไฟฟาบวกเขากับแอโนด จะเกิดรังสีพุงออกมาจากข้ัวแคโทด จึงเรียกรังสีนี้วา รังสีแคโทด ทอมสันพบวารังสีแคโทดจะมีสมบัติท่ีสําคัญไดแก 1) เม่ือนําข้ัวไฟฟาบวกและลบเขาประกบเพ่ิมภาย นอกหลอด รังสีแคโทดจะเบ่ียงเบนเขาหาข้ัวไฟฟาบวก 2) เม่ือนําข้ัวแมเหล็กเหนือและใต เขาประกบภาย นอกหลอด ทําใหเกิดสนามแมเหล็กพุงตัดผานหลอดแกว รังสีแคโทดจะเบ่ียงเบนในสนามแมเหล็ก และทิศการ เบ่ียงเบนเปนไปตามกฎมือซาย

www.pec9

.com


4

3) เม่ือนําแผนโลหะบางๆ มาวางกั้นรังสีแคโทด รังสีแคโทดจะไมสามารถทะลุแผนโลหะท่ีขวางกั้น 4) เม่ือนํากังหันเล็กๆ มาวางขวางทางรังสี ใหรังสี พุงเขากระทบกังหัน จะทําใหกังหันเกิดการหมุนตัวได

จากสมบัติขอท่ี 3) และ 4) ทําใหทราบวาภายในรังสีนีป้ระกอบไปดวยกอนอนภุาคซ่ึงมีตัวตน มีมวล มีโมเมนตัม ( ไมใชคล่ืนท่ีไรตัวตน ) ดังนัน้เม่ือรังสีพุงชนแผนโลหะท่ีกั้นจึงไมทะลุแผนโลหะได เม่ือชนกังหันเล็กๆ จะทําใหกังหันหมุนตัวได จากสมบัติขอท่ี 1) และ 2) ทําใหทราบวาอนุภาคภายในรังสีแคโทดน้ีมีประจุไฟฟาเปนลบ จึงเบนเขาหาข้ัวไฟฟาบวก และเบนในสนามแมเหล็ก ทอมสันเรียกอนุภาคท่ีมีประจุเปนลบนีว้า อิเล็กตรอน ทอมสันอธิบายสาเหตุการเกิดรังสีคาโทดวา เม่ือโลหะท่ีเปนข้ัวคาโทดไดรับพลังงาน ไฟฟาท่ีมีศักยสูง จะทําใหอิเล็กตรอนภายในอะตอมโลหะในขั้วแคโทดนั้นหลุดออกมา แลวเคล่ือนที่พุงตรงไปยังข้ัวอาโนด (ข้ัวบวก) เกิดเปนเสนรังสีแคโทดข้ึนมา และจากการทดลองนี้ทําให ทอมสันสรุปวา ในอะตอมจะตองมีอนุภาคไฟฟาลบเรียกวา อิ เล็กตรอน เปนองคประกอบอยูภายใน นอกจากนี้ทอมสันยังคนพบอีกวา ถานําคาประจุอิเล็กตรอน 1 ตัวหารดวยมวลอิเล็ก-ตรอน 1 ตัว จะไดคาประจุตอมวลเทากับ 1.76x108 คูลอมบตอกรัม คงท่ีเสมอไมวาจะเปล่ียนข้ัวแคโทดเปนอะตอมของธาตุชนิดใดก็ตาม แสดงวาอิเล็กตรอนของธาตุทุกชนิดมีประจุและมวลเทากันเสมอ ในเวลาตอมามีนักวิทยาศาสตรช่ือ ออยเกน- โกลดสไตน (Eugen Goldstein ) ไดทําการทดลอง โดยใชหลอดแกวสุญญากาศ เชน เดียวกับ ทอมสัน โกลดสไตนพบวา เม่ือเกิดรังสีแคโทดข้ึนแลวจะ เกิดรังสีอีกชนิดหนึ่งวิ่งยอนกลับมาหาข้ัวแคโทดซ่ึง เปนข้ัวไฟฟาลบ แสดงวารังสีนี้มีประจุเปนบวก จึงเรียกรังสีบวกหรือรังสีแคแนล โกลดสไตน

www.pec9

.com


5

อธิบายการเกิดรังสีนี้วา อะตอมของแกสในหลอดสุญญากาศนั้น ควรจะมีอิเล็กตรอนลบอยูภายในและควรมีอนุภาคไฟฟาบวกอยูดวยในจํานวนที่เทาๆ กัน เพราะอะตอมปกติจะตองเปนกลางทางไฟฟาคือมีประจุไฟฟารวมเทากับศูนย และเม่ือยิงรังสีแคโทดซ่ึงประกอบไปดวยอิเล็กตรอนอยูภายในเขาไปกระทบอะตอมแกส อิเล็กตรอนในรังสีแคโทดจะไปกระทบอิเล็กตรอนของแกสใหหลุดกระเด็นออกไป ทําใหอะตอมแกสกลายเปนอนุภาคไฟฟาบวกแลววิ่งยอนกลับมาหาข้ัวแคโทด(ลบ) กลายเปนรังสีบวกดังกลาว และจากการทดลองน้ีเปนส่ิงยืนยันใหโกลดสไตน ทราบวาในอะตอมนั้นตองมีอนุภาคไฟฟาบวกอยูดวยอยางแนนอน โกลดสไตนเรียกอนุภาคบวกนี้วา โปรตอน จากการทดลองของทอมสัน , โกลดสไตน และนักวิทยาศาสตรอีกหลายทาน ทําใหเช่ือวาในอะตอมใดๆ จะตองประกอบดวยอนภุาคท่ีมีประจุบวก (โปรตอน) และอนภุาคท่ีมีประจุลบ (อิเล็กตรอน) ทอมสันจึงไดเสนอแบบจําลองของอะตอมเอาไววา “ อะตอมมีลักษณะเปนทรงกลม ประกอบไปดวยโปรตอน ซ่ึงมีประจุบวก และอิเล็กตรอนซ่ึงมีประจุลบกระจายอยูท่ัวไปอยาง สมํ่าเสมอและในอะตอมท่ีเปนกลางทางไฟฟาจะมีจํานวนโปรตอน เทากับจํานวนอิเล็กตรอน ” ในเวลาตอมานักวิทยาศาสตรช่ือ มิลลิแกน ( Robert A. Millikan ) ไดทําการทดลองโดยใชหยดน้ํามันแลวสามารถหาคาประจุของอิเล็กตรอน 1 ตัวไดคาเทากับ 1.6x10–19 คูลอมบ และสามารถคํานวณหาคามวลของอิเล็กตรอน 1 ตัวไดเทากับ 9.11x10–28 กรัม อีกดวย 4. เหตุใดจึงเรียกหลอดรังสีแคโทดวาเปนหลอดสุญญากาศ 1. เพราะภายในไมมีแกสอยูเลย 2. เพราะภายในมีแกสเหลืออยูนอยมาก 3. เพราะตองนําไปทดลองในสุญญากาศ 4. เพราะตองผลิตในสุญญากาศ วิธีทํา

5. เหตุใดรังสีหนึ่งในหลอดแกวสุญญากาศจึงเรียกวาเปนรังสีแคโทด 1. เพราะเกดิจากหลอดรังสีแคโทด 2. เพราะเปนรังสีท่ีมีประจุไฟฟา 3. เพราะพุงออกมาจากข้ัวแคโทด 4. ไมมีคําตอบท่ีถูก วิธีทํา

www.pec9

.com


6

6. สมบัติของรังสีแคโทดขอใดท่ีทําใหทราบวารังสีแคโทดมีประกอบไปดวยอนภุาค 1. เบ่ียงเบนเขาหาข้ัวไฟฟาบวกและสนามแมเหล็ก 2. ไมทะลุแผนโลหะบางๆ ท่ีวางกั้น และชนกังหนัแลวทําใหกังหันหมุนได 3. ทําใหสารเรืองแสงเกิดการเรืองแสงได 4. ถูกทุกขอ วิธีทํา 7. สมบัติของรังสีแคโทดขอใดท่ีทําใหทราบวา อนุภาคในรังสีแคโทดมีประจุไฟฟาเปนลบ 1. เบ่ียงเบนเขาหาข้ัวไฟฟาบวกและสนามแมเหล็ก 2. ไมทะลุแผนโลหะบางๆ ท่ีวางกั้น และชนกังหนัแลวทําใหกังหันหมุนได 3. ทําใหสารเรืองแสงเกิดการเรืองแสงได 4. ถูกทุกขอ วิธีทํา 8. นักวิทยาศาสตรท่ีคนพบอิเล็กตรอนเปนคนแรกของโลกคือใคร 1. ทอมสัน 2. โกลดสไตล 3. มิลลิแกน 4. โบเทและเบเกอร วิธีทํา 9. ขอใดตอไปน้ีเปนส่ิงท่ีทอมสันคนพบ 1. อิเล็กตรอน 2. ประจุตอมวลอิเล็กตรอน 3. ประจุอิเล็กตรอน 4. ขอ 1. และ 2. วิธีทํา 10. เราทราบวาในอะตอมตองมีอนุภาคไฟฟาบวกเปนองคประกอบอยู จากการทดลองของใคร 1. ทอมสัน 2. โกลดสไตล 3. มิลลิแกน 4. โบเทและเบเกอร วิธีทํา

www.pec9

.com


7

11. เราทราบวาในอะตอมจะตองมีอนุภาคไฟฟาลบเปนองคประกอบอยู จากการทดลองของใคร 1. ทอมสัน 2. โกลดสไตล 3. มิลลิแกน 4. โบเทและเบเกอร วิธีทํา

12. จากการทดลองของโกลดสไตล รังสีบวกในหลอดสุญญากาศเกิดจาก 1. อนุภาคไฟฟาบวกหลุดออกมาจากข้ัวแอโนด 2. อนุภาคบวกถูกสรางข้ึนมาใหม 3. อะตอมแกสในหลอดสุญญากาศเกิดการแตกตัว 4. ถูกทุกขอ วิธีทํา

13. จากการทดลองของโกลดสไตนทําใหสรุปไดวา 1. รังสีบวกมีจํานวนประจุเทากันเสมอไมวาจะเกดิจากกาซใด 2. รังสีบวกมีมวลเทากันเสมอไมวาจะเกดิจากกาซใด 3. รังสีบวกไมมีประจุและไมมวล 4. รังสีบวกของกาซแตละชนิดมีสมบัติบางประการตางกัน วิธีทํา

14. รังสีแคโทด และรังสีแคแนล รังสีชนิดไหนมีคาประจุตอมวลคงท่ี 1. รังสีแคโทด 2. รังสีแคแนล 3. ไมคงท่ีท้ังสองรังสี 4. คงท่ีท้ังสองรังสี วิธีทํา

15. ตอไปนี้ ขอใดเปนแบบจําลองอะตอมของดอลตันและทอมสัน ตามลําดับ

( ก ) ( ข ) ( ค ) ( ง ) 1. ( ก ) , ( ข ) 2. ( ก ) , ( ค ) 3. ( ก ) , ( ง ) 4. ( ข ) , ( ค ) วิธีทํา

++

e

e

+ + – – – + + +

– –

www.pec9

.com


8

16. จากการทดลองของมิลลิแกนทําใหเราทราบคาของ 1. ประจุของอิเล็กตรอน 2. มวลของอิเล็กตรอน 3. ประจุตอมวลอิเล็กตรอน 4. ขอ 1. และ 2. วิธีทํา 1.3 แบบจําลองอะตอมของรัทเทอรฟอรด ในป พ.ศ. 2545 รัทเทอรฟอรด ( Ernest Rutherford ) ไดทําการทดลอง ยิงรังสีอัลฟา ซ่ึงเปนอนุภาคไฟฟาบวก เขาไปกระทบแผนทองคําบางๆ ซ่ึงลอม รอบไวดวยฉากเรืองแสง ผลปรากฏวา รังสีอัลฟาสวนใหญ ทะลุแผนทองคํา ออกไปเหน็เสนตรง สวนนอยเบ่ียงเบน แนวการเคล่ือนท่ี และสวนนอยท่ีสุดจะเกดิการสะทอนยอนกลับ จากการทดลองนี้ทําใหรัทเทอรฟอรดเสนอแบบจําลองอะตอมข้ึน มาใหมวา อะตอมประกอบดวยนิวเคลียสท่ีมีขนาดเล็กมากอยูตรงกลาง และมีประจุไฟฟาเปนบวก โดยมีอิเล็กตรอนวิ่งวนอยูรอบๆ

และรัทเทอรฟอรดไดใชแบบจําลอง อะตอมท่ีสรางข้ึนใหม อธิบายผลการทด ลองยิงรังสีอัลฟากระทบแผนทองคําบางวา เม่ือรังสีอัลฟาทะลุเขาอะตอมทองคํา รังสี สวนมากจะลอดชองวาง ระหวางนวิเคลียส กับอิเล็กตรอนแลวทะลุออกไปเปนเสนตรง รังสีสวนนอย จะ พุง เขาใกลนิวเคลียสซ่ึงมี ขนาดเล็กแลวเกิดแรงผลักระหวางประจุบวก

