Home Up สารบัญ Web content คำอธิบายรายวิชา วิธีทำแบบฝึกหัด ผลการเรียนรู้ ข้อมูลผู้จัดทำ

จัดอิเล็กตรอนในออร์บิทัล
ระดับพลังงานหลัก ระดับพลังงานย่อย จัดอิเล็กตรอนในออร์บิทัล แบบฝึกหัด ชุดที่ 5


Home
Up
รูปร่างออร์บิทัล
จัดอิเล็กตรอน 104 ธาตุ
ตัวอย่างจัดอิเล็กตรอน

 

หลักการจัดเรียงอิเล็กตรอนลงในออร์บิทัล

 

1.  ใช้หลักการกัดกันของเพาลีที่กล่าวว่า  อิเล็กตรอนคู่หนึ่งคู่ใดในออร์บิทัลเดียวกันจะต้องมีสมบัติไม่เหมือนกัน  อย่างน้อยต้องมีการหมุนรอบตัวเองไม่เหมือนกัน  โดยตัวหนึ่งหมุนตามเข็มนาฬิกา  และอีกตัวหนึ่งหมุนทวนเข็มนาฬิกา  เพื่อให้ระบุได้ว่าเป็นอิเล็กตรอนตัวใดเมื่ออิเล็กตรอนอยู่ในระดับพลังงาน  ระดับพลังงานย่อย  และในออร์บิทัลเดียวกัน  จึงกำหนดให้บรรจุอิเล็กตรอนลงในออร์บิทัลได้สูงสุด  2  อิเล็กตรอน  ให้    แทนออร์บิทัล  อิเล็กตรอนเขียนด้วยลูกศร  อิเล็กตรอนในออร์บิทัลจึงเขียนแทนได้เป็น    หรือ    โดยหัวลูกศรแสดงทิศทางการหมุนของอิเล็กตรอน  1  ใน  2  แบบที่เป็นไปได้  ในกรณีที่มีอิเล็กตรอนเต็มออร์บิทัลสามารถเขียนเป็น    ถ้าเขียนเป็น    หรือ    จะไม่สอดคล้องตามหลักการกีดกันของเพาลี

2.  การบรรจุอิเล็กตรอนต้องบรรจุลงในออร์บิทัลที่มีพลังงานต่ำสุดและว่างก่อนเสมอ (ตามหลักของเอาฟบาว)  คือ  1s  2s  2p  3s   .  .  . ตามลำดับ  เพราะจะทำให้พลังงานรวมทั้งหมดมีค่าต่ำสุดและมีความเสถียรที่สุด  ในกรณีที่มีหลายออร์บิทัลและแต่ละออร์บิทัลมีพลังงานเท่ากัน  เช่น  2p–orbital  ซึ่งออร์บิทัลทั้งสามมีพลังงานเท่ากัน  ให้บรรจุอิเล็กตรอนในลักษณะที่ทำให้มีอิเล็กตรอนเดี่ยวมากที่สุดเท่าที่จะมากได้ (ตามกฎของฮุนด์)  เมื่ออิเล็กตรอนเหลือจึงบรรจุอิเล็กตรอนเป็นคู่เต็มออร์บิทัลนั้น  เช่น 

¢    มี  2  อิเล็ตรอนใน 2p–orbital  จะบรรจุอิเล็กตรอนได้เป็น     

¢    มี  5  อิเล็ตรอนใน 2p–orbital  จะบรรจุอิเล็กตรอนได้เป็น   

3.  อะตอมของธาตุที่มีการบรรจุอิเล็กตรอนเต็มในทุก ๆ ออร์บิทัลที่มีพลังงานเท่ากันเรียกว่า การบรรจุเต็ม (full filled)  ถ้ามีอิเล็กตรอนบรรจุอยู่เพียงครึ่งเดียวเรียกว่า การบรรจุครึ่ง (half filled)  การบรรจุเต็มหรือบรรจุครึ่งจะทำให้อะตอมมีความเสถียรมากกว่าการบรรจุแบบอื่น ๆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Wolfgang Pauli
มีชีวิตระหว่างปี
ค.ศ.1900 - 1958

 

 

 

1s

2s

2p

การบรรจุเต็ม

 

 

 

 

การบรรจุครึ่ง

ในกรณีที่มีหลายอิเล็กตรอน  การบรรจุอิเล็กตรอนลงในออร์บิทัลต่าง ๆ ตามลำดับพลังงานจากต่ำไปสูงจะเป็นดังนี้

ตารางแสดงการจัดเรียงอิเล็กตรอนเข้าในระดับพลังงานตามลำดับ

ระดับพลังงาน

จำนวนระดับพลังงานย่อยหรือออร์บิทัลที่อยู่ในแต่ละระดับพลังงาน

 

n = 1

 

n = 2

 

n = 3

 

n = 4

 

n = 5

 

n = 6

 

n = 7

 

