แบบจำลองอะตอมของดอลตัน

1) แบบจำลองอะตอมของดอลตัน

  

อะตอมมีลักษณะทรงกลม และเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กที่สุด ซึ่งแบ่งแยกไม่ได้และไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่หรือทำให้สูญหายไปได้

 นักปราชญ์ชาวกรีก  ชื่อ  ดิโมคริตุส  ได้เสนอความคิดว่า  การแบ่งสารให้มีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ
ในที่สุดจะได้หน่วยย่อยซึ่งไม่สามารถแบ่งให้เล็กลงได้อีก  หน่วยย่อยนี้เรียกว่า  อะตอม (Atom) 
มาจากภาษากรีก  Atomos  ซึ่งตรงกับภาษาอังกฤษว่า  Indivisible  แปลว่าไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก  ความคิดนี้เป็นเพียงสิ่งนึกคิดไม่มีพื้นฐานมาจากการทดลอง
            เนื่องจากอะตอมมีขนาดเล็กมาก  มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า  แม้จะใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ก็ยังไม่สามารถมองเห็นอะตอมได้  ปัจจุบันมีการพัฒนากล้องจุลทรรศน์สนามไอออนที่มีกำลังขยายประมาณ  750,000  เท่า จึงสามารถถ่ายภาพปลายเข็มของธาตุรีเนียม (Rhenium , Re)  
ซึ่งเชื่อว่าเป็นภาพของอะตอม  แต่ไม่สามารถบอกลักษณะรายละเอียดภายในอะตอม
            การที่อะตอมมีขนาดเล็กมาก  จนไม่สามารถมองเห็นได้   การศึกษาเกี่ยวกับอะตอม
จีงใช้วิธีการสร้างแบบจำลอง  ซึ่งเป็นมโนภาพที่สร้างขึ้นจากข้อมูลที่ได้จากการทดลอง
เพื่อใช้อธิบายลักษณะของอะตอม  แบบจำลองอะตอมสามารถปรับปรุง หรือเปลี่ยนแปลงได้ 
ถ้ามีผลการทดลองใหม่ ๆ  ซึ่งแบบจำลองเดิมอธิบายไม่ได้  นักวิทยาศาสตร์จึงเสนอแบบจำลองใหม่
ให้สอดคล้องกับผลการทดลอง ดังนั้นจึงพบว่าแบบจำลองอะตอมมีการเปลี่ยนแปลงเรื่อยมา

1.  แบบจำลองอะตอมของดอลตัน 
            ในปี พ.ศ. 2346 (ค.ศ.1803)  จอห์น  ดอลตัน (John  Dalton)  นักวิทยาศาสตร์
ชาวอังกฤษ ได้เสนอแนวคิดเกี่ยวกับอะตอม  โดยอาศัยพื้นฐานจากทฤษฎีของอะตอมที่ว่า 
“อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลมที่มีขนาดเล็กมาก และแบ่งแยกอีกต่อไปไม่ได้  ดังนั้น 
แบบจำลองอะตอมของดอลตัน  จึงเป็นทรงกลมตัน และแบ่งแยกอีกไม่ได้  มีรายละเอียดดังนี้

            1.  สารประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กเรียกว่า อะตอม  แบ่งแยกไม่ได้และสร้างขึ้น 
หรือทำลายให้สูญหายไปไม่ได้
            2.  อะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน  ย่อมมีมวลเท่ากัน และมีสมบัติเหมือนกันแต่มีสมบัติ
แตกต่างจากอะตอมของธาตุชนิดอื่น ๆ
            3.  สารประกอบเกิดจากการรวมตัวทางเคมีของอะตอมของธาตุตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป
โดยมีอัตราส่วนในการรวมตัวที่เป็นเลขลงตัวจำนวนน้อย ๆ    
            4.  อะตอมของธาตุสองชนิดอาจรวมตัวกันด้วยอัตราส่วนต่าง ๆ กัน เกิดเป็นสารประกอบได้
หลายชนิด
            5.  โมเลกุลของสารประกอบชนิดเดียวกันย่อมมีสมบัติแตกต่างจากโมเลกุลของสารประกอบอื่น ๆ
 เช่น โมเลกุลของน้ำ (H₂O)  ต่างจากโมเลกุลของดินประสิว (KNO₃) 

            

เมื่อตั้งทฤษฎีอะตอม  ปรากฎว่าเป็นที่ยอมรับของนักวิทยาศาสตร์และทำให้เกิดการศึกษาเรื่อง
อะตอมกันอย่างกว้างขวางทำให้พบข้อบกพร่องของทฤษฎีอะตอมหลายประการ

