ทฤษฎีอะตอมของดอลตัน อะตอมและตารางธาตุ จอห์น ดอลตัน ชาวอังกฤษได้รวบรวมเรื่องเกี่ยวกับอะตอมและตั้งเป็นทฤษฎีขึ้นเรียกว่า ทฤษฎีอะตอมของดาลตัน ซึ่งนับเป็นก้าวแรกที่ทำให้เกิดความเข้าใจเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้น ทฤษฎีอะตอมของดาลตันมีใจความสำคัญดังนี้   สสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุดเรียกว่า อะตอม ซึ่งไม่สามารถแบ่งแยกต่อไปได้อีก  

อะตอมไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่หรือทำให้สูญหายไปได้   อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันย่อมเหมือนกัน กล่าวคือมีสมบัติเหมือนกันทั้งทางกายภาพและทางเคมี   อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันย่อมมีมวลหรือน้ำหนักเท่ากัน   สารประกอบเกิดจากการรวมตัวทางเคมีระหว่างอะตอมของธาตุต่างชนิดกันด้วยอัตราส่วนของจำนวนอะตอมเป็นเลขลงตัวน้อยๆ   อะตอมของธาตุสองชนิดขึ้นไปอาจรวมกันเป็นสารประกอบด้วยอัตราส่วนที่มากกว่าหนึ่งอย่างเพื่อเกิดสารประกอบมากกว่า 1 ชนิด

จากทฤษฎีอะตอมของดาลตัน แบบจำลองอะตอมมีลักษณะดังรูป จอห์น ดอลตัน จากทฤษฎีอะตอมของดาลตัน แบบจำลองอะตอมมีลักษณะดังรูป

แบบจำลองอะตอมของทอมสัน ในปี ค.ศ.1897 เจ เจ ทอมสัน ตั้งสมมุติฐานว่ารังสีแคโทดประกอบด้วยอนุภาค คือ อิเล็กตรอน ทอมสันทำการทดลองหาอัตราส่วนระหว่างประจุต่อมวลของอิเล็กตรอนโดยใช้สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าช่วยได้ 1.75 x 108 คูลอมบ์ต่อกิโลกรัมและพบว่าอัตราส่วนนี้มีค่าคงที่ไม่ขึ้นกับชนิดของก๊าซที่ใช้ แสดงว่าในอะตอมทุกชนิดมีอนุภาคอิเล็กตรอนเหมือนกัน

แบบจำลองอะตอมตามทฤษฎีอะตอมของทอมสันมีลักษณะดังรูป

ใน ค.ศ. 1909 เอ อาร์ มิลลิแกนสามารถหาค่าประจุของอิเล็กตรอนได้โดยการทำการทดลองหยดน้ำมันซึ่งมีประจุภายใต้ความโน้มถ่วงของโลก จากรูปพบว่าความต่างศักย์ที่เพิ่มขึ้นจะทำให้หยดน้ำมันที่มีประจุเคลื่อนที่ช้าลงเพราะถูกดึงดูดไว้ด้วยขั้วบวก และถ้าเพิ่มความต่างศักย์มากพอจนถึงค่าหนึ่ง จะทำให้หยดน้ำมันหยุดนิ่งได้ แสดงว่าแรงจากสนามไฟฟ้าและแรงเนื่องจากความโน้มถ่วงเท่ากันพอดี ถ้าเราทราบค่าความต่างศักย์และน้ำหนักของหยดน้ำมัน เราก็สามารถหาค่าประจุบนหยดน้ำมันได้ ซึ่งพบว่ามักมีค่าเป็นเลขจำนวนเต็มคูณกับค่าประจุที่เล็กที่สุดเสมอ (เป็นจำนวนเท่าของ 1.60x10-19คูลอมบ์)

เมื่อกำหนดค่าประจุของอิเล็กตรอนดังกล่าวและจากค่าอัตราส่วน(e/m)ของทอมสัน เราก็สามารถทราบได้ว่าน้ำหนักของอิเล็กตรอนคือ 9.11x10-28 ซึ่งปรากฎว่าเบากว่าอะตอมที่เบาที่สุด คือ ไฮโดรเจนราว 1/2000 เท่า จากผลการทดลองเหล่านี้แสดงว่าอิเล็กตรอนในอะตอมเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดและยังสนับสนุนว่าอิเล็กตรอนเป็นอนุภาคซึ่งแบ่งย่อยต่อไปไม่ได้อีกด้วย ใน ค.ศ.1896 แบคเคอเรลพบว่าเกลือของยูเรเนียมเปล่งรังสีซึ่งสามารถทะลุผ่านกระดาษสีดำที่ใช้หุ้มแผ่นฟิล์มและทำให้แผ่นฟิล์มดำได้ โดยเขาเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า กัมมันตภาพรังสี

แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด รัทเทอร์ฟอร์ดพบว่ารังสีส่วนใหญ่ไม่เบี่ยงเบน และส่วนน้อยที่เบี่ยงเบนนั้น ทำมุมเบี่ยงเบนใหญ่มาก บางส่วนยังเบี่ยงเบนกลับทิศทางเดิมด้วย จำนวนรังสีที่เบี่ยงเบนจะมากขึ้นถ้าความหนาแน่นของแผ่นโลหะเพิ่มขึ้น

จากการคำนวณ รัทเทอร์ฟอร์ดพบว่า ในบรรดาอนุภาคแอลฟา 108 อนุภาคจะมีเพียงอนุภาคเดียวเท่านั้นที่จะถูกกระจายกลับทางเดิม รัทเทอร์ฟอร์ดจึงเสนอว่าพื้นที่หน้าตัดของนิวเคลียสเป็นเพียงราว 10-8 ของพื้นที่อะตอมหรือรัศมีของนิวเคลียสเป็นเพียง 10-4เท่าของรัศมีอะตอม นั่นคือนิวเคลียสมีรัศมีประมาณ 10-14 เมตร

รูปแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด รูปแบบจำลองอะตอมที่มีโปรตอน อิเล็กตรอนและนิวตรอน

เลขมวล เลขอะตอม เลขไอโซโทป เลขมวล เลขอะตอม เลขไอโซโทป จากการศึกษาและทดลองต่างๆ พอที่จะสรุปเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมได้ว่า ทุกอะตอมประกอบด้วยอนุภาคที่สำคัญคือ โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน โดยมีโปรตอนกับนิวตรอนอยู่ภายในนิวเคลียส นิวเคลียสนี้จะครอบครองเนื้อที่ภายในอะตอมเพียงเล็กน้อยและมีอิเล็กตรอนวิ่งรอบๆนิวเคลียสด้วยความเร็วสูงคล้ายกับมีกลุ่มประจุลบปกคลุมอยู่โดยรอบ

อนุภาคมูลฐาน อนุภาค ประจุ(หน่วย) ประจุ(C) มวล(g) มวล(amu) อิเล็กตรอน -1 1.6 x 10-19 0.000549 9.1096 x 10-28 โปรตรอน +1 1.007277 1.6726 x 10-24 นิวตรอน 1.008665 1.6749 x 10-24 A = Z+ N จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเรียกว่า           (atomic number, Z) ผลบวกของจำนวนโปรตอนกับนิวตรอนเรียกว่า           (mass number, A) โดยที่ N เป็นจำนวนนิวตรอน (เลขเชิงมวลจะเป็นจำนวนเต็มและมีค่าใกล้เคียงกับมวลของอะตอม)

การเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์ เขียน           (A)ไว้ข้างบนด้านซ้ายของ สัญลักษณ์ธาตุ เขียน           (Z)ไว้ข้างล่างด้านซ้ายของ สัญลักษณ์ธาตุ

เลขมวล mass number เลขอะตอม atomic number = จำนวนอนุภาคในนิวเคลียส เลขมวล mass number = โปรตอน + นิวตรอน เลขอะตอม atomic number = จำนวน โปรตอน (p) ในอะตอมที่เป็นกลาง จำนวน p = จำนวน e-

เช่น 1H 12C 14N 16O 31P 32S 40Ca เป็นต้น เช่น 12Mg 2 8 2 หมู่ 2 คาบ 3     1. เลขมวล (Mass Number) คือ เลขที่แสดงจำนวนโปรตอนและนิวตรอนสัญลักษณ์ที่ใช้แทนเลขมวล    Ax   A คือ เลขมวล (p + n)              เช่น 1H     12C     14N     16O     31P     32S   40Ca    เป็นต้น     2. เลขอะตอม (Atomic Number) คือ จำนวนโปรตอนภายในอะตอม สัญลักษณ์ที่ใช้แทนเลขอะตอม  Zx   Z คือ เลขอะตอม (p)  เลขอะตอมใช้บอกว่าธาตุนั้นอยู่หมู่ใดและคาบใดในตารางธาตุ โดยอาศัยเลข 2, 8, 18, 32 เป็นหลักในการคิด เช่น  12Mg   2   8   2     หมู่ 2 คาบ 3             17Cl     2   8   7    หมู่ 7 คาบ 3