สำหรับไฮโดรเจนอะตอมซึ่งมี  1  อิเล็กตรอน  เมื่ออะตอมอยู่ในสถานะพื้นอิเล็กตรอนจะอยู่ใน  1s–orbital  และฮีเลียมมี  2  อิเล็กตรอน  อิเล็กตรอนทั้งหมดจะเข้าไปอยู่ใน 2s–orbital และบรรจุในลักษณะที่ทำให้อิเล็กตรอนมีทิศทางการหมุนรอบตัวเองแตกต่างกันตามหลักของเพาลี แผนภาพการบรรจุอิเล็กตรอนจึงเป็นดังนี้

 

1s

2s

2p

H

 

 

 

 

He

 

สำหรับธาตุ 20 ธาตุแรกมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อยและในออร์บิทัลต่าง ๆ ดังตารางต่อไปนี้

ตารางแสดงระดับพลังงานย่อย จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดในระดับพลังงานย่อย
และในแต่ละระดับพลังงาน ของ 20 ธาตุแรก

เลขอะตอม

ธาตุ

แผนภาพการจัดเรียงอิเล็กตรอนในออร์บิทัล

ระดับพลังงานย่อย

1s

2s

2p

3s

3p

4s

3d

1

H

 

 

 

 

1s1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

He

 

 

 

 

1s2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Li

 

 

 

 

1s22s1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Be

 

 

 

 

1s22s2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

B

 

 

 

 

1s22s22p1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

C

 

 

 

 

1s22s22p2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

N

 

 

 

 

1s22s22p3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

O

 

 

 

 

1s22s22p4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

F

 

 

 

 

1s22s22p5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Ne

 

 

 

 

1s22s22p6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

Na

 

[Ne] 3s1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

Mg

 

[Ne] 3s2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Al

 

[Ne] 3s23p1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

Si

 

[Ne] 3s23p2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

P

 

[Ne] 3s23p3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

S

 

[Ne] 3s23p4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

Cl

 

[Ne] 3s23p5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

Ar

 

[Ne] 3s23p6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

K

[Ar] 4s13d0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

Ca

[Ar] 4s23d0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

อิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานสูงสุดหรือชั้นนอกสุดของอะตอมเรียกว่า เวเลนซ์อิเล็กตรอน (valence electron

การบรรจุอิเล็กตรอนในออร์บิทัลต่าง ๆ ตามลำดับระดับพลังงาน  มีบางธาตุที่มีการบรรจุอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อยไม่เป็นไปตามหลักการ  เช่น  Cr เลขอะตอม 24 มีแผนภาพแสดงการจัดเรียงอิเล็กตรอนในออร์บิทัลต่างๆ ดังนี้

 

Cr  =  1s2  2s2  2p6  3s2  3p6  4s1  3d5      ไม่ใช่       4s2  3d4

 

1s2

2s2

2p6

3s2

3p6

4s1

3d5

Cr

 

และ Cu  เลขอะตอม 29  บรรจุอิเล็กตรอนในออร์บิทัลต่าง ๆ ดังนี้

Cu  =  1s2  2s2  2p6  3s2  3p6  4s1  3d10   ไม่ใช่      4s2  3d9

 

1s2

2s2

2p6

3s2

3p6

4s1

3d10

Cu

 

สรุปการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบครึ่งและแบบเต็ม

¢  การที่บรรจุอิเล็กตรอนของ Cr เป็น  4s1  3d5  โดยมีอิเล็กตรอนใน
3d–orbital เป็น 5 อิเล็กตรอน  เป็น การบรรจุแบบครึ่ง  (Half–filled electronic configuration) ซึ่งทำให้อะตอมมีความเสถียรกว่าการบรรจุแบบ 4s2  3d4

¢  ส่วน Cu ซึ่งบรรจุอิเล็กตรอนเป็น 4s1  3d10   จะเสถียรกว่าการบรรจุแบบ 4s2  3d9  เพราะ 3d–orbital มีจำนวนอิเล็กตรอนเต็มทุกออร์บิทัล  เป็น การบรรจุแบบเต็ม  (Full–filled electronic configuration)

 

Back to TOP

 

 


[หน้าหลักเว็บไซต์] [แบบจำลองอะตอม] [การจัดเรียงอิเล็กตรอน] [วิวัฒนาการตารางธาตุ] [สมบัติตารางธาตุ] [เลขออกซิเดชัน]
 [Back] [Home] [Up] [Next]

 Copyright 2008  บทเรียนออนไลน์วิชาเคมีนี้ จัดทำโดยครูจุฑามาศ วงษ์สวาท
กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์  โรงเรียนพรหมานุสรณ์จังหวัดเพชรบุรี อำเภอเมือง  จังหวัดเพชรบุรี

แสดงความคิดเห็นที่มีต่อบทเรียน  ติดต่อได้ที่  [jutamas.toi@gmail.com].
Last updated: 29/09/2014 21:12:32 +0700.
Hit Counter