ถ้าเรามีอิเล็กตรอนหลายตัวรอบนิวเคลียส เราจะมีวิธีบรรจุอิเล็กตรอนอย่างไร

การจัดเรียงอิเล็กตรอน(electron configuration)

     เมื่อพิจารณาโครงสร้างอะตอมของธาตุซึ่งมีจำนวนอิเล็กตรอนมากกว่า 1 อิเล็กตรอน การจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนที่เพิ่มเข้าไปต้องอาศัยหลักการดังต่อไปนี้ เข้าไปช่วยอธิบายเพราะการแก้สมการชเรอดิงเงอร์ทำได้ยาก

     หลักการจัดเรียงอิเล็กตรอน
          1. หลักการกีดกันของเพาลี (Pauli Exclusion Principle)
          2. กฎของฮุนด์ (Hund’s Rule)
          3. หลักเอาฟเบา (Aufbau principle)

     สัญลักษณ์ที่ใช้ในการจัดเรียงอิเล็กตรอน
          การจัดเรียงอิเล็กตรอนเขียนแทนด้วยแผนภาพออร์บิทัล เช่น ธาตุ He มี 2 อิเล็กตรอน เขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ 1s2 อ่านว่า หนึ่งเอสสอง

                                                                               

          ช่องสี่เหลี่ยมแทนออร์บิทัล โดยแต่ละออร์บิทัลบรรจุได้ 2 อิเล็กตรอน

          จะเห็นว่า ใน 1 ออร์บิทัลมีอิเล็กตรอน 2 ตัว เพื่อที่จะให้อิเล็กตรอนสองตัวต่างกันจึงกำหนดเลขควอนตัมสปินจากภาพด้านบนนี้อิเล็กตรอนตัวที่ 1 สปินขึ้น ส่วนตัวที่ 2 สปินลง

     วิธีการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุที่ไม่มีประจุ
          ตัวอย่าง การจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุนิเกิล(Ni) ซึ่งเป็นธาตุที่พบในทองเหลือง สัญลักษณ์ของธาตุคือ
               จากสัญลักษณ์ของธาตุ พบว่า Ni มีอิเล็กตรอน 28 ตัว จัดเรียงอิเล็กตรอนได้เป็น

          1. จัดตามแผนผังการจัดเรียงอิเล็กตรอน

การจัดเรียงอิเล็กตรอนของ Ni ซึ่งมี 28 อิเล็กตรอน เขียนได้เป็น 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8

          2. จัดเรียงตามระดับพลังงาน

                   การจัดเรียงอิเล็กตรอนของ Ni ซึ่งมี 28 อิเล็กตรอน เขียนได้เป็น 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
                   จากการจัดเรียงอิเล็กตรอนของ Ni จะสังเกตเห็นว่า Ni มีอิเล็กตรอนเดี่ยวใน 3d ออร์บิทัล ทำให้มีสมบัติทางแม่เหล็กเป็น paramagnetic
คือ สารที่แม่เหล็กดูด
                   บางธาตุมีสมบัติทางแม่เหล็กเป็น diamagnetic เช่น ธาตุนีออน(Ne) มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 1s2 2s2 2p6



     1s2          2s2                     2p6                    

                   จะเห็นว่าอิเล็กตรอนของ Ne จับคู่กันหมด จึงมีสมบัติทางแม่เหล็กเป็น diamagnetic ซึ่งจะถูกแม่เหล็กผลักเล็กน้อย

          3. จัดโดยอาศัยตารางธาตุ

               ธาตุในคาบที่ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 มีค่า n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ตามลำดับ
               ธาตุในหมู่ IA และ IIA อยู่ใน s ออร์บิทัล
                     ธาตุในหมู่ IIIA ถึง VIIIA อยู่ใน p ออร์บิทัล
                     ธาตุทรานสิชัน(transition) อยู่ใน d ออร์บิทัล
                     ธาตุทรานสิชันชั้นใน(inner transition) อยู่ใน f ออร์บิทัล
               จำนวนอิเล็กตรอนคือลำดับของธาตุนั้นในกลุ่มออร์บิทัลว่าอยู่ธาตุที่เท่าใดนับจากซ้ายไปขวา
               จัดเรียงอิเล็กตรอนไล่จากบนลงล่าง จากซ้ายไปขวา จะได้การจัดเรียงอิเล็กตรอนของ Ni ซึ่งมี 28 อิเล็กตรอน เขียนได้เป็น 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8