11H (โปรเทียม, สัญลักษณ์ H) ไอโซโทป คือ ธาตุที่มีเลขอะตอมเหมือนกันแต่เลขมวลต่างกัน หรือธาตุที่มีจำนวนโปรตอนเหมือนกัน แต่นิวตรอนต่างกัน 11H (โปรเทียม, สัญลักษณ์ H) 12H (ดิวทีเรียม, สัญลักษณ์ D) 13H (ทริเทียม, สัญลักษณ์ T) H2O D2O (heavy water) T2O ไอโซโทน คือ ธาตุที่มีนิวตรอนเท่ากัน แต่โปรตอนต่างกัน 612C 511B 613C 714N ไอโซบาร์ คือ ธาตุที่มีเลขมวลเท่ากัน แต่เลขอะตอมต่างกัน 614C 714N 1530P 1630S

แบบจำลองอะตอมของโบร์   แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด กล่าวถึงอิเล็กตรอนวิ่งรอบๆ นิวเคลียส แต่ไม่ทราบว่าอิเล็กตรอนอยู่รอบ ๆ นิวเคลียสมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนอย่างไร นักวิทยาศาสตร์จึงมีการศึกษาข้อมูลใหม่มาสร้างแบบจำลองที่เน้นรายละเอียดเกี่ยวกับการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่อยู่รอบนิวเคลียส โดยศึกษาจากสเปกตรัมและค่าพลังงานไอออไนเซชัน

แบบจำลองอะตอมของโบร์

สเปกตรัม สเปกตรัมเป็นแสงที่ถูกแยกกระจายออกเป็นแถบสีต่าง ๆ และแสงเป็นรูปหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ฉะนั้นเพื่อความเข้าใจจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับส่วนประกอบของคลื่นและพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเสียก่อนแล้วนำความรู้เรื่องดังกล่าวมาใช้ในการวิเคราะห์สเปกตรัมได้

ส่วนประกอบของคลื่น 1.  สันคลื่นหรือยอดคลื่น คือตำแหน่งสูงสุดของคลื่น ในภาพ คือตำแหน่ง ก และ ข 2.  ท้องคลื่น คือตำแหน่งที่ต่ำสุดของคลื่น ในภาพคือตำแหน่ง ค 3.  ความยาวคลื่น ใช้สัญลักษณ์  อ่านว่า แลมป์ดา คือระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ ในภาพ คือ  ตำแหน่ง ก ถึง   ข ความยาวคลื่นมีหน่วยเป็นเมตรหรือมีหน่วยเป็นนาโนเมตร (nm) ก็ได้ โดย 1 นาโนเมตร = 10-9 เมตร

4.  ความถี่ใช้สัญลักษณ์  (อ่านว่านิว) คือจำนวนรอบที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านจุดหนึ่งในเวลา 1 วินาทีความถี่มีหน่วยเป็น รอบ/วินาที (s-1) หรือ (Hz) 5.  แอมปริจูดคือความสูงของคลื่น ในภาพคือ ก ถึง ง   จ ถึง ค และ  ข ถึง ฉ คลื่นในเรื่องนี้เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า  ซึ่งประกอบด้วยคลื่นที่มีความถี่และความยาวคลื่นต่าง ๆ กัน เป็นช่วงกว้าง มีทั้งช่วงความยาวคลื่นที่มองเห็นและความยาวคลื่นที่มองไม่เห็น ดังรูป

รูป แสงสีต่าง ๆ ในแถบสเปกตรัมของแสง เมื่อนำแสงขาวที่เกิดจากดวงอาทิตย์ส่องผ่านปริซึมหรือเกรตติงแสงสีขาวจะแยกเป็นสีต่างๆ ต่อเนื่อง ซึ่งเรียกว่า   แถบสเปกตรัม ดังรูป รูป แสงสีต่าง ๆ ในแถบสเปกตรัมของแสง