++

e

e

++

e

e

รังสีสวนมาก ทะลุตรง

รังสีสวนนอยเบ่ียงเบน

รังสีนอยที่สุดสะทอนกลับ

++

e

e

www.pec9

.com


9

ของนิวเคลียส กับประจุบวกของรังสีอัลฟาแลวทําใหรังสีอัลฟาเกิดการเบี่ยงเบน และรังสีสวนนอยท่ีสุดจะพุงเขาชนนิวเคลียสตรงๆ แลวเกิดการสะทอนยอนกลับออกมา แตการพุงเขาใกลกับการพุงชนตรงๆ จะเกิดไดนอยเพราะนิวเคลียสมีขนาดเล็กนั่นเอง ตอมา พ.ศ. 2473 W.Bothe และ H.Becker นักเคมีชาวเยอรมันได ทําการทดลอง ใชอนุภาคอัลฟายิงแผน โลหะแบริลเลียม ปรากฏวาเกดิรังสี ซ่ึงไมมีประจุชนิดหนึ่งท่ีมีอํานาจทะลุ ทะลวงไดดี และรังสีนี้เม่ือชนกับ โมเลกุลของพาราฟนจะไดโปรตอนออกมา ตอมาในป พ.ศ. 2475 Jame Chadwich ไดเสนอวารังสีนี้ตองประกอบดวยอนุภาคและใหช่ือวา นิวตรอน และไดทําการพิสูจนไดวานิวตรอนไมมีประจุ และคํานวณมวลนวิตรอนไดคาใกลเคียงกับมวลของโปรตอน 17(มช 33, 34) เม่ือยิงอนุภาคอัลฟาไปยังแผนโลหะทองบาง ๆ ( เลียนแบบการทดลองของรัท เทอรฟอรด ) ปรากฏการณในขอใดมีโอกาสเกิดไดนอยท่ีสุด ก. อนุภาคอัลฟาจะวิ่งผานทะลุผานทองคําเปนเสนตรง ข. อนุภาคอัลฟาจะวิ่งสะทอนกลับ ค. อนุภาคจะวิ่งเบนไปจากแนวเสนตรงเล็กนอย ง. อนุภาคอัลฟาจะวิ่งเบนไปจากแนวเสนตรงคอนขางมาก วิธีทํา

18. ตอไปนี้ ขอใดเปนแบบจําลองอะตอมของรัทเทอรฟอรด

1. 2. 3. 4. วิธีทํา

++

e

e

+ + – – – + + +

– –

www.pec9

.com


10

19. หากเช่ือวาอะตอมมีลักษณะตามแบบจําลองของทอมสัน เม่ือยิง รังสีอัลฟาทะลุเขาอะตอมทองคํา แนวการเคล่ือนท่ีของรังสีแบบ ใดไมมีโอกาสเกิดใด 1. ทะลุเปนเสนตรง 2. เบ่ียงเบนแนวการเคล่ือนท่ี 3. สะทอนยอนกลับ 4. เกิดไดทุกขอ วิธีทํา 20. ขอใดตอไปน้ีเปนช่ือนกัวิทยาศาสตรท่ีคนพบอิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน ตามลําดับ 1. ทอมสัน โกลดสไตล รัทเทอรฟอรด 2. ทอมสัน โกลดสไตล มิลลิแกน 3. ทอมสัน โกลดสไตล โบเทและเบเกอร 4. ดอลตัน ทอมสัน โกลดสไตล วิธีทํา

1.4 อนุภาคมูลฐานของอะตอม ในปจจุบันนี้เปนท่ีทราบกันแลววา อะตอมประกอบไปดวยอนุภาคที่สําคัญสามชนิดไดแก อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน อนุภาคท้ังสามชนิดนี้เรียกวา อนุภาคมูลฐานของอะตอม ซ่ึงมีคุณสมบัติดังแสดงในตารางตอไปนี้

อนุภาค ประจุ ( C ) ตัวแทน มวล (กรัม) มวล (a.m.u) โปรตอน (p) อิเล็กตรอน (e) นิวตรอน (n)

+1.6x10–19

–1.6x10–19 0

+1 –1 0

1.672x10–24 9.108x10–28 1.674x10–24

1.007285 0.000549 1.008665

หมายเหต ุ : 1 a.m.u = 1.66 x 10–24 กรัม สัญลักษณของธาตุท่ีเขียนโดยแสดงรายละเอียดเกีย่วกับจาํนวนอนุภาคมูลฐานของอะตอม เรียกวา สัญลักษณนิวเคลียร รูปแบบการเขียนเปนดังนี ้

เลขมวล (A) = จํานวนโปรตอน + นิวตรอน = จํานวนนวิคลีออน XA

Z

เลขอะตอม (Z) = จํานวนโปรตอน

+ + – – – + + +

– –

www.pec9

.com


11

เลขอะตอม ( Z ) คือ จํานวนโปรตอนท่ีมีในนิวเคลียส และหากเปนอะตอมปกติจะเปนกลางทางไฟฟา ( ประจุไฟฟารวมเปนศูนย ) จํานวนโปรตอนจะเทากับจํานวนอิเล็กตรอน ดังน้ันเลขอะตอมจะเทากับจํานวนอิเล็กตรอนดวย เลขมวล ( A ) คือ มวลรวมของอะตอม ปกติแลวอิเล็กตรอนจะมีมวลนอยมากเม่ือเทียบกับมวลโปรตอนและนิวตรอน ดังน้ันมวลรวมของอะตอมจึงเปนมวลของโปรตอนรวมกับมวลของนิวตรอนนั่นเอง และเน่ืองจากโปรตอนกับนิวตรอนแตละตัวจะมีมวลเทากับ 1 มวลอะตอมรวมแลวจึงเทากับจํานวนโปรตอนรวมกับจํานวนนิวตรอน นั่นคือเลขมวลจะเทากับจํานวนโปรตอน + จํานวนนิวตรอน นั่นเอง ขอควรทราบเกี่ยวกับสัญลักษณนิวเคลียร

1. เลขอะตอม = จํานวนโปรตอน = ลําดับของธาตุในตารางธาตุ @ ถารูจํานวนโปรตอน จะรูวาเปนธาตุลําดับท่ีเทาไรในตารางธาตุ และเปนธาตุอะไร @ ถาจํานวนโปรตอนของอะตอมเปล่ียนไปชนิดและสมบัติของอะตอมจะเปล่ียนไป @ อะตอมของธาตุชนิดเดียวกนัจะมีจํานวนโปรตอนเทากัน

2. อะตอมปกติ จํานวน p = จํานวน e จะทําใหประจุไฟฟารวม = 0 (เปนกลางทางไฟฟา)

หากอะตอมปกติรับอิเล็กตรอนเพ่ิมเขา 1 ตัว ประจุรวม = –1 เขียนสัญลักษณเปน -1XAZ

หากรับอิเล็กตรอนเพ่ิมเขา 2 ตัว ประจุรวม = –2 เขียนสัญลักษณเปน -2XAZ

หากเสียอิเล็กตรอนออกไป 1 ตัว ประจุรวม = +1 เขียนสัญลักษณเปน +1XAZ

หากเสียอิเล็กตรอนออกไป 2 ตัว ประจุรวม = +2 เขียนสัญลักษณเปน +2XAZ

3. จากสัญลักษณนวิเคลียร เลขมวล (A)

เลขอะตอม (Z) จะไดวา จาํนวนโปรตอน ( p ) = A จํานวนนิวตรอน ( n ) = A – Z จํานวนอิเล็กตรอน ( e ) = A – K เม่ือ A คือเลขมวล Z คือ เลขอะตอม K คือ เลขบอกประจุไฟฟา

+1He42

บอกประจุ (K)www.pe

c9.co

m


12

21. โปรตอนจํานวน 1 x 1020 โปรตอน จะมีมวลกี่กรัม วิธีทํา

22. อิเล็กตรอนจํานวน 1 x 1020 อิเล็กตรอน จะมีประจุกี่คูลอมบ วิธีทํา 23. คําชี้แจง ใชตารางตอไปน้ีตอบคําถาม

อะตอม จํานวนโปรตอน จํานวนนิวตรอน จํานวนอิเล็กตรอน A B C D

9 9 9 9

7 8 9 9

9 9 9 9

การเขียนสัญลักษณอะตอมขอใดถูกตอง 1. A18

7 2. B98 3. C18

9 4. D279

วิธีทํา

24. จงหาจํานวนโปรตอน นวิตรอน และ อิเล็กตรอน จากสัญลักษณของอะตอมตอไปนี้ 1. Ar40

18 ตอบ p = …….. n = ……..…. e = ………. 2. K39

19 ตอบ p = …….. n = ……..…. e = ………. 3. U235

92 ตอบ p = …….. n = ……..…. e = ………. 4. Kr83

36 ตอบ p = …….. n = ……..…. e = ………. 5. Th232

90 ตอบ p = …….. n = ……..…. e = ……….. วิธีทํา

www.pec9

.com


13

25. ธาตุ J และ Q มีสัญลักษณ J2210 และ Q34

16 ตามลําดับ ธาตุท้ังสองมีจํานวนโปรตอน

และนิวตรอนตางกันเทาใด จํานวนโปรตอนท่ีตางกัน จํานวนนิวตรอนท่ีตางกัน 1. 12 18 2. 12 12 3. 6 12 4. 6 6 วิธีทํา 26. ส่ิงท่ีบอกใหรูวาอะตอมหรือไอออนน้ันๆ เปนอะตอมของธาตุอะไร คือ 1. จํานวนอิเล็กตรอน 2. จํานวนโปรตอน 3. จํานวนนิวตรอน 4. ถูกทุกขอ วิธีทํา

27. สมบัติของธาตุจะเปล่ียนไปถาเราเปล่ียน 1. จํานวนอิเล็กตรอน 2. จํานวนโปรตอน 3. จํานวนนิวตรอน 4. ถูกทุกขอ วิธีทํา

28. ธาตุใดตอไปน้ีเปนธาตุชนิดเดียวกัน D147 , C14

6 , B136 , A12

6


www.pec9

.com


14

29. จงหาจํานวนโปรตอน นิวตรอน และ อิเล็กตรอน จากสัญลักษณของอะตอมตอไปนี ้ 1. −3P31

15 ตอบ P = …….. N = …….. e = ………. 2. −2O17

8 ตอบ P = …….. N = …….. e = ………. 3. −1Cl35

17 ตอบ P = …….. N = …….. e = ………. 4. +2Be9

4 ตอบ P = …….. N = …….. e = ………. วิธีทํา

30(En 39) ขอใดมีจํานวนอิเล็กตรอนมากกวานิวตรอน 1. +2A25

12 2. D2613 3. −3X75

33 4. −2Y3316


31. อนุภาคใดมีจํานวนอิเล็กตรอนท้ังหมดเทากับ จํานวนอิเล็กตรอนของคลอรีนอะตอม ( เลขอะตอม H = 1 , O = 8 , F = 9 , Ne = 10 , S = 16 , Cl = 17 ) 1. OF2 2. Ne– 3. OH– 4. S– วิธีทํา

32(En 38) ถาไอโซโทปหน่ึงของธาตุชนิดหน่ึงมีประจุในนิวเคลียสเปน 2 เทาของประจุใน นิวเคลียสของ C12

6 และมีเลขมวลเปน 1.5 เทาของ C126 ไอโซโทปน้ีจะมีอนุภาคมูลฐาน

อยางละกี่อนุภาค 1. 6e , 12p และ 6n 2. 2e และ 2p 3. 12e , 12p และ 6n 4. 12e , 12p และ 18n


www.pec9

.com


15

33. ขอใดหมายถึงนิวคลีออน (Nucleon) 1. อิเล็กตรอน + โปรตอน 2. นิวตรอน + อิเล็กตรอน 3. นิวเคลียส + อิเล็กตรอน 4. นิวตรอน + โปรตอน วิธีทํา

1.5 ไอโซโทป ไอโซบาร ไอโซโทน ไอโซอิเล็กทรอนิก ไอโซโทป คือ อะตอมของธาตุเดียวกัน แตมีมวลไมเทากัน เชน C12

6 กับ C136 กับ C14

6

O168 กับ O17

8 กบั O188

สาเหตุท่ีเลขมวลไมเทากัน เพราะมีจํานวนนิวตรอนไมเทากัน ไอโซบาร คือ อะตอมของธาตุตางชนิดกัน แตมีมวลเทากัน

เชน C146 กับ N14

7

ไอโซโทน คือ อะตอมธาตุตางชนิดกัน แตมีจํานวนนิวตรอนเทากัน เชน K39

19 กับ Ca4020 ท้ังสองตัวนี้มีจํานวนนวิตรอน 20 ตัวเทากัน

ไอโซอิเล็กทรอนิก คือ อะตอมธาตุตางชนิดกัน แตมีจาํนวนอิเล็กตรอนเทากัน

เชน −2O168 กับ Ne20

10 ท้ังสองตัวนี้มีจํานวนอิเล็กตรอน 10 ตัวเทากัน

34. อะตอมคูใดเปนไอโซโทปกัน 1. Ama An

b 2. Bma Bnb 3. Cma Cna 4. Dn

b Dnb


35. อะตอมของธาตุคูใดท่ีเปนไอโซโทนกัน 1. C12

6 C136 2. C12

6 N147 3. C14

6 O168 4. N14

7 N157


www.pec9

.com


16

36(แนว Pat) อะตอมหรือไอออนของธาตุคูใดเปนไอโซอิเล็กทรอนิก 1. O และ N 2. O+ และ Ar 3. S2– และ Ne 4. S2– และ Ar วิธีทํา

37(แนว Pat) อะตอม Ar4018 และไอออน +2Ca40

20 มีความสัมพันธตอกันดังขอใด

1. ไอโซโทป 2. ไอโซโทน 3. ไอโซบาร 4. ไอโซอิเล็กทรอนิก วิธีทํา 1.6 แบบจําลองอะตอมของโบร 1.6.1 คล่ืนแมเหล็กไฟฟา คล่ืนแมเหล็กไฟฟา คือ คล่ืนท่ีเกิดจากการเหน่ียวนําของสนามไฟฟาและสนามแมเหล็ก เหน่ียวนําซ่ึงกันและกันอยางตอเน่ืองไมรูจบ แหลงกําเนิดคล่ืนแมเหล็กไฟฟาท่ีใหญท่ีสุดในจักรวาลน้ี คือ ดวงอาทิตย คล่ืนแมเหล็กไฟฟาท่ีออกมาจากดวงอาทิตย แบงแยกได 8 ชนิด แตละชนิดเรียกวาสเปกตรัม ดังแสดงในตารางตอไปน้ี