ข้อบกพร่องของทฤษฎีอะตอม
            1.  ทฤษฎีกล่าวว่าอะตอมเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดและไม่สามารถแบ่งแยกได้จากการศึกษา
ทางนิวเคลียร์ฟิสิกส์พบว่าอะตอมไม่ใช่อนุภาคที่เล็กที่สุด  แต่ประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กกว่าคือ 
โปรตอน  นิวตรอน  อิเล็กตรอนและสามารถแบ่งแยกออกเป็นอนุภาคเล็ก ๆ ได้
            2.  ทฤษฎีกล่าวว่าอะตอมทำให้เกิดใหม่หรือสูญหายไม่ได้  ในทางนิวเคลียร์ฟิสิกส์สามารถ
ทำให้อะตอมของธาตุชนิดหนึ่งเปลี่ยนแปลงไปเป็นอีกชนิดหนึ่งและสามารถประดิษฐ์อะตอมของธาตุใหม่
ที่ไม่พบในธรรมชาติ ได้แก่  ธาตุที่  93 - 105   แสดงว่าอะตอมทำให้เกิดใหม่หรือสูญหายได้
            3.  ทฤษฎีกล่าวว่าอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันย่อมมีสมบัติเหมือนกัน 
            จากการศึกษาทางนิวเคลียร์ฟิสิกส์พบว่าไอโซโทป (Isotope)  ซึ่งเป็นอะตอมของธาตุเดียวกันที่มี
มวลไม่เท่ากัน เช่น  ไอโซโทปของธาตุไฮโดรเจนมี  H – 1, H – 2 และ H – 3  ทั้ง  3  อะตอมมีมวลต่างกัน
ทั้ง ๆ ที่เป็นธาตุเดียวกัน  โดยมวลของอะตอมเป็นสมบัติทางกายภาพของอะตอม  แสดงว่าอะตอมของ
ธาตุเดียวกันอาจมีสมบัติต่างกัน
            4. ทฤษฎีกล่าวว่าสารประกอบเกิดจากการรวมตัวของอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน  โดยมี
อัตราส่วนจำนวนอะตอมคงที่  ข้อนี้เป็นจริงจนปัจจุบัน

 ข้อจำกัดของทฤษฎีอะตอม  ไม่สามารถอธิบายเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี ดังนี้
            1.  เหตุใดธาตุชนิดหนึ่งๆ สามารถทำปฏิกิริยากับธาตุบางธาตุ เช่น   แก๊สไนโตรเจน
ทำปฏิกิริยากับแก๊สไฮโดรเจนได้  แต่ไม่ทำปฏิกิริยากับก๊าซฮีเลียม  เป็นต้น ทฤษฎีอะตอมอธิบาย
สาเหตุไม่ได้
            2.  เหตุใดธาตุแต่ละชนิดจึงเกิดปฏิกิริยาเคมีด้วยอัตราเร็วต่างกัน  เช่น  การเกิดสนิมเหล็ก 
เมื่อเปรียบเทียบกับปฏิกิริยาเคมีระหว่างเลด(II)ไนเตรตกับโพแทสเซียมไอโอไดด์จะเกิดปฏิกิริยาเคมี
ทันทีที่ผสมกัน
            3.  เหตุใดอะตอมจึงมารวมกันเกิดเป็นสารประกอบได้  เมื่ออะตอมอยู่รวมกันเป็นสารประกอบ
มีแรงอะไรที่ยึดเหนี่ยวอะตอมไว้ด้วยกัน
            4.  เหตุใดอะตอมรวมตัวเป็นสารประกอบแต่ละชนิด  โดยมีอัตราส่วนของอะตอมต่างกัน

            จากทฤษฎีอะตอม  ดอลตันได้เสนอแบบจำลองอะตอม  คือ  อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลมและมีขนาดเล็ก 
แต่ไม่กล่าวถึงภายในอะตอม

                                          

                                     ภาพที่ 1.1  แสดงแบบจำลองอะตอมของดอลตัน

             แบบจำลองอะตอมของดอลตันได้นำมาใช้อย่างแพร่หลาย  ต่อมามีการทดลองใหม่ ๆ
ได้ผลการทดลองที่ไม่สามารถใช้แบบจำลองอะตอมของดอลตันอธิบายได้  เช่น  ปรากฏการณ์
ในหลอดรังสีแคโทด  นักวิทยาศาสตร์จึงพัฒนาแบบจำลองขึ้นมาใหม่

อ้างอิง : 

http://www.sahavicha.com/?name=media&file=readmedia&id=2873 ค้นหาเมื่อ 20 มิถุนายน 25588