แบบจำลองอะตอมชนิดกลุ่มหมอกอิเล็กตรอน (electron cloud atomic model) หรือแบบจำลอง
     อะตอมเชิงควอนตัม  (Quantum mechanical model)

          แบบจำลองอะตอมของโบห์รใช้ได้ดีกับอะตอมของไฮโดรเจนเท่านั้น  เนื่องจากมีอิเล็กตรอนเพียง  1  ตัว  แต่เมื่อนำไปใช้กับอะตอมของธาตุอื่น ๆ ที่มีอิเล็กตรอนหลายตัว ปรากฏว่าไม่สามารถอธิบาย เส้นสเปกตรัมที่เกิดขึ้นได้    ทำให้มีการศึกษา เพิ่มเติมต่อไปอีก    พบว่าอิเล็กตรอนไม่ได้เคลื่อนที่เป็นวงกลม ดังที่โบห์รเสนอไว้    เมื่อมีการศึกษาถึงระดับพลังงานย่อย (subshell)  พบว่าการเคลื่อนที่ของ อิเล็กตรอนรอบ ๆ นิวเคลียสมีหลายแบบ และมีพลังงานต่าง ๆ กัน   บริเวณที่พบอิเล็กตรอนแต่ละกลุ่มอาจเป็นทรงกลมหรือมีรูปทรงอื่น ๆ  ซึ่งแล้วแต่ว่าอิเล็กตรอนนั้นจัดอยู่ในระดับพลังงานใด   ทำให้แบบ จำลองอะตอมเปลี่ยนแปลงไปอีก

          เมื่อใช้เทคนิค  x-ray diffraction (คลิ้กชมได้)  นักวิทยาศาสตร์พบว่าอิเล็กตรอนซึ่งโคจรอยู่รอบ ๆ นิวเคลียสนั้น   มีการโคจรไปทั่วอะตอมตลอดเวลาทั้งสามมิติ    ทิศทางในการเคลื่อนที่ไม่แน่นอน (random) ดังนั้นจึงไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แท้จริงของอิเล็กตรอนได้   แต่สามารถบอกได้ว่าโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในบริเวณใกล้ ๆ นิวเคลียส   มีมากกว่าในระยะห่างออกไป   จากการทดสอบ กับอะตอมของไฮโดรเจนซึ่งมีอิเล็กตรอนเพียง 1 ตัว   ปรากฏว่าสามารถพบอิเล็กตรอนได้ทั่วไปทั้งสามมิติรอบนิวเคลียส  ถ้าใช้จุด 1 จุดแทนตำแหน่งที่พบอิเล็กตรอน  และมีการตรวจสอบซ้ำ ๆ นับพัน ๆ ครั้ง  จะมีจุดแสดง ตำแหน่งของการพบอิเล็กตรอน นับพัน ๆ จุดเช่นกัน    จึงดูคล้ายกลุ่มหมอกปกคลุมอยู่รอบนิวเคลียสเป็นทรงกลม   บริเวณใกล้ ๆ นิวเคลียสกลุ่มหมอกจะหนาแน่นกว่าบริเวณที่อยู่ ห่างจากนิวเคลียสออกไป   บริเวณที่มีกลุ่มหมอกหนาแน่นมาก  หมายถึงเป็นบริเวณที่มีโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนมากกว่าบริเวณที่มีกลุ่มหมอกจาง  ดังรูป 
 

            การค้นพบนี้ทำให้ทราบเกี่ยวกับระดับพลังงานของอิเล็กตรอน (shell)  และระดับพลังงานย่อย (subshell)  ได้ชัดเจนขึ้น  ภาพซ้าย  แสดงกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนขณะที่อะตอมมี พลังงานต่ำ  อิเล็กตรอนอยู่ที่ระดับพลังงาน  n=1   ภาพขวา  เมื่ออะตอมมีพลังงานสูงขึ้น  อิเล็กตรอนเลื่อนไปอยู่ที่ระดับพลังงาน  n=2  

การให้พลังงานเพิ่มขึ้นหรือลดลง  มีผลให้รูปทรงของกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนเปลี่ยนแปลงไป  ทำให้ทราบว่าอิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานต่าง ๆ  มีพื้นที่ในการโคจรอยู่บริเวณใด  ทำให้ทราบว่ามี ระดับพลังงานย่อย (subshell)  และทราบว่าอิเล็กตรอนจะอยู่ร่วมกันเป็นคู่ ๆ  เรียกว่า  orbital  ดังรูป
 

(คลิ้ก  ชมแบบจำลองชนิดกลุ่มหมอกอิเล็กตรอน)   
 (คลิ้ก  ชมแบบจำลองชนิดกลุ่มหมอกของ He และเปรียบเทียบขนาดของกลุ่มหมอกกับขนาดของนิวเคลียสของฮีเลียม )

อะตอมที่แท้จริงจะเป็นดังที่นักวิทยาศาสตร์เสนอแบบจำลองเอาไว้หรือไม่นั้น ยังเป็นสิ่งที่น่าสงสัยและรอคอยการพิสูจน์กันต่อไป 
                                                                                                        (คลิ้ก  ชมวีดีทัศน์ Quantum model of atom)

Size : 27.43 KBs Upload : 2015-04-01 05:05:00

ติชม กำลังแสดงหน้า 1/0 << 1 >>

ต้องการให้คะแนนบทความนี้่ ? 0 คะแนนโหวด สร้างโดย : K-Me สถานะ : ผู้ใช้ทั่วไป วิทยาศาสตร์