สเปกตรัม การเรียงลําดับ

ความถ่ี การเรียงลําดับ ความยาวคล่ืน

การเรียงลําดับ พลังงาน

รังสีแกมมา รังสีเอกซ

รังสีอัลตราไวโอเลต แสงขาว

รังสีอินฟาเรด คล่ืนไมโครเวฟ

คล่ืนวิทย ุไฟฟากระแสสลับ

มาก

นอย

นอย

มาก

มาก

นอย

อยาลืม คล่ืนแมเหล็กไฟฟาทุกสเปกตรัม จะมีความเร็วเทากันหมด คือ 3x108 m/s

www.pec9

.com


17

เราสามารถคํานวณหาคาความถ่ี และความยาวคล่ืนของคล่ืนแมเหล็กไฟฟา ไดจากสมการ C = f λ

และสามารถคํานวณหาคาพลังงานของคล่ืนแมเหล็กไฟฟาไดจากสมการ E = h f และ E = λ

hC

เม่ือ E = พลังงานของคล่ืนแมเหล็กไฟฟา (จูล) h = คานิจของพลังค = 6.62x10–34 J.s f = ความถ่ี (s–1) λ = ความยาวคล่ืน (m) C = ความเร็วคล่ืนแมเหล็กไฟฟา = 3 x 108 เมตร/วินาที

38. ขอใดตอไปน้ีไมใชคล่ืนแมเหล็กไฟฟา 1. รังสีเอ็กซ 2. แสง 3. คล่ืนเสียง 4. คล่ืนวิทย ุวิธีทํา 39. คล่ืนแมเหล็กไฟฟาตอไปน้ีสเปกตรัมไหนมีพลังงานสูงท่ีสุด 1. รังสีเอ็กซ 2. แสง 3. รังสีอินฟาเรด 4. คล่ืนวิทย ุวิธีทํา

40. คล่ืนแมเหล็กไฟฟาตอไปน้ีสเปกตรัมไหนมีความเร็วสูงท่ีสุด 1. รังสีเอ็กซ 2. แสง 3. รังสีอินฟาเรด 4. ความเร็วเทากัน วิธีทํา

41. เสนสเปกตรัมสีแดงของโพแทสเซียมมีความถ่ี 3.91x1014 Hz จะมีความยาวคล่ืนเปนเทาใด วิธีทํา 42. เสนสเปกตรัมเสนหน่ึงของธาตุซีเซียมมีความยาวคล่ืน 456 นาโนเมตร ความถ่ีของ สเปกตรัมเสนน้ีมีคาเทาใด วิธีทํา

www.pec9

.com


18

43. คล่ืนแมเหล็กไฟฟาท่ีมีความถ่ี 8.5 x 1014 Hz จะมีพลังงานเทาใด วิธีทํา

44. คล่ืนแมเหล็กไฟฟาท่ีมีความยาวคล่ืน 300 นาโนเมตร จะปรากฏในชวงคล่ืนของแสงท่ีมี พลังงานเทาใด


45(มช 36) ความยาวคล่ืนในหนวยนาโนเมตรของโฟตอนท่ีมีพลังงาน 4.5x10–19 จูล มีคาเทาใด ให คาคงท่ีของพลังค = 6.6 x 10–34 จูล.วินาที , ความเร็วแสง = 3.0 x 108 เมตรตอวินาที

วิธีทํา 46(มช 46) คล่ืนแมเหล็กไฟฟาชนิดหน่ึงมีพลังงาน 33.125x10–20 J คล่ืนน้ีจะแสดงแสงสีอะไร

กําหนดให สี ชวงความยาวคล่ืน ( n m ) เขียว

เหลือง สม แดง

490 – 580 580 – 590 590 – 650 650 – 700

h = 6.625 x 10–34 J.s c = 3.0x108 ms–1 1 nm = 10–9 m ขอท่ีถูกตองคือขอใด 1. แดง 2. สม 3. เหลือง 4. เขียว วิธีทํา

www.pec9

.com


19

1.6.2 สเปกตรัมของธาตุ และแบบจําลองอะตอมของโบร โบร ไดเสนอแบบจําลองอะตอมของไฮโดรเจนข้ึนมา โดยอาศัยความรูเร่ืองการเปล่ียนแปลงพลังงานของอิเล็กตรอนและการเกิด สเปกตรัม โดยกลาววา อะตอมไฮโดรเจนจะม ีโปรตอน 1 ตัวอยูในนิวเคลียสตรงกลางอะตอม อิเล็กตรอนจะเคล่ือนท่ีรอบนิวเคลียส โดยมีแนว การเคล่ือนท่ีเปนวงหลายๆ วง คลายวงโคจรของ ดาวเคราะหรอบดวงอาทิตย แตละวงจะมีระดับ พลังงานเฉพาะตัว ระดับพลังงานในสุดจะเรียก ระดับ K ถัดออกมาจะเรียกเปนระดับ L , M , N , …. ตามลําดับ ตอมาไดมีการใชตัวเลข แสดงถึงระดับพลังงานของอิเล็กตรอน โดย n = 1 หมายถึงระดับพลังงานท่ี 1 คือช้ันในสุด และช้ันถัดออกมาจะเปนช้ัน n = 2 , n = 3 , ….. ตามลําดับ

ขอควรทราบเพิ่มเติมเก่ียวกับแบบจําลองอะตอมของโบร 1. ระดับพลังงานในสุด ( n = 1 ) จะเปนระดับท่ีมีพลังงานตํ่าสุด และถัดออกมาจะเปนระดับท่ีมีพลังงานมากข้ึนเร่ือยๆ และปกติอิเล็กตรอนชอบท่ีจะอยูช้ันในสุด ( n = 1 ) เพราะจะมีเสถียรภาพมากท่ีสุด ภาวะเชนน้ีเรียก สภาวะพื้น ( Ground State ) 2. หากอิเล็กตรอนไดรับพลังงานท่ีเหมาะสม อิเล็กตรอนจะดูดพลังงานน้ันแลวเคล่ือนยายจากระดับพลังงานตํ่าข้ึนไประดับพลังงานสูงกวาเดิม เรียกภาวะเชนน้ีวาเปน สภาวะกระตุน ( Excited State ) แตภาวะถูกกระตุนน้ีอิเล็กตรอนจะมีพลังงานมากเกินไปจึงไมเสถียร อิเล็กตรอนจะคายพลังงานสวนหน่ึงออกมาแลวเคล่ือนยายลงมาอยูในระดับพลังงานท่ีตํ่ากวาเดิม 3. พลังงานท่ีอิเล็กตรอนคายออกมาจะอยูในรูปของคล่ืนแมเหล็กไฟฟาเสมอ

www.pec9

.com


20

ตัวอยางการคายพลังงานของอิเล็กตรอนของอะตอมไฮโดรเจนเกิดเปนสเปกตรัมดังน้ี การเคล่ือนอิเล็กตรอน คล่ืนแมเหล็กไฟฟาท่ีคาย ชื่อชุดสเปกตรมั (อนุกรม) จากช้ันบน ลงมา ช้ัน 1 รังสีอัลตราไวโอเลต ไลมาน จากช้ัน 6 ลงมา ช้ัน 2 จากช้ัน 5 ลงมา ช้ัน 2 จากช้ัน 4 ลงมา ช้ัน 2 จากช้ัน 3 ลงมา ช้ัน 2

แสงสีมวง (410 nm) แสงสีนํ้าเงิน(434 nm) แสงสีนํ้าทะเล (484 nm) แสงสีแดง (656 nm)

บาลเมอร

จากช้ันบน ลงมา ช้ัน 3 รังสีอินฟาเรด พาสเชน จากช้ันบน ลงมา ช้ัน 4 รังสีอินฟาเรด แบรกเกต จากช้ันบน ลงมา ช้ัน 5 รังสีอินฟาเรด ฟรันด

47. ตอไปน้ี ขอใดเปนแบบจําลองอะตอมของรัทเทอรฟอรดและโบร ตามลําดับ

( ก ) ( ข ) ( ค ) ( ง ) 1. ( ก ) , ( ข ) 2. ( ก ) , ( ค ) 3. ( ค ) , ( ง ) 4. ( ข ) , ( ค ) วิธีทํา

++

e

e

+ + – – – + + +

– –

www.pec9

.com


21

48. สภาวะท่ีอิเล็กตรอนอยูในระดับพลังงานตํ่าสุด เรียกวาสภาวะใด 1. สภาวะพื้น 2. สภาวะถูกกระตุน 3. สภาวะปกติ 4. สภาวะเร่ิมตน วิธีทํา

49. สภาวะท่ีอิเล็กตรอนอยูในระดับพลังงานท่ีสูงกวาปกติ เรียกวาสภาวะใด 1. สภาวะพื้น 2. สภาวะถูกกระตุน 3. สภาวะปกติ 4. สภาวะเร่ิมตน วิธีทํา

50. การเคล่ือนท่ีของอิเล็กตรอนจากระดับพลังงานตํ่าไประดับพลังงานสูงเปนกระบวนการดูด พลังงานหรือคายพลังงาน 1. ดูดพลังงาน 2. คายพลังงาน 3. ดูดพลังงานกอนแลวจึงคายพลังงาน 4. คายพลังงานกอนแลวจึงดูด วิธีทํา

51. การเคล่ือนท่ีของอิเล็กตรอนจากระดับพลังงานสูงลงมาระดับพลังงานตํ่าเปนกระบวนการ ดูดพลังงานหรือคายพลังงาน 1. ดูดพลังงาน 2. คายพลังงาน 3. ดูดพลังงานกอนแลวจึงคายพลังงาน 4. คายพลังงานกอนแลวจึงดูด วิธีทํา

52. จงเติมคําลงในชองวางตอไปน้ีใหถูกตอง

การเคล่ือนอิเล็กตรอน คล่ืนแมเหล็กไฟฟาท่ีคาย ชื่อชุดสเปกตรมั (อนุกรม) จากช้ันบน ลงมา ช้ัน 1 จากช้ัน 6 ลงมา ช้ัน 2 จากช้ัน 5 ลงมา ช้ัน 2 จากช้ัน 4 ลงมา ช้ัน 2 จากช้ัน 3 ลงมา ช้ัน 2

จากช้ันบน ลงมา ช้ัน 3 จากช้ันบน ลงมา ช้ัน 4 จากช้ันบน ลงมา ช้ัน 5

www.pec9

.com


22

53. อนุกรมของเสนสเปกตรัมชุดใด ท่ีปลดปลอยพลังงานโฟตอนเปนอัลตราไวโอเลต ก. อนุกรมไลมาน ข. อนุกรมบาลมเมอร

ค. อนุกรมพาสเซน ง. อนุกรมแบรกเกต วิธีทํา

54. อนุกรมของเสนสเปกตรัมชุดแบรกเกตใหพลังงานในระดับรังสีใด ก. อัลตราไวโอเลต ข. อินฟาเรด ค. รังสีเอกซ ง. แสงที่ตาสัมผัสได


55. สเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจนชุดใดท่ีตามองเห็นได ก. ชุดไลมาน ข. ชุดบาลมเมอร

ค. ชุดพาสเซน ง. ชุดฟรันด วิธีทํา

56(En 37) จากระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุ กําหนดให ΔExy เปนผลตาง ของระดับพลังงานตางๆ ในอะตอม เม่ือ x เปนระดับพลังงานต้ังตน y เปนระดับพลังงาน สุดทาย ขอใดถูกตอง

1. ΔE54 < ΔE32 < ΔE43 2. ΔE32 < ΔE42 < ΔE53 3. ΔE54 < ΔE32 < ΔE42 4. ΔE42 < ΔE21 < ΔE41


57. การเปล่ียนสถานะตอไปน้ีของอะตอมไฮโดรเจน ขอใดจะปลอยโฟตอนท่ีมีพลังงานสูงกวา ก. n = 1 ไป n = 2 ข. n = 2 ไป n = 1 ค. n = 2 ไป n = 6 ง. n = 6 ไป n = 2 วิธีทํา

www.pec9

.com


23

58. การเปล่ียนสถานะตอไปน้ีของอะตอมไฮโดรเจน ขอใดจะดูดโฟตอนท่ีมีพลังงานสูงกวา ก. n = 1 ไป n = 2 ข. n = 2 ไป n = 1 ค. n = 2 ไป n = 6 ง. n = 6 ไป n = 2 วิธีทํา 59(มช 44) แสงสีเหลืองในเปลวไฟท่ีสามารถสังเกตเห็นได เม่ือเผาสารประกอบของโซเดียมเกิด

จากอะไร 1. อิเล็กตรอนมีการเล่ือนช้ันกลับลงมาสูสถานะพ้ืน และคายพลังงานสวนหนึ่งออกมา 2. อิเล็กตรอนมีการเลื่อนช้ันขึ้นไปอยูในสถานะกระตุน และดูดพลังงานสวนหนึ่งเขาไป 3. อิเล็กตรอนไดรับพลังงานจากเปลวไฟจึงเคลื่อนท่ีไปมาระหวางระดับช้ันพลังงานตางๆ 4. อิเล็กตรอนหลุดออกไปจากอะตอมของโซเดียมหลังจากท่ีไดรับพลังงานท่ีมีคามาก กวาคา Ionization energy

วิธีทํา 60. สเปคตรัมท่ีไดจากอะตอมของธาตุตาง ๆ จะ ก. เหมือนกันสําหรับธาตุทุกธาตุ ข. จะแสดงคุณสมบัติเฉพาะของแตละธาตุ ค. จะไดเปนแถบสวางเสมอ ง. ไดเปนเสนมืดเสมอ

วิธีทํา 61. ผลการทดลองดวยเปลวไฟของสารประกอบท่ีมีโซเดียมไอออน แบเรียมไอออน และ

แคลเซียมไอออน จะใหสีเรียงตามลําดับดังน้ี 1. เหลือง เขียว แดง 2. แดง เขียว เหลือง 3. เหลือง แดง เขียว 4. แดง เหลือง เขียว วิธีทํา

www.pec9

.com


24

62(En 31) ความยาวคล่ืนของเสนสเปกตรัม 4 เสน A = 404 nm B = 450 nm C = 455 nm D = 608 nm