               Note: ไม่ว่าจะจัดเรียงอิเล็กตรอนตามวิธีใดก็ตาม จะได้คำตอบเหมือนเดิมเสมอ


          การจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุในตารางธาตุ ถ้าต้องการทราบการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุใดให้คลิก(click) ที่ธาตุนั้น     

    

     จากแผนภาพการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุต่าง ๆ จะเห็นว่า
           จากเลขควอนตัมแม่เหล็ก(ml) เราทราบจำนวนออร์บิทัลใน s, p, d, f ว่ามี 1, 3, 5 และ 7 ออร์บิทัล ตามลำดับ
          การบรรจุอิเล็กตรอนในออร์บิทัลที่มีพลังงานเท่ากัน ให้จัดเรียงอิเล็กตรอนเดี่ยวในออร์บิทัลให้เต็มก่อน ตามหลักของฮุนด์
          การบรรจุอิเล็กตรอนให้จัดเรียงในออร์บิทัลที่มีพลังงานต่ำก่อน ตามหลักเอาฟบาว
           จะสังเกตเห็นว่า ธาตุในคอลัมน์เดียวกันจะมีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน(อิเล็กตรอนวงนอกสุด)เท่ากัน เช่น

                    O          [He] 2s2 2p4
                    S          [He] 3s2 3p4

               ทำให้ธาตุ O กับ S มีสมบัติทางเคมีส่วนใหญ่คล้ายกัน มีส่วนที่ต่างกันเล็กน้อย เพราะอิเล็กตรอนวงนอกสุดของ O อยู่ในระดับพลังงานที่ 2 แต่ของ S อยู่ในระดับพลังงานที่ 3

     วิธีการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุที่มีประจุ
          1. จัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุที่ไม่มีประจุ
เช่น Ni จัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9
          2. ถ้าธาตุนั้นมีประจุบวก คือ เสียอิเล็กตรอนไปเท่ากับจำนวนประจุ เช่น Li+ เสีย 1 อิเล็กตรอน, Ni2+ เสีย 2 อิเล็กตรอน เป็นต้น

                    Ni     : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
         
          Ni2+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8

          3. ถ้าธาตุนั้นมีประจุลบ คือ รับอิเล็กตรอนมาเท่ากับจำนวนประจุ เช่น Cl- รับ 1 อิเล็กตรอน, O2- รับ 2 อิเล็กตรอน เป็นต้น

                    Cl  : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
                   
Cl- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

 


    ศัพท์เคมี    ศัพท์คณิตศาสตร์   ศัพท์ฟิสิกส์   

  บทความวิทยาศาสตร์      ศัพท์ชีววิทยา      สื่อการสอนฟิสิกส์      ศัพท์วิทยาศาสตร์

พจนานุกรมเสียง 1   แมว    วัว 1    วัว 2    วัว 3   

เหมียว   แกะ     พจนานุกรมภาพการ์ตูน

พจนานุกรมภาพเคลื่อนไหว   ดนตรี  Bullets แบบ JEWEL 

พจนานุกรมภาพต่างๆ  ภาพเคลื่อนไหวของสัตว์ต่างๆ  โลกและอวกาศ

อุปกรณ์และเครื่องมือต่างๆ

 

การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

 

 1. ไฟฟ้าสถิต   2.  สนามไฟฟ้า   3. ความกว้างของสายฟ้า 

4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน 

5. ศักย์ไฟฟ้า   6. กระแสไฟฟ้า  7. สนามแม่เหล็ก   8.การเหนี่ยวนำ

9. ไฟฟ้ากระแสสลับ   10. ทรานซิสเตอร์  11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ 

12. แสงและการมองเห็น

13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตร์ควอนตัม   

15. โครงสร้างของอะตอม   16. นิวเคลียร์   

17. การสอนไฟฟ้าแม่เหล็กของมหาวิทยาลัยรังสิต

กลับหน้าสารบัญ

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์