เสนสเปกตรัมใดท่ีแสดงวาอิเล็กตรอนมีการเปล่ียนแปลงพลังงานนอยท่ีสุด 1. A เทาน้ัน 2. B และ C 3. C เทาน้ัน 4. D เทาน้ัน วิธีทํา 63(มช 34) ไดอะแกรมตอไปน้ีแสดงการเคล่ือนท่ี ของอิเล็กตรอนระหวางระดบัพลังงานตาง ๆ ของไฮโดรเจนอะตอมการเคล่ือนท่ีใน ขอใด จะใหสเปกตรัมท่ีมีความยาวคล่ืนสูงสุด

ก. A ข. B ค. C ง. D วิธีทํา

1.6.3 การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม 1.6.3.1 การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอมในระดับพลังงานหลัก จากแบบจําลองอะตอมของโบร ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนแตละระดับ จะมีความ สามารถในการบรรจุอิเล็กตรอนไดไมเทากัน โดย จํานวนอิเล็กตรอนท่ีมีไดมากท่ีสุดในระดับพลังงานท่ี n = 2n2 เม่ือ n คือ ลําดับท่ีของช้ันพลังงาน ตัวอยางเชน ช้ัน K (ช้ันท่ี 1) มีจํานวน e ไดเพียง = 2(12) = 2 ช้ัน L (ช้ันท่ี 2) มีจํานวน e ไดเพียง = 2(22) = 8 ช้ัน M (ช้ันท่ี 3) มีจํานวน e ไดเพียง = 2(32) = 18

64. ระดับพลังงานตอไปน้ี เก็บพลังงานไดสูงสุดก่ีตัว ช้ัน N (ช้ัน 4 ) เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด = ……………………………….. ช้ัน O (ช้ัน 5 ) เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด = ……………………………….. ช้ัน P (ช้ัน 6 ) เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด = ………………………………..


www.pec9

.com


25

หลักการจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอมสําหรับ 20 ธาตุแรกของตารางธาต ุ

1. ตองจัดเรียงอิเล็กตรอนลงระดับพลังงานในสุด ( ช้ัน K ) ใหเต็มกอน แลวจึงจัดเรียงอิเล็กตรอนลงระดับพลังงานถัดออกมาขางนอกใหเต็มทีละระดับ 2. ระดับพลังงานนอกสุดตองมีอิเล็กตรอนไมเกนิ 8 ตัวเสมอ ไมวาจะเปนระดับพลังงาน ท่ีเทาใดก็ตาม

ตารางการจัดเรียงอิเล็กตรอนของ 20 ธาตุแรกในตารางธาต ุ

หมายเหต ุ : พิจารณาธาตุท่ี 19 ( K ) มีอิเล็กตรอน 19 ตัว ควรจดัเรียงเปน 2

K

8

L

9

M

ปกติแลวช้ัน M บรรจุอิเล็กตรอนไดสูงสุด 18 ตัว ตรงน้ีมีอิเล็กตรอนเพียง 9 ตัว ยังไม เต็ม แตเน่ืองจากตรงน้ี M เปนช้ันนอกสุด จึงบรรจุอิเล็กตรอนไดเพียง 8 ตัวตามกฎ

ดังน้ันการจัดเรียงอิเล็กตรอนของ K จึงตองเปล่ียนเปน 2

K

8

L

8

M

1

N

และสําหรับธาตุท่ี 20 ( Ca ) มีอิเล็กตรอน 20 ตัว จะจัดเรียงเปน 2 8 8 2

www.pec9

.com


26

65. ใหเขียนจํานวนอิเล็กตรอนลงในตารางตอไปน้ีใหสมบูรณ ธาตุ K L M H (1) He (2) Li (3) Be (4) B (5) C (6) N (7) O (8) F (9) Ne (10)

66. ใหเขียนจํานวนอิเล็กตรอนลงในตารางตอไปน้ีใหสมบูรณ

ธาตุ K L M N P (15)

Na (11) F(9)

Be (4) Si (14) Ca (20) Cl (17) K (19) O (8)

Al (13)

ธาตุ K L M N Na (11) Mg(12) Al (13) Si (14) P (15) S (16) Cl (17) Ar (18) K (19) Ca (20)

www.pec9

.com


27

เทคนิคการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลัก ขั้น 1. นําจํานวนอิเล็กตรอนท้ังหมด – ( 2 , 8 , 18 , 32 หรือ 18 , 32 หรือ 18 ทีละตัว) จนเหลืออิเล็กตรอน 1 ถึง 10 ตัว (ถาเหลืออิเล็กตรอนเกิน 10 ตัว แลวลบตอไมไดใหทําข้ัน 3.) ขั้น 2. ถาผลลบสุดทายเหลืออิเล็กตรอน 1 – 8 ตัว ใหนําตัวท่ีใชลบท้ังหมด และผลลบท่ีเหลือสุดทายมาเรียงเปนคําตอบไดเลย ถาผลลบสุดทายเหลือ 9 ใหแบง 9 เปน 8 , 1 แลวนําไปตอทายตัวท่ีใชลบท้ังหมด แลวใชเปนคําตอบ ถาผลลบสุดทายเหลือ 10 ใหแบง 10 เปน 8 , 2 แลวนําไปตอทายตัวท่ีใชลบท้ังหมด แลวใชเปนคําตอบ ขั้น 3. ถาผลลบสุดทายเหลือเกิน 10 แลวไมสามารถลบข้ันตอไปได ใหลบดวย 2 แลวนําผลลบท่ีเหลือสลับท่ีกับ 2 แลวนําไปตอทายตัวลบกอนหนาท้ังหมดแลวใชเปนคําตอบ หมายเหตุ : 1) ธาตุท่ี 24 ( Cr ) , 29 ( Cu ) , 41 ถึง 45 , 47 , 78 , 110 , 111 ข้ันท่ี 3. ตองลบดวย 1 ไมใช 2 , ธาตุท่ี 46 ( Pd ) ข้ันท่ี 3. ตองลบดวย 0 ไมใช 2 2) หลักเกณฑท้ังหมดน้ีไมสามารถใชไดกบัธาตุแทรนซิชันใน (แลนทาไนด , แอกทิไนท ) 3) ในข้ันท่ี 3. หากเกิดเหตุการณ ผลลบสุดทายเหลือเกิน 10 แลวไมสามารถลบข้ันตอไปไดน้ัน จะบอกไดทันทีวาธาตุน้ันเปนธาตุแทรนซิชัน

ตัวอยางท่ี 1 จงจัดเรียงอิเล็กตรอนของ 82Pb วิธีทํา ขั้น 1. 82 – 2 – 8 – 18 – 32 – 18 เหลือ 4

ขั้น 2. เหลือ 3 ( ไมเกนิ 10 ) นําตัวเลขท่ีใชลบและท่ีเหลือสุดทายมาเรียงเปนคําตอบ

82Pb จัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2 , 8 , 18 , 32 , 18 , 4

ลบดวย 2 เหลือ 80

ลบตอดวย 8 เหลือ 72



ลบตอดวย 32 ไมไดใหลบ18 เหลือ 4 www.pe

c9.co

m


28

ตัวอยางท่ี 2 จงจัดเรียงอิเล็กตรอนของ 52Te วิธีทํา ขั้น 1. 52 – 2 – 8 – 18 – 18 เหลือ 4

ขั้น 2. เหลือ 4 ( ไมเกนิ 10 ) นําตัวเลขท่ีใชลบและท่ีเหลือสุดทายมาเรียงเปนคําตอบ

52Te จัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2 , 8 , 18 , 18 , 4 ตัวอยางท่ี 3 จงจัดเรียงอิเล็กตรอนของ 38Sr วิธีทํา ขั้น 1. 38 – 2 – 8 – 18 เหลือ 10

ขั้น 2. เหลือ 10 ใหแบง 10 น้ันเปน 8 , 2 แลวนําไปตอตัวท่ีใชลบ

38Sr จัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2 , 8 , 18 , 8 , 2 ตัวอยางท่ี 4 จงจัดเรียงอิเล็กตรอนของ 39Y วิธีทํา ขั้น 1. 39 – 2 – 8 – 18 เหลือ 11

จะเห็นวาเหลืออิเล็กตรอนเกิน 10 ตัวแลวลบตอดวย 32 หรือ 18 ไมได ใหขามไปทําข้ัน 3.

ขั้น 3. เหลือ นํา 11 – 2 เหลือ 9 แลวนําตัวลบท้ังหมด และ 9 ท่ีเหลือมาเรียง 2 , 8 , 18 , 2 , 9 แตจาํนวน 2 จํานวนหลังตองสลับท่ีกัน จะไดวา

39Y จัดเรียงอิเล็กตรอนเปน 2 , 8 , 18 , 9 , 2




ลบตอดวย 32 ไมไดใหลบ18 เหลือ 4







www.pec9

.com


29

67. อะตอมท่ีมีจํานวนอิเล็กตรอนดังตอไปน้ี จะมีการจดัเรียงอิเล็กตรอนอยางไร 82 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 53 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 33 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 18 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 13 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 19 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 20 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 37 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 55 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 87 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............


68. อะตอมท่ีมีจํานวนอิเล็กตรอนดังตอไปน้ี จะมีการจดัเรียงอิเล็กตรอนอยางไร 21 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 25 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 28 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 31 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 39 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 49 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 57 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............

72 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 89 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ 104 อิเล็กตรอน เรียงเปน ............ วิธีทํา

www.pec9

.com


30

69(En 42 ต.ค.) จํานวนอิเล็กตรอนมากท่ีสุดท่ีระดับพลังงาน n = 5 ท่ีอะตอมสามารถรับไดและ การจัดอิเล็กตรอนในอะตอมของอินเดียม (In) ซ่ึงมีเลขอะตอมเทากับ 49 เปนไปตามขอใด

จํานวนอิเล็กตรอนท่ีสามารถรับได การจัดอิเล็กตรอนของ In 1. 2. 3. 4.

25 49 25 50

2 , 8 , 8 , 18 , 8 , 5 2 , 8 , 8 , 18 , 11 , 2

2 , 8 , 18 , 18 , 3 2 , 8 , 18 , 18 , 3


70(En 43 ต.ค.) พิจารณาแผนภาพตอไปน้ี

รูปใดแสดงการจัดเรียงอิเล็กตรอนในสภาวะพ้ืนของอะตอมไมถูกตอง 1. (1) และ (2) เทาน้ัน 2. (2) และ (3) เทาน้ัน 3. (1) และ (3) เทาน้ัน 4. (1) , (2) และ (3) วิธีทํา 71(En 39) ธาตุ 40X มีคา IE1 < IE2 << IE3 < IE4 < IE5 X มีจํานวนนิวตรอนเทากับ จํานวนโปรตอน การจัดเรียงอิเล็กตรอนของ X เปนไปตามขอใด 1. 2 8 2 2. 2 8 18 2 3. 2 8 8 2 4. 2 8 18 10 2 วิธีทํา

www.pec9

.com


31

72. ธาตุ A มีจํานวนเวเลนซอิเล็กตรอนในระดับพลังงานท่ี 4 เทากับ 3 จะเลขอะตอมเทาใด วิธีทํา

73. จากขอท่ีผานมา ถาธาตุ A มีจํานวนนิวตรอนนอยกวา Br8035 อยู 6 นิวตรอน จงเขียน

สัญลักษณแทนอะตอมของ A วิธีทํา

74(มช 31) Mg2+ ion จะมีการจัดอิเล็กตรอน (electron configuration) เหมือนกับ ก. Na ข. Ar ค. F– ง. Ca2+

วิธีทํา 75(En 40)ไอออนหรืออะตอมในขอใดท่ีมีการจัดอิเล็กตรอนเหมือนกับคลอไรดไอออน 1. F– 2. Ne 3. Al3+ 4. Ca2+ วิธีทํา

76. 22Ti2+ ion จะมีการจดัอิเล็กตรอน (electron configuration) เหมือนกับ 1. 20Ca 2. 21Sc+ 3. 23V3+ 4. ไมมีขอถูก

วิธีทํา 1.6.3.2 การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอมในระดับพลังงานยอย ในปจจุบันนักวิทยาศาสตรไดทําการศึกษาสเปกตรัมของธาตุตางๆ โดยละเอียดทําใหทราบวาระดับพลังงานหลัก ( n ) ยังแบงออกเปนระดับพลังงานยอย ( Energy Sublevels ) ไดอีก ระดับพลังงานยอยท่ีคนพบแลวไดแก 1. s เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด 2 ตัว 2. p เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด 6 ตัว

www.pec9

.com


32

3. d เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด 10 ตัว 4. f เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด 14 ตัว 5. g เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด 18 ตัว 6. h เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด 22 ตัว และระดับพลังงานหลักแตละระดับ จะมีจํานวนระดับพลังงานยอยไมเทากัน ระดับพลังงาน K (1) มี 1 ระดับพลังงานยอย ไดแก 1s

ระดับพลังงาน L (2) มี 2 ระดับพลังงานยอย ไดแก 2s 2p ระดับพลังงาน M (3) มี 3 ระดับพลังงานยอย ไดแก 3s 3p 3d ระดับพลังงาน N (4) มี 4 ระดับพลังงานยอย ไดแก 4s 4p 4d 4f ระดับพลังงาน O (5) มี 5 ระดับพลังงานยอย ไดแก 5s 5p 5d 5f 5g

หมายเหตุ : ตัวเลขท่ีอยูหนาระดับพลังงานยอย เขียนเพื่อแสดงใหรูวา ระดับพลังงานยอยนั้น อยู ในระดับพลังงานหลักท่ีเทาใด เชน 1s ใหรูวาระดับพลังงานยอย s อยูในระดับพลังงานท่ี 1 คือ ช้ัน K เปนตน

www.pec9

.com


33

เน่ืองจากระดับพลังงานหลักช้ันบนๆ แตละระดับจะอยู ชิดกันมาก จึงทําใหระดับพลังงานยอยของช้ันเหลาน้ันเกิดการเหล่ือมลํ้ากัน เชนดังรูปพิจารณาช้ัน 3d กับ 4s จะพบวา ช้ัน 3d ควรอยูดานในกวาเพราะเปนระดับยอยของช้ัน 3 แตในอะตอมจริงๆ น้ัน ช้ัน 4s จะอยูในกวาช้ัน 3d เพราะระดับพลังงานหลักช้ัน 4 กับช้ัน 3 อยูชิดกันมากจึงทําใหเกิดการเหล่ือมลํ้ากันน่ันเอง เราสามารถหาลําดับการเรียงระดับพลังงานยอยจากช้ันตํ่าสุดออกไป โดยทําตามข้ันตอนตอนตอไปน้ี ขั้น 1. เขียนแผนภาพดังนี้ ขั้น 2. เขียนระดับพลังงานยอยตามแนวลูกศรทีละเสนจากลางสุดขึ้นบนสุด จะไดระดับพลังงานยอยเรียงลําดับจากตํ่าสุดขึ้นไปดังนี้ 1s , 2s , 2p , 3s , 3p , 4s , 3d , 4p , 5s , 4d , 5p , 6s , 4f , 5d , 6p , 7s , 5f , ….

วิธีการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอย ขั้น 1. เขียนแผนภาพการเรียงตัวของระดับพลังงานยอย ขั้น 2. บรรจอุิเล็กตรอนลงระดับพลังงานยอยตํ่าสุดใหเต็มกอนแลวจึงบรรจุเขาช้ันบนทีละช้ัน สําหรับจํานวนอิเล็กตรอนท่ีแตละระดับพลังงานยอย แตละช้ันจะเก็บไดสูงสุดเปนดังนี ้ ระดับพลังงานยอย s เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด 2 ตัว ระดับพลังงานยอย p เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด 6 ตัว ระดับพลังงานยอย d เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด 10 ตัว ระดับพลังงานยอย f เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด 14 ตัว ระดับพลังงานยอย g เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด 18 ตัว ระดับพลังงานยอย h เก็บอิเล็กตรอนไดสูงสุด 22 ตัว

www.pec9

.com


34

2 2

2

1

6

6

2 2

2 1

6 6

ตัวอยาง จงจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานยอยและระดับพลังงานหลักของอะตอม 19K วิธีทํา 19K มี 19 อิเล็กตรอน จัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานยอยไดดังนี้ ขั้น 1. เขียนแผนภาพการจัดเรียงระดับพลังงานยอย ขั้น 2. บรรจุอิเล็กตรอนลงช้ันตํ่าสุดคือช้ัน 1s 2 ตัว แลวบรรจุลง 2s 2 ตัว และ 2p 6 ตัว , 3s 2 ตัว , 3p 6 ตัว สุดทายลง 4s 1 ตัว รวมแลวมีอิเล็กตรอนท้ังหมด 19 ตัว ดังแผนภาพ จากแผนภาพจะไดรูปแบบการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานยอยของ 19K เปน 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s1

และจากระดับพลังงานยอยเราสามารถจัดเรียงใหเปนแบบระดับพลังงานหลักไดโดย นําจํานวนอิเล็กตรอนของแตละระดับพลังงานหลักมาบวกกันในแตละช้ัน แลวนํามาเขียนเรียงใหมจากตํ่าสุดออกไปดังนี ้

การจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานหลักของ 19K คือ 2 , 8 , 8 , 1

จ.น.e = 2 จ.น.e = 2 + 6 = 8 จ.น.e = 2 + 6 = 8 จ.น.e = 1 www.pe

c9.co

m


35

การเขียนการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานยอยในรูปแกสเฉ่ือย พิจารณาอะตอมแกสเฉ่ือยตอไปนี้ 2He มี 2 อิเล็กตรอน จัดเรียงเปน 1s2

10Ne มี 2 อิเล็กตรอน จัดเรียงเปน 1s2 , 2s2 , 2p6

18Ar มี 18 อิเล็กตรอน จัดเรียงเปน 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6

36Kr มี 36 อิเล็กตรอน จัดเรียงเปน 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s2 , 3d10 , 4p6

54Xe มี 54 อิเล็กตรอน จัดเรียงเปน 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s2 , 3d10 , 4p6 , 5s2 , 4d10 , 5p6

86Rn มี 86 อิเล็กตรอน จัดเรียงเปน 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s2 , 3d10 , 4p6 , 5s2 , 4d10 , 5p6 , 6s2 , 4f14 , 5d10 , 6p6

พิจารณาการจดัเรียงอิเล็กตรอนอะตอมธาตุตอไปนี้ 15P รูปแบบจัดเรียงอิเล็กตรอน 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p3

อาจเขียนยอเปน [ Ne ] , 3s2 , 3p3 37Rb รูปแบบจัดเรียงอิเล็กตรอน 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s2 , 3d10 , 4p6 , 5s1

อาจเขียนยอเปน [ Kr ] , 5s1

77. ระดับพลังงานตอไปนี้มีก่ีระดับพลังงานยอย อะไรบาง ระดับพลังงาน K (1) มี ................. ระดับพลังงานยอย ไดแก ............................. ระดับพลังงาน L (2) มี ................. ระดับพลังงานยอย ไดแก ............................. ระดับพลังงาน M (3) มี ................. ระดับพลังงานยอย ไดแก ............................. ระดับพลังงาน N (4) มี ................. ระดับพลังงานยอย ไดแก ............................. ระดับพลังงาน O (5) มี ................. ระดับพลังงานยอย ไดแก .............................


78. จงเขียนระดับพลังงานยอยจากตํ่าสุดขึ้นไป 20 ระดับพลังงายยอย วิธีทํา

www.pec9

.com


36

79. จงจัดเรียงอิเล็กตรอนของอะตอมตอไปน้ีแบบระดับพลังงานยอย และระดับพลังงานหลัก

ธาต ุ การจัดเรียงอิเล็กตรอนระดับพลังงานยอย การจัดเรียงอิเล็กตรอน ระดับพลังงานหลัก

15P

25Mn

37Rb

วิธีทํา 80(มช 31) การจัดอิเล็กตรอนของอะตอมใดท่ีแสดงวาอะตอมอยูในสภาวะถูกกระตุน ก. 1s2, 2s2 ข. 1s2, 3p1

ค. 1s2, 2s2 2p5 ง. 1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p1

วิธีทํา 81. จงเขียนรูปแบบการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานยอยในรูปแก็สเฉ่ือยของอะตอม ธาตุตอไปน้ี 1. 19K

2. 21S

3. 42Mo

4. 15P วิธีทํา

www.pe

c9.co

m


37

82(แนว Pat) ธาตุท่ีมีเลขอะตอมเทากับ 122 ควรจะมีอิเล็กตรอนวงนอกสุดอยูใน g ออรบิทัล จํานวนเทาไร 1. 1 อิเล็กตรอน 2. 2 อิเล็กตรอน 3. 3 อิเล็กตรอน 4. 4 อิเล็กตรอน วิธีทํา

83. ธาตุท่ีมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนดังตอไปน้ีจะมีอิเล็กตรอนจํานวนเทาใด ก. [ Ne ] 3s2 3p3 ข. [ Ar ] 4s2 3d10 4p2 ค. [ Kr ] 5s2 4d5 วิธีทํา 1.6.3.3 การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอมในออรบิทัล ปกติแลวอิเล็กตรอนจะเคล่ือนท่ีอยูตลอดเวลา บริเวณท่ีอิเล็กตรอนว่ิงอยูและมีโอกาสสูงท่ีจะไดพบอิเล็กตรอนเรียกวา ออรบิทัล ( Orbotal ) ในแตละระดับพลังงานยอย จะมีจํานวนออรบิทัลไมเทากัน โดย ระดับพลังงานยอย s มี 1 ออรบิทัล

คือ s ออรบิทัล เขียนแทนดวย ระดับพลังงานยอย p มี 3 ออรบิทัล

คือ px , py , pz ออรบิทัล เขียนแทนดวย ระดับพลังงานยอย d มี 5 ออรบิทัล

คือ dxy , dyz , dxz , dx2–y2 , dz2 ออรบิทัล เขียนแทนดวย ระดับพลังงานยอย f มี 7 ออรบิทัล คือ fxyz , fz3 , fyz2 , fxz2 , fz(x2–y2) , fy(3x2–y2) , fx(3y2–x2) ออรบิทัล

เขียนแทนดวย

www.pec9

.com


38

หลักการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบออรบิทัล 1. ตองบรรจุอิเล็กตรอนลงในออรบิทัลของระดับพลังงานยอยตํ่าสุดใหเต็มกอน แลวจึงบรรจุอิเล็กตรอนลงออรบิทัลของระดับพลังงานยอยช้ันบนๆ ตอไป ( หลักของเอาฟบาว ) 2. ในออรบิทัลหน่ึงๆ จะมีอิเล็กตรอนได 2 ตัว และอิเล็กตรอนท่ีอยูในออรบิทัลเดียวกัน จะตองวิ่งสวนทางกันเสมอ ( หลักของเพาลี ) 3. หากในระดับพลังงานยอยเดยีวกันมีหลายออรบิทัล ตองบรรจุอิเล็กตรอนลงออรบิทัลละ 1 ตัวใหครบทุกออรบิทัลกอน แลวจึงจัดอิเล็กตรอนเขาไปอยูคู ( กฎของฮุนด ) ตัวอยาง การจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบออรบิทัลของ 9F 1s 2s 2p 9F 1 2 3 4 5 8 6 9 7 ( ลําดับของอิเล็กตรอนท่ีบรรจุเขา ) คําอธิบาย อิเล็กตรอนตัวท่ี 1 และ 2 จะตองบรรจุเขาช้ันตํ่าสุด คือ 1s และตองวิ่งสวนกัน อิเล็กตรอนตัวท่ี 3 และ 4 จะตองบรรจุเขาช้ันถัดมา คือ 2s และตองวิ่งสวนกัน อิเล็กตรอนตัวท่ี 5 , 6 , 7 จะตองบรรจุเขาช้ันถัดมา คือ 2p และตองอยูออรบิทัลละ 1 ตัว เพราะช้ันน้ีมี 3 ออรบิทัล ตองแยกอิเล็กตรอนอยูเด่ียวใหครบทุกหองกอน อิเล็กตรอนตัวท่ี 8 บรรจุเขาช้ัน 2p หองแรกอยูคูกับอิเล็กตรอนตัวท่ี 5 และว่ิงสวนกัน อิเล็กตรอนตัวท่ี 9 บรรจุเขาช้ัน 2p หองท่ี 2 อยูคูกับอิเล็กตรอนตัวท่ี 6 และว่ิงสวนกัน ขอควรทราบเพิ่มเติมเก่ียวกับการจัดเรียงอิเล็กตรอน 1. พิจารณาการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบออรบิทัลของ 9F 1s 2s 2p 9F

อิเล็กตรอนท่ีอยู 2 ตัว ในออรบิทัล เดียวกัน เรียก อิเลกตรอนคู

อิเล็กตรอนท่ีอยูตัวเดียว ในออรบิทัล เรียก อิเลกตรอนเดี่ยว

www.pec9

.com


39

2. พิจารณาการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบออรบิทัลของ 10Ne 1s 2s 2p 10Ne

จะเห็นวาทุกออรบิทัลมีอิเล็กตรอนเต็ม 2 ตัว ลักษณะน้ีจะเรียกเปนการบรรจุเต็ม

พิจารณาการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบออรบิทัลของ 7N 1s 2s 2p 7N

จะเห็นวาออรบิทัลนอกสุดทุกออรบิทัลมีอิเล็กตรอนเต็ม 1 ตัว ลักษณะน้ีจะเรียกเปนการบรรจุคร่ึง การบรรจุท้ัง 2 แบบน้ี จะทําใหอะตอมมีความเสถียรมากกวาการบรรจุแบบอ่ืนๆ 3. พิจารณาการจัดเรียงอิเล็กตรอนของ 24Cr และ 29Cu

24Cr จัดเรียงเปน 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s1 , 3d5 ( )

ไมใช 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s2 , 3d4 ( )

ท้ังน้ีเพราะการจัดแบบแรกจะเปนแบบบรรจุคร่ึง ซ่ึงมีเสถียรภาพสูงกวา

29Cu จัดเรียงเปน 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s1 , 3d10 ( )

ไมใช 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s2 , 3d9 ( )

ท้ังน้ีเพราะการจัดแบบแรกจะเปนแบบบรรจุเต็ม ซ่ึงมีเสถียรภาพสูงกวา

84. ขอใดตอไปน้ีเปนความหมายของออรบิทัล 1. บริเวณท่ีอิเล็กตรอนมาหยุดน่ิงอยู 2. บริเวณท่ีมีโอกาสสูงจะไดพบอิเล็กตรอน 3. บริเวณท่ีอิเล็กตรอนมาสรางพันธะ 4. บริเวณท่ีอะตอมรับอิเล็กตรอนเขามาเพ่ิม วิธีทํา

85. ในหนึ่งออรบิทัลจะมีอิเล็กตรอนไดสูงสุดก่ีอิเล็กตรอน 1. 1 2. 2 3. 3 4. 4 วิธีทํา

3d

3d

3d

3d

www.pec9

.com


40

86. จงเขียนการจัดเรียงอิเล็กตรอนในออรบิทัลของอะตอมตอไปน้ี 6C = 9F = 11Na = วิธีทํา

87. ขอใดเปนการจัดอิเล็กตรอนในออรบิทัลของธาตุไนโตรเจน ( Z = 7 ) ถูกตอง 1. 2.

3. 4.


88. ธาตุในขอใดมีอิเล็กตรอนเดี่ยวมากท่ีสุด 1. 6C 2. 15P 3. 12Mg 4. 13Al วิธีทํา

89. ธาตุในขอใดมีการจดัเรียงอิเล็กตรอนแบบบรรจุคร่ึง 1. 6C 2. 15P 3. 12Mg 4. 13Al วิธีทํา

www.pec9

.com


41

90. ธาตุในขอใดมีการจดัเรียงอิเล็กตรอนแบบบรรจุเต็ม 1. 6C 2. 8O– 3. 12Mg 4. 13Al วิธีทํา 91. ธาตุในขอใดมีอิเล็กตรอนเดี่ยวมากท่ีสุด 1. 3Li+ 2. 8O– 3. 12Mg+ 4. 7N– วิธีทํา

92. เหตุใดการจัดเรียงอิเล็กตรอนของ 24Cr จึงเปน 2 , 8 , 13 , 1 แทนท่ีจะเปน 2 , 8 , 12 , 2 1. เพราะจัดเรียงแบบแรกจะเรียงแบบบรรจุคร่ึงซ่ึงเสถียรกวาแบบหลัง 2. เพราะจัดเรียงแบบแรกจะเรียงแบบบรรจุเต็มซ่ึงเสถียรกวาแบบหลัง 3. เพราะจัดเรียงแบบแรกเวเลนซอิเล็กตรอนจะครบ 8 ตัวตามกฎออกเตต 4. เพราะจัดเรียงแบบแรกจะรับอิเล็กตรอนเขาไดมากท่ีสุด วิธีทํา

1.7 แบบจําลองอะตอมแบบกลุมหมอก ดังไดกลาวมาแลววา ออรบิทัลคือบริเวณท่ีมีโอกาสสูงท่ีจะไดพบอิเล็กตรอน เรานิยมแทนออรบิทัลดวยกลุมเมฆหมอกอิเล็กตรอน และรูปรางของออรบิทัลของแตละระดับพลังงานยอยจะมีลักษณะไมเหมือนกันดังน้ี

www.pec9

.com


42

93. “อิเล็กตรอนเคล่ือนท่ีไปรอบ ๆ นิวเคลียส เปนรูปทรงกลมหรือรูปอ่ืน แลวแตวาอิเล็กตรอน จะอยูในระดับพลังงานใด และไมสามารถบอกตําแหนงท่ีแนนอนของอิเล็กตรอนได บอก ไดแตเพียงโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในระดับพลังงานตาง ๆ ไดมากนอยเพียงใด” เปน ลักษณะอะตอมของนักวิทยาศาสตรทานใด 1. นีลส โบร 2. ทอมสัน 3. รัทเทอรฟอรด 4. นักวิทยาศาสตรปจจุบัน วิธีทํา

www.pec9

.com


43

2. ตารางธาตุ 2.1 ลักษณะของตารางธาตปุจจุบัน ตารางธาตุในปจจุบันจะมีลักษณะดังน้ี

คําอธิบายเพ่ิมเติม ธาตุท่ีเรียงอยูในแนวนอนเดียวกัน เรียกวา คาบ ซ่ึงมีท้ังหมด 7 คาบ ธาตุท่ีเรียงอยูในแนวด่ิงเดียวกัน เรียกวา หมู ซ่ึงมีอยู 2 พวก คือ ธาตุหมู A มี 8 หมู และ หมู B เรียก ธาตุแทรนซิชนั สําหรับธาตุ 2 แถว ซ่ึงแยกไวดานลาง เรียก ธาตุแทรนซิชันใน แถวบนเรียก กลุมธาตุแลนทาไนด ซ่ึงจริงแลวควรเปนธาตุ หมู IIIB คาบ 6 แถวลางเรียก กลุมธาตุแอกทิไนด ซ่ึงจริงแลวควรเปนธาตุ หมู IIIB คาบ 7 ธาตุหมู IA เรียก โลหะแอลคาไลน ธาตุหมู IIA เรียก โลหะแอลคาไลนเอิรท ธาตุหมู VIIA เรียก แฮโลเจน ธาตุหมู VIIIA เรียก แกสเฉื่อย ธาตุท่ีอยูบริเวณเสนข้ันบันไดเปน ธาตุก่ึงโลหะ หรือเมตัลลอยด ซ่ึงไดแก โบรอน (B) , ซิลิกอน (Si) , เจอรเมเนียม (Ge) , อารเซนิก (As) , พลวง (Sb) , เทลลูเรียม (Te) , พอโลเนียม (Po) , แอสทาทีน (As)

คาบ 1 คาบ 2 คาบ 3

คาบ 4 คาบ 5 คาบ 6 คาบ 7

หมู 1A โลหะอัลคาไลน หมู 2A โลหะอัลคาไลนเอิรท

แทรนซิชัน

หมู 7A แฮโลเจน หมู 8A แกสเฉ่ือย

แลนทาไนด แอกทิไนด

กึ่งโลหะ

www.pec9

.com


44

ธาตุหมู A ซ่ึงอยูในหมูเดียวกันจะมีสมบัติคลายกัน และมีเวเลนซอิเล็กตรอนเทากนั และ เวเลนซอิเล็กตรอนจะเทากับเลขหมูท่ีธาตุน้ันๆ อยู เชน ธาตุ Li และ Na มีเวเลนซอิเล็กตรอนเทากับ 1 ดังน้ันท้ังสองธาตุน้ีจะอยูหมู IA ธาตุแทรนซิชันสวนใหญจะมีเวเลนซอิเล็กตรอนเทากับ 2 เวนบางธาตุ มีเวเลนซอิเล็กตรอนเทากับ 1 เชน Cr , Cu เปนตน ธาตุท่ีอยูในคาบเดียวกัน จะมีจํานวนระดับพลังงานหลักของอิเล็กตรอนเทากัน และจะเทากับ ลําดับของคาบท่ีธาตุน้ันๆ อยู เชน Li และ Be มีจํานวนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนเทากับ 2 ระดับ คือ K L ดังน้ันท้ังสองธาตุน้ีจะอยูในคาบท่ี 2 ของตารางธาตุ การเรียกชื่อธาตุท่ีมีเลขอะตอมตั้งแต 100 ขึ้นไป ตามระบบ IUPAC

ใหเรียกเลขอะตอมเปนภาษาละติน แลวลงทายดวย -ium จํานวนนับในภาษาละตินมีดังน้ี 0 = นิล (nil) 1 = อูน (un) 2 = ไบ (bi) 3 = ไต (tri) 4 = ควอด (quad )

5 = เพนท (pent ) 6 = เฮกซ (hex) 7 = เซปท (sept) 8 = ออกต (oct ) 9 = เอนน ( enn ) ตัวอยางการเรียกช่ือ ธาตุท่ี 104 เรียกช่ือ อูนนิลควอเดยีม ใชสัญลักษณ Unq ธาตุท่ี 105 เรียกช่ือ อูนนิลเพนเทียม ใชสัญลักษณ Unp ธาตุท่ี 106 เรียกช่ือ อูนนิลเฮกเซียม ใชสัญลักษณ Unh ธาตุท่ี 107 เรียกช่ือ อูนนิลเซปเทียม ใชสัญลักษณ Uns

การบอกตําแหนงของธาตใุนตารางธาตุ การตรวจสอบวาธาตุหน่ึงๆ จะอยูหมูใด คาบใด ในตารางธาตุ ใหทําดังน้ี

ขั้น 1 จัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานหลัก ขั้น 2 จํานวนระดับพลังงานของอิเล็กตรอน จะเทากับคาบท่ีธาตุน้ันอยู ขั้น 3 หากเวเลนซอิเล็กตรอนเทากับ 3 ถึง 8 จะเปนธาตุหมู IIIA ถึงหมู VIII A ตามลําดับ

หากเวเลนซอิเล็กตรอนเทากบั 1 หรือ 2 กรณี 1 หากจํานวนอิเล็กตรอนช้ันถัดเขามามี 8 ตัว จะเปนธาตุหมู IA , IIA ตามลําดับ กรณี 2 หากจํานวนอิเล็กตรอนช้ันถัดเขามาไมใช 8 ตัว จะเปนธาตุแทรนซิชัน

www.pec9

.com


45

ตัวอยาง

ธาต ุ การจัดอิเล็กตรอน เลขท่ีของคาบ เลขท่ีของหมู

34Se 2 , 8 , 18 , 6 4 6

53I 2 , 8 , 18 , 18 , 7 5 7

83Bi 2 , 8 , 18 , 32 , 18 , 5 6 5

19K 2 , 8 , 8 , 1 4 1

38Sr 2 , 8 , 18 , 8 , 2 5 2

21Sc 2 , 8 , 9 , 2 4 แทรนซิชัน

22Ti 2 , 8 , 10 , 2 4 แทรนซิชัน

24Cr 2 , 8 , 13 , 1 4 แทรนซิชัน

29Cu 2 , 8 , 18 , 1 4 แทรนซิชัน

การแบงตารางธาตุออกเปนเขต หากพิจารณาการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบระดับพลังงานยอย จะสามารถแบงธาตุในตารางธาตุออกไดเปน 4 เขต ดังน้ี

www.pec9

.com


46

เขต–s คือเขตท่ีอะตอมของธาตุมีการบรรจุอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอย s ของระดับพลังงานสูงสุด เขต–p คือเขตท่ีอะตอมของธาตุมีการบรรจุอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอย p ของระดับพลังงานสูงสุด เขต–d คือเขตท่ีอะตอมของธาตุมีการบรรจุอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอย d ของระดับพลังงานท่ีถัดจากระดับพลังงานสูงสุด (n – 1) ธาตุในเขตน้ีเรียก ธาตุแทรนซิชัน เขต–f คือเขตท่ีอะตอมของธาตุมีการบรรจุอิเล็กตรอนในระดับพลังงานยอย d ของระดับพลังงานท่ีถัดจากระดับพลังงานสูงสุดเขามา 2 ระดับ (n – 2) ธาตุเขตน้ีเรียก ธาตุแทรนซิชันใน 94. จงช้ีตําแหนงของกลุมธาตุตอไปน้ีบนตารางธาตุ คาบท่ี 1 , คาบท่ี 2 , คาบท่ี 3 , คาบท่ี 4 , คาบท่ี 5 , โลหะอัลคาไลน , โลหะอัลคาไลนเอิรท ธาตุแฮโลเจน , แกสเฉ่ือย , ธาตุกึ่งโลหะ , ธาตุแทรนซิชัน , แลนทาไนด , แอกทิไนท

.........

.........

......... ......... ......... ......... .........

.......................... ......... ......... ......... .........

......... .........

......... ......... ......... ......... ......... .........

......... .........

......... .........

......... .....

www.pec9

.com


47

95(มช 37) ถานักเรียนสังเคราะหธาตุใหมข้ึนมาไดอีก 4 ธาตุ โดยแตละธาตุมีจํานวนอิเล็กตรอน เทากับ 107 115 204 และ 257 อิเล็กตรอน ตามลําดับ การเรียกช่ือตามระบบ IUPAC ของธาตุท้ัง 4 ตามลําดับ คือขอใด 1. Unnilquadium , Unnilpentium , Binilquadium และ Bipentseptium 2. Unnilseptium , Ununpentium , Binilquadium และ Bipentseptium 3. Unnilseptium , Ununpentium , Dinilquadium และ Dipentseptium 4. Monodecaheptium , Monomonopentium , Didecatetrium และ Depentaheptium วิธีทํา 96. จงเติมตําตอบท่ีถูกตองลงในชองวางตอไปน้ี

ธาต ุ การจัดอิเล็กตรอน เลขท่ีของคาบ เลขท่ีของหมู

34Se 2 , 8 , 18 , 6

53I 2 , 8 , 18 , 18 , 7

83Bi 2 , 8 , 18 , 32 , 18 , 5

19K 2 , 8 , 8 , 1

38Sr 2 , 8 , 18 , 8 , 2

21Sc 2 , 8 , 9 , 2

22Ti 2 , 8 , 10 , 2

24Cr 2 , 8 , 13 , 1

29Cu 2 , 8 , 18 , 1

97. จงแสดงการจัดอิเล็กตรอนของธาตุ I12753Br 70

35 Zn 6530 และระบุวาธาตุเหลาน้ีมีจํานวน

เวเลนซอิเล็กตรอนเทาใด อยูในหมูและคาบใดในตารางธาตุ วิธีทํา

www.pec9

.com


48

98(En 39) ธาตุ X7533 มีเวเลนซอิเล็กตรอนก่ีตัว และจัดอยูในธาตุพวกใด

1. 13 ตัว , ธาตุแทรนซิชัน 2. 5 ตัว , ธาตุแฮโลเจน 3. 5 ตัว , ธาตุกึ่งโลหะ 4. 3 ตัว , โลหะแอลคาไลนเอิรท วิธีทํา 99. W , X , Y และ Z มีเลขอะตอมดังนี้ 19 , 20 , 36 และ 37 ธาตุคูใดท่ีมีสมบัติคลายคลึงกัน 1. W กับ X 2. W กับ Z 3. X กับ Y 4. Y กับ Z วิธีทํา 100(En 46 มี.ค.) P , Q , R , S และ T เปนธาตุสมมติ มีเลขอะตอม 7 , 14 , 15 , 16 และ 33 ตามลําดับ ธาตุใดบางท่ีมีสมบัติแตกตางจากธาตุ T 1. Q และ S เทาน้ัน 2. P และ R เทาน้ัน 3. Q , R และ S เทาน้ัน 4. P , Q , R และ S

วิธีทํา 101. ธาตุ W , X , Y และ Z มีเลขอะตอม 3, 6, 7, 9 ตามลําดับ ธาตุใดมีความเปนโลหะมากท่ีสุด

1. W 2. X 3. Y 4. Z วิธีทํา

www.pec9

.com


49

102. ธาตุ W , X , Y และ Z มีเลขอะตอม 3, 6, 7, 9 ตามลําดับ ธาตุใดมีความเปนอโลหะมากท่ีสุด

1. W 2. X 3. Y 4. Z วิธีทํา

103. ถา A , B , C และ D มีเลขอะตอม 12 , 17 , 36 และ 55 ตามลําดับ ธาตุใดทําปฏิกิริยา กับธาตุอ่ืนไดยากท่ีสุด

1. A 2. B 3. C 4. D วิธีทํา 104. ธาตุ X มีเลขมวล 40 และมี 20 นิวตรอน ระดับพลังงานสูงสุดคือ n = 4 และมี 2 เว-

เลนซอิเล็กตรอน ก. จงแสดงการจัดอิเล็กตรอนของธาตุ X

ข. ธาตุ X ควรอยูในหมูและคาบท่ีเทาใด วิธีทํา 2.2 สมบัติของธาตตุามหมูและตามคาบ

ขนาดอะตอมเล็ก

ขนาดอะตอมใหญ

IE , EN , –EA เพิ่มขึ้น

IE , EN , –EA เพิ่มขึ้น

www.pec9

.com


50

2.2.1 แนวโนมของขนาดอะตอมและขนาดไอออน การวัดรัศมีของอะตอมสามารถทําไดหลายวิธีดังนี ้

1. ถาอะตอมรวมตัวกันดวยพันธะโคเวเลนต การวัดรัศมีอะตอมทําใดโดยวัดระยะระหวางนิวเคลียสท้ังสอง แลวนํามาหารดวย 2 จะไดรัศมีอะตอมซ่ึงเรียกวา รัศมีโคเวเลนต 2. ถาโมเลกุลสองโมเลกุลยึดเหน่ียวกันดวยแรงแวนเดอรวาลส การวัดรัศมีอะตอมทําไดโดยวัดระยะระหวางนิวเคลียสของอะตอมท้ังสองของแตละโมเลกุล แลวนํามาหารดวย 2 จะไดรัศมีอะตอมซ่ึงเรียกวา รัศมีแวนเดอรวาลส 3. ถาอะตอมรวมตัวกันดวยพันธะโลหะ การวัดรัศมีอะตอมทําไดโดยวัดระยะระหวางนิวเคลียสของอะตอมภายในผลึกของโลหะท่ีอยูชิดกัน แลวนํามาหารดวย 2 จะไดรัศมีอะตอม ซ่ึงเรียกวารัศมีโลหะ

ขนาดอะตอมและขนาดไอออนจะใหญหรือเล็กขี้นกับปจจัยตอไปน้ี 1. จํานวนระดับพลังงานของอิเล็กตรอน ธาตุท่ีมีจํานวนระดับพลังงานนอยกวา จะมีขนาดอะตอมหรือไอออนเล็กกวา ดังน้ัน ในหม ูเดียวกันขนาดอะตอมจะเล็กลงจากลางข้ึนบน เพราะระดับพลังงานอิเล็กตรอนลดลง 2. จํานวนโปรตอนในนิวเคลียส ในกรณีท่ีระดับพลังงานอิเล็กตรอนเทากัน ธาตุท่ีมีจํานวนโปรตอนมากกวาจะมีขนาดอะตอมหรือไอออนเล็กกวา เพราะเม่ือจํานวนโปรตอนในนิวเคลียสมาก จะทําใหมีแรงดึงดูดอิเล็กตรอนรอบนอกใหเขาใกลนิวเคลียสมากข้ึน จึงทําใหขนาดอะตอมหรือไอออนเล็กลง ดวยเหตุน้ี ธาตุในคาบเดียวกันจะมีขนาดอะตอมเล็กลงจากซายไปขวา เพราะธาตุทางดานขวาจะมีจํานวนโปรตอนเพ่ิมข้ึนเร่ือยๆ 3. จํานวนอิเล็กตรอน ในกรณีท่ีระดับพลังงานของอิเล็กตรอนเทากัน และจํานวนโปรตอนเทากันดวย ธาตุท่ีมีจํานวนอิเล็กตรอนนอยกวา จะมีขนาดอะตอมหรือไอออนเล็กกวา เพราะเม่ือจํานวนอิเล็กตรอนลดลง นิวเคลียสจะมีแรงดึงดูดอิเล็กตรอนแตละตัวมากข้ึน ทําใหอิเล็กตรอนเขาใกล นิวเคลียสมากข้ึนขนาดอะตอมหรือไอออนจะเล็กลง ดังน้ันสําหรับไอออนบวกของอะตอมชนิดเดียวกัน ยิ่งบวกมากขนาดไอออนจะเล็กลง ( A > A+ > A2+ > A3+ ) ท้ังน้ีเพราะไอออนยิ่งบวกจํานวนอิเล็กตรอนย่ิงนอยลงน่ันเอง

www.pec9

.com


51

สําหรับไอออนลบอะตอมชนิดเดียวกัน ยิ่ งลบมากขนาดไอออนยิ่ งจะใหญ ข้ึน ( B < B– < B2– < B3– ) ท้ังน้ีเพราะไอออนยิ่งเปนลบจํานวนอิเล็กตรอนยิ่งมากข้ึน ขนาดไอออนจึงใหญข้ึนน่ันเอง 105. เหตุใดในหมูเดียวกันขนาดอะตอมจะเล็กลงจากลางข้ึนบน 1. เพราะแรงดึงดูดของโปรตอนในนิวเคลียสมีมากข้ึน 2. เพราะจํานวนอิเล็กตรอนในอะตอมลดลง 3. เพราะระดบัพลังงานของอิเล็กตรอนลดลง 4. ถูกทุกขอ วิธีทํา 106. เหตุใดในคาบเดียวกันขนาดอะตอมจะเล็กลงจากซายไปขวา 1. เพราะแรงดึงดูดของโปรตอนในนิวเคลียสมีมากข้ึน 2. เพราะจํานวนอิเล็กตรอนในอะตอมลดลง 3. เพราะระดบัพลังงานของอิเล็กตรอนลดลง 4. ถูกทุกขอ วิธีทํา

107. อะตอมของธาตุ A B C และ D สมมุติดังในตารางธาตุ I II III IV V VI VII VIII D 2 B C 3

A 4 ขอใดเรียงลําดับขนาดของอะตอมจากใหญไปเล็กไดถูกตอง 1. A > B > C > D 2. A > B > D > C 3. A > C > B > D 4. A > D > C > B วิธีทํา

www.pec9

.com


52

108(En 45 มี.ค.) กําหนดเลขอะตอมของธาตุดังน้ี A = 13 , B = 19 , C = 20 , D = 12 การเรียงลําดับขนาดอะตอมในขอใดถูกตอง

1. B > C > D > A 2. B > C > A > D 3. C > A > B > D 4. C > B > A > D วิธีทํา

109(En 41 ต.ค.) อะตอมใดมีขนาดใหญท่ีสุด 1. 17Cl 2. 6C 3. 35Br 4. 32Ge วิธีทํา

110. จงเปรียบเทียบขนาดไอออน กับอะตอมตอไปน้ี 1. ขนาด 8O2– ……. 8O 2. ขนาด 9F– ……. 9F 3. ขนาด 12Mg3+……. 12Mg2+ 4. ขนาด 11Na+ ……. 11Na 5. ขนาด 20Ca2+ ……20Ca วิธีทํา

www.pec9

.com


53

111(En 36) ธาตุ A , B , C , D และ E มีเลขอะตอม 3 , 8 , 9 , 15 และ 17 ตามลําดับ ธาตุหรือ ไอออนคูใดมีขนาดตางกันมากท่ีสุด 1. D และ E 2. A+ และ C– 3. A+ และ E– 4. B2– และ B– วิธีทํา 112. จงเรียงลําดับขนาดไอออน กับอะตอมตอไปน้ี จากขนาดเล็กไปหาใหญ 7N , 8O2– , 9F– , 19K+


2.2.2 แนวโนมของของอิเล็กโทรเนกาติวิต ี ( Electronegativity , EN ) อิเล็กโทรเนกาติวิตี คือ คาท่ีแสดงถึงความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนคูรวมพันธะของอะตอมของธาตุตางๆ ท่ีรวมกันเปนสารประกอบ ธาตุท่ีมีคาอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงจะสามารถดึงดูดอิเล็กตรอนไดดีกวาธาตุท่ีมีคาอิเล็กโทรเนกาติวิตีตํ่ากวา คาอิเล็กโทรเนกาติวิตีของโลหะจะนอยกวาของอโลหะเสมอ ในหมูเดียวกันคาอิเล็กโทรเนกาติวิตีจะเพิ่มข้ึนจากลางข้ึนบน เพราะขนาดของอะตอมเล็กลงจากลางข้ึนบน แรงดึงดูดระหวางประจุบวกในนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนวงนอกจึงเพ่ิม ในคาบเดียวกันคาอิเล็กโทรเนกาติวิตีจะเพ่ิมข้ึนจากซายไปขวา เพราะขนาดของอะตอมเล็กลงจากซายไปขวา ทําใหแรงดึงดูดระหวางประจุบวกในนิวเคลียสกับอิเล็กตรอนวงนอก

www.pec9

.com


54

เพ่ิมข้ึน ดังน้ันในคาบเดียวกัน ธาตุหมู IA มีคาอิเล็กโทรเนกาติวิตีตํ่าสุด สวนธาตุหมู VII A มีคาสูงสุด He , Ne , Ar ไมมีคาอิเล็กโทรเนกาติวิตี สวน Kr , Xe มีคาอิเล็กโทรเนกาติวิตีตํ่าๆ

ธาตุท่ีมีคา EN สูงสุดตามลําดับท่ีควรจํา คือ F > O > Cl ≈ N > Br > I ≈ S ≈ C > H

2.2.3 แนวโนมของสัมพรรคภาพอิเล็กตรอน ( Electron affinity , EA ) สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนหรืออิเล็กตรอนอัฟฟนิตี หมายถึง พลังงานท่ีคายออกมาเม่ือ

อะตอมในสถานะแกสรับอิเล็กตรอนแลวกลายเปนไอออนลบ

เชน Cl(g) + e → Cl−(g) Ea = – 347 kJ/mol คาสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนจะมีคาเปนลบเพราะเปนพลังงานท่ีคายออกมา (ยกเวนธาตุหมู

2A และ 8A ) เปนคาท่ีบอกความสามารถในการรับอิเล็กตรอนของอะตอม ธาตุใดมีคาคาสัม-พรรคภาพอิเล็กตรอนเปนลบมาก อะตอมของธาตุน้ันก็จะเกิดไอออนลบไดงาย และคาสัม-พรรคภาพอิเล็กตรอนของอโลหะจะมีคาเปนลบมากกวาโลหะเสมอ ในคาบเดียวกันคาสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนจะเพ่ิมข้ึนจากซายไปขวา เพราะขนาดของอะตอมเล็กลงจากซายไปขวานิวเคลียสจึงดึงดูดอิเล็กตรอนท่ีเขามาใหมไดดีข้ึนตามลําดับดวย ในหมูเดียวกันคาสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนมีคาเพ่ิมจากลางข้ึนบน เพราะจํานวนช้ันของอิเล็กตรอนลดลงทําใหขนาดของอะตอมเล็กลง เชนกัน

2.2.3 แนวโนมของพลังงานไอออไนเซชัน ( Ionization Energy , IE ) พลังงานไอออไนเซชัน คือ พลังงานท่ีใสเขาไปเพ่ือใหอิเล็กตรอนของอะตอมในสภาวะแกส หลุดออกมาจากอะตอม ขอควรรูเก่ียวกับพลังงานไอออไนเซชัน 1. พลังงานไอออไนซของธาตุอโลหะ จะมากกวาของธาตุโลหะเสมอ และพลังงานไอออ-ไนซของแกสเฉ่ือย (หมู 8A ) จะมีคาสูงสุด 2. โดยท่ัวไปแลว เม่ืออะตอมมีขนาดเล็กลง แรงดึงดูดระหวางนิวเคลียสกับเวเลนซอิเล็กตรอนสูงข้ึน ทําใหพลังงานไอออไนซมีคามากข้ึนดวย ดังน้ัน ธาตุในหมูเดียวกัน คาพลังงานไอออไนซเพ่ิมข้ึนจากลางข้ึนบน ธาตุในคาบเดียวกัน พลังงานไอออไนซจะเพ่ิมข้ึนจากซายไปขวา และสําหรับธาตุแทรนซิชัน พลังงานไอออไนซไมแตกตางกันนัก

www.pec9

.com


55

แต IE ของธาตุหมู IIA และหมู VA ในคาบเดียวกัน จะมีคาสูงผิดปกติท้ังน้ีเพราะเพราะธาตุ 2 หมูน้ีมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบบรรจุเต็ม และแบบบรรจุคร่ึงซ่ึงเสถียรกวา

3. พลังงานไอออไนซท่ีใชดึงอิเล็กตรอนตัวท่ี 1 ออกมา เรียกพลังงานไอออไนซลําดับ 1 (IE1) พลังงานไอออไนซท่ีใชดึงอิเล็กตรอนตัวตอๆ ไปออกจากอะตอม เรียกพลังงานไอออไนซลําดับ 2 , 3 , 4 , ...... ( IE2 , IE3 , IE4 , …… ) ตามลําดับ

ตัวอยางการเขียน IE แตละลําดับ

Be(g) → Be+(g) + e IE1 = 906 kJ/mol

Be+ (g) → Be2+(g) + e IE2 = 1763 kJ/mol

Be2+ (g) → Be3+(g) + e IE3 = 14855 kJ/mol

Be3+ (g) → Be4+(g) + e IE4 = 21013 kJ/mol 4. คา IE1 < IE2 < IE3 < IE4 ….. เสมอ ในกรณีตัวอยาง พลังงานไอออไนซของ Be ดานบนนี้ จะเห็นวา IE2 และ IE3 มีคาแตกตางกันมากอยางชัดเจน ท้ังนี้เปนเพราะอิเล็กตรอนตัวท่ี 2 และ 3 ของ Be อยูในคนละระดับพลังงานนั่นเอง

Be4 บรรจุเต็ม(เสถียร)

1s2 2s2 2p 7N

1s2 2s2 2p3

บรรจุครึ่ง(เสถียร)

www.pec9

.com


56

5. เราสามารถใชพลังงานไอออไนซบอกไดวา ธาตุนัน้ๆ เปนธาตุหมูอะไร เชน

พิจารณาธาตุ A คา IE3 และ IE4 แตกตางกันมาก แสดงวาอิเล็กตรอนตัวท่ี 3 กับ 4 อยูคนละระดับพลังงาน และระดับพลังงานนอกสุดมีเวเลนซอิเล็กตรอน 3 ตัว ดังนัน้ A จึงอยูหมู 3A พิจารณาธาตุ B คา IE1 และ IE2 แตกตางกันมาก แสดงวาอิเล็กตรอนตัวท่ี 1 กับ 2 อยูคนละระดับพลังงาน และระดับพลังงานนอกสุดมีเวเลนซอิเล็กตรอน 1 ตัว ดังนัน้ B จึงอยูหมู 1A พิจารณาธาตุ C คา IE2 และ IE3 แตกตางกันมาก แสดงวาอิเล็กตรอนตัวท่ี 2 กับ 3 อยูคนละระดับพลังงาน และระดับพลังงานนอกสุดมีเวเลนซอิเล็กตรอน 2 ตัว ดังนัน้ C จึงอยูหมู 2A พิจารณาธาตุ D คา IE1 และ IE2 แตกตางกันมาก แสดงวาอิเล็กตรอนตัวท่ี 1 กับ 2 อยูคนละระดับพลังงาน และระดับพลังงานนอกสุดมีเวเลนซอิเล็กตรอน 1 ตัว ดังนัน้ D จึงอยูหมู 1A 113. พลังงานอิเล็กโทรเนกาติวิตี (EN) คือ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ......... พลังงานไอออไนเซชัน (IE) คือ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........

พลังงานอิเล็กตรอนอัฟฟนิตี (EA) คือ ......... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ 114. อะตอมของธาตุ A B C และ D สมมุติดังในตารางธาตุ

I II III IV V VI VII VIII B D 2 C 3

A 4

ขอใดเรียงลําดบัคา IE1 จากต่ําไปสูงไดถูกตอง 1. A < B < C < D 2. D < C < A < B 3. D < C < B < A 4. B < C < D < A

www.pec9

.com


57

วิธีทํา 115(En 36) พิจารณาหมูและคาบของธาตุ A , B , C และ D ตอไปนี ้

ธาต ุ หมู คาบ A 1 2 B 5 3 C 1 4 D 4 4

พลังงานไอออไนเซชันลําดับท่ี 1 ของธาตุท้ังส่ีเรียงจากนอยไปมาก ขอใดถูกตอง

1. A < C < B < D 2. C < A < B < D

3. A < C < D < B 4. C < A < D < B วิธีทํา 116. ธาตุใดมีคา IE1 ต่ําท่ีสุด 1. 4Be 2. 12Mg 3. 20Ca 4. 38Sr วิธีทํา 117. ธาตุ X และ Y มีเลขอะตอม 37 และ 38 ตามลําดับ จงเปรียบเทียบสมบัตติอไปนี้ พรอมท้ังในเหตุผลประกอบ

ก. ขนาดอะตอม ข. พลังงานไอออไนเซชัน วิธีทํา

www.pec9

.com


58

118. ขอใดแสดงการเกิดพลังงานไอออไนเซชันลําดับท่ีสองของแกส X 1 โมล

1. X (s) → X (g) 2. X+ (g) → X2+ (g) + e–

3. X (g) → X+(g) + e– 4. X (g) → X2+(g) + 2e– วิธีทํา

119. พลังงานไอออไนเซชนัลําดับท่ี 3 (IE3) ของธาตุอะลูมิเนียมมีคาเทากับพลังงานท่ีเกีย่วของ ในการเปล่ียนแปลงในขอใด

1. Al (g) → Al+(g) + 3e– 2. Al (s) → Al3+(g) + 3e–

3. Al2+ (g) → Al3+ (g) + e– 4. Al+ (s) → Al3+(g) + 2e– วิธีทํา 120. พลังงานไอออไนเซชัน IE1 , IE2 และ IE3 ของ X7

3 เทากับ 0.50 , 7.30 และ 11.80

MJ mol–1 ตามลําดับ ถาตองการทําใหเกิด +3X73 (g) จะตองใชพลังงานเทาใด

1. 7.30 MJ mol–1 2. 7.80 MJ mol–1 3. 11.80 MJ mol–1 4. 19.60 MJ mol–1 วิธีทํา 121(มช 48) ธาตุใดมีพลังงานไอออไนเซซันอันดับสองสูงสุด 1. Be 2. Li 3. B 4. C วิธีทํา

www.pec9

.com


59

122(En 38) ธาตุ A, B, C, D มีเลขอะตอม 3, 9, 12 และ 20 ตามลําดับ ธาตุใดมีคา IE2 ต่ําท่ีสุด 1. A 2. B 3. C 4. D วิธีทํา

123(En 39) ถา A , B , C เปนธาตุท่ีมีจํานวนโปรตอน 18 , 19 , 20 ตามลําดับ กระบวนการ ในขอใดใชพลังงาน มากท่ีสุด

1. A(g) → A+(g) + e 2. B(g) → B+(g) + e

3. C(g) → C+(g) + e 4. C+(g) → C2+(g) + e วิธีทํา 124(มช 34) คาพลังงานไอออไนเซชันต้ังแตลําดับท่ีหนึ่งถึงลําดับท่ีเจ็ดของธาตุ A มีคาดังนี ้ 1400 , 2900 , 4600 , 7500 , 9500 , 53000 , 64000 kJ mol–1

ธาตุ A ควรจัดอยูในหมูใดในตารางธาตุ วิธีทํา

www.pec9

.com


60

125(มช 35) กาํหนดคาไอออไนเซซัน ( IE ) ของธาตุ เปน kJ/mol ดังนี้

ธาต ุ IE1 IE2 IE3 IE4

A B C D E

807 850 584 700 502

2433 1760 1820 1457 4569

3665 14855 2751 7739 6919

25033 21013 11584 10547 9550

ธาตุคูใดท่ีอยูในหมูท่ี 3 และธาตุคูใดท่ีอยูในหมูท่ี 2 ตามลําดับ ก. AB และ CD ข. AC และ DE ค. AC และ BD ง. AD และ BE วิธีทํา

126(มช 39) ตารางแสดงคาพลังงานไอออไนเซชันของธาตุ 5 ธาตุ

ธาต ุพลังงานไอออไนเซชัน kJ/mol

ลําดับท่ี 1 ลําดับท่ี 2 ลําดับท่ี 3 ลําดับท่ี 4 P Q R S T

1090 2400 4600 6200 500 4800 6900 9500 800 2400 3700 25000 740 1500 7700 10500 580 1800 2700 11600

ธาตุคูใดอยูในหมูเดยีวกันในตารางธาตุ 1. R T 2. S T 3. P Q 4. R S วิธีทํา

www.pec9

.com


61

127(En 44 มี.ค.) ถาพลังงานไอออไนเซชนัลําดับท่ี 1 – 5 ของธาตุ A มีคาเทากับ 0.43 , 3.06 , 4.41 , 5.88 และ 7.98 MJ . mol–1 ตามลําดับ สัญลักษณนวิเคลียรของ ธาตุ A ในขอใดเปนไปได ก. A23

11 ข. A147 ค. A38

19

1. ก เทานั้น 2. ข เทานั้น 3. ข และ ค 4. ก และ ค วิธีทํา

128(En 37) ถาพลังงานไอออไนเซชันของธาตุ X มีคาดังนี ้ IE1 = 0.6 MJ/mol IE2 = 1.1 MJ/mol IE3 = 5.0 MJ/mol IE4 = 6.5 MJ/mol สัญลักษณนวิเคลียรของ X ควรเปนดังขอใด 1. X12

6 2. X2311 3. X27

13 4. X4020


2.2.4 แนวโนมของแรงยึดเหนี่ยวระหวางอนุภาค โดยปกติแลว ธาตุท่ีมีแรงยึดเหนี่ยวระหวางอะตอมเปนพันธะโลหะจะมีแรงยึดเหนี่ยวมากกวาแรงยึดเหนี่ยวแบบโครงรางผลึกตาขายของพันธะโคเวเลนต และมากกวาแรงยึดเหนี่ยวระหวางโมเลกุลแบบแวนเดอรวาลส ตามลําดับ และ ในกลุมพนัธะโลหะแรงยึดเหน่ียว จะมากข้ึนเม่ืออะตอมเล็กลง ในกลุมพันธะโควาเลนสโครงรางผลึกจะมีแรงดึงดูดมากข้ึน เมื่อขนาดอะตอมเล็กลง ในกลุมแรงแวนเดอรวาลนัน้ เม่ืออะตอมใหญข้ึนมวลมากข้ึน แรงดึงดูดจะเพ่ิมมากข้ึน แนวโนมแรงแนวโนมแรงยดึเหนีย่วระหวางอนุภาคจึงเปนดังนี ้

www.pec9

.com


62

2.2.5 แนวโนมของจุดเดือดและจุดหลอมเหลว

โดยท่ัวไปแลว หากแรงดึงดูดระหวางอนุภาคมีคามาก ก็จะทําใหจุดเดือดจุดหลอมเหลว มีคาสูงดวย ดังนั้นแนวโนมจุดเดือดจุดหลอมเหลวจึงคลายแนวโนมของแรงดึงดูดระหวางอนุภาค

129. อะตอมของธาตุ A B C และ D สมมุติดังในตารางธาตุ I II III IV V VI VII VIII B D 2 C 3

A 4

www.pec9

.com


63

ขอใดเรียงลําดบัจุดหลอดเหลวจากสูงไปตํ่าไดถูกตอง 1. B > A > C > D 2. B > A > D > C 3. A > C > B > D 4. A > D > C > B วิธีทํา 130. เหตุใดธาตุซิลิคอนจึงมีจุดหลอมเหลวสูงเปนพิเศษ เม่ือเทียบกบัธาตุอ่ืนในคาบเดียวกัน วิธีทํา

2.2.6 เลขออกซิเดชัน เลขออกซิเดชัน คือ ตัวเลขที่แสดงถึงประจุไฟฟาจริง หรือ ประจุเสมือนของอะตอม เชน NaCl เม่ือแตกตัวจะได Na+ และ Cl– จะมีเลขออกซิเดชันเปน +1 และ –1 ตามลําดับ หลักเกณฑในการกําหนดเลขออกซิเดชัน 1. ธาตุอิสระทุกตัว ไมวาในหน่ึงโมเลกุลจะมีกี่อะตอมก็ตาม จะมีเลขออกซิเดชันเทากับ 0 เชน Ca , H2 , P4 , S8 , Na ทุกตัวมีเลขออกซิเดชันเปน 0 2. ธาตุไฮโดรเจนสวนมากมีเลขออกซิเดชันเปน +1 3. ธาตุออกซิเจนสวนมากมีเลขออกซิเดชันเปน –2 4. เลขออกซิเดชันของไอออนใด ๆ ปกติจะมีคาเทากบัประจุของไอออนนั้น ๆ

เชน Na+ มีเลขออกซิเดชัน เปน +1 Cl– มีเลขออกซิเดชัน เปน –1

Al3+ มีเลขออกซิเดชัน เปน +3 5. สารประกอบใด ๆ ผลรวมของเลขออกซิเดชันจะตองเปนศูนยเสมอ เชน H2O มีเลขออกซิเดชัน = [(+1x2) + (–2)] = 0 6. ธาตุหมู IA , IIA และหมู IIIA จะมีเลขออกซิเดชัน = +1 , +2 , +3 ตามลําดับ 7. ธาตุอโลหะในสารประกอบตาง ๆ สวนมากมักมีเลขออกซิเดชันหลายคา เชน พิจารณาจากธาตุ Cl สารประกอบตอไปนี ้

www.pec9

.com


64

HCl ในนี ้ Cl มีเลขออกซิเดชัน เทากับ –1 HClO ในนี ้ Cl มีเลขออกซิเดชัน เทากับ +1 HClO2 ในนี ้ Cl มีเลขออกซิเดชัน เทากับ +3 HClO3 ในนี ้ Cl มีเลขออกซิเดชัน เทากับ +5 8. ธาตุทรานสิชันสวนใหญมีเลขออกซิเดชันไดมากกวา 1 คาเชน FeO ในนี ้ Fe มีเลขออกซิเดชัน เทากับ +2 Fe2O3 ในนี ้ Fe มีเลขออกซิเดชัน เทากับ +3 131. จงหาคาเลขออกซิเดชันของแตละธาตุในสารตอไปนี้

H2CO3 , H2SO4 , Na2SO4 , O2 , S8 วิธีทํา

132. จงหาคาเลขออกซิเดชันของแตละธาตุในสารตอไปนี้ MnO2 , K2Cr2O7 , Mn2O3 , Cu วิธีทํา

133. จงหาคาเลขออกซิเดชันของแตละธาตุในสารตอไปนี้ Mn O4

− , S O42− , HC O3

− , −27O2Cr


www.pec9

.com


65

134. จงหาคาเลขออกซิเดชันของแตละธาตุในสารตอไปนี้ CN– , MnCl2 , OF2 วิธีทํา

ประจุของไอออนตอไปน้ีมีประโยชนในการหาเลขออกซิเดชั่น

S O32− , S O4

2− , P −33O , P −3

4O , Cl −O , Cl −2O , Cl −

3O , Cl −4O , N −

2O , N −3O , CN−

SCN– , −23CO , −2

42OC , CO , NH4

+ , NH3 , H2O

135. จงหาคาเลขออกซิเดชันของธาตุแทรนซิชัน ในสารตอไปนี้

Cu(OH)2 , PbSO4 , Cr2(SO4)3 , CuSO4 .5H2O วิธีทํา 136. จงหาคาเลขออกซิเดชันของธาตุแทรนซิชัน ในสารตอไปนี้ K3[Fe(CN)6] , [Fe(CN)6]

3– , FeSCN2+


⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦

www.pec9

.com

c01 (1)

Documents

vi vii viii

ii iii iv

e42 lt

e32 lt

ie1

lt

ie3

ie2