ม่วง น้ำเงิน เขียว เหลือง ส้ม แดง แสงสีต่าง ๆ ในแถบสเปกตรัมของแสง สเปกตรัม ความยาวคลื่น (nm) ม่วง น้ำเงิน เขียว เหลือง ส้ม แดง 400 - 420 420 - 490 490 - 580 580 - 590 590 - 650 650 - 700

Flame tests Compounds containing lithium, sodium, potassium, calcium and barium can be recognised by burning the compound and observing the colours produced: Lithium Red Sodium Yellow Potassium Lilac Calcium Brick red Barium Green

The Bohr Atom Electrons Nucleus Orbit / Energy Level

How do we make Light? Need energy Need atoms Need electrons Need energy levels. High Energy Level Low Energy Level Light Heat or other form of energy

Difference in energy between two levels: The Bohr Atom (3) n=1 n=2 n=3 n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 Lyman Series Balmer Series Paschen Series Difference in energy between two levels: Absorption Emission

Hydrogen spectrum

E = h สเปกตรัมของธาตุ E = พลังงานหนึ่งควอนตัมแสง (J) แมกซ์ พลังค์ได้เสนอทฤษฎีควอนตัม (quantum theory) และอธิบายเกี่ยวกับการเปล่งรังสีว่า รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปล่งออกมามีลักษณะเป็นกลุ่มๆ ซึ่งประกอบด้วยหน่วยเล็กๆ เรียกว่า ควอนตัม (quantum) ขนาดของควอนตัมขึ้นกับความถี่ของรังสี และแต่ละควอนตัมมีพลังงาน (E) โดยที่ E เป็นปฏิภาคโดยตรงกับความถี่ (v) ดังนี้ E = h E = พลังงานหนึ่งควอนตัมแสง (J) h = ค่าคงที่ของพลังค์ (6.62 x 10-34 Js) = ความถี่ (s-1)

ความยาวคลื่นจะสัมพันธ์กับความถี่และความเร็วคลื่น ดังนี้ C คือ ความเร็วของแสง คือ ความยาวคลื่น  คือ ความถี่

เมื่อ C คือความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศมีค่าเท่ากับ 3 เมื่อ C คือความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศมีค่าเท่ากับ 3.0 x 108 เมตรต่อวินาที ค่าพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคำนวณได้จากความสัมพันธ์ดังนี้

แบบฝึกหัดที่ 1.2 1. จงให้ความหมายของคำว่าไอโซโทป พร้อมยกตัวอย่าง 2. ถ้าธาตุ X มี 12 อิเล็กตรอนและมีนิวตรอน 12 13 และ 14 ตามลำดับ จงเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์ของไอโซโทปต่างๆ ของธาตุ X นี้ 3. เส้นสเปกตรัมสีแดงของโพแทสเซียมมีความถี่ 3.91 X 1014 เฮิร์ตซ์ จะมีความยาวคลื่นเป็นเท่าไร 4. สเปกตรัมเส้นหนึ่งของซีเซียม มีความยาวคลื่น 456 นาโนเมตร จะมี ความถี่เท่าไร 19 9

การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลัก Electron configuration หลักการ 1.จัด e- ในระดับพลังงานต่ำสุดก่อน 2. จำนวน e- ที่มีได้มากที่สุดในแต่ละระดับพลังงานหลัก เท่ากับ 2n2 3. จำนวน e- ในระดับพลังงานสูงสุดมีได้ไม่เกิน 8 (เวเลนซ์อิเล็กตรอน) 4. จำนวน e- ที่ถัดจากระดับพลังงานสูงสุดเข้ามา 1 ระดับ ต้องเป็น 8 หรือ 18 เท่านั้น

2n2 2(1)2 = 2 n =1 สามารถบรรจุอิเล็กตรอนได้ 2(2)2 = 8 n =2 สามารถบรรจุอิเล็กตรอนได้ 2(3)2 = 18 n =3 สามารถบรรจุอิเล็กตรอนได้ 2(4)2 = 32 n =4 สามารถบรรจุอิเล็กตรอนได้

จำนวนอิเล็กตรอนที่มีได้เต็มที่ (อนุภาค) ตารางแสดงระดับพลังงานและจำนวนอิเล็กตรอนที่มีได้เต็มที่ในแต่ละระดับพลังงาน ระดับพลังงาน (n) shell จำนวนอิเล็กตรอนที่มีได้เต็มที่ (อนุภาค) 1 2 3 4 5 6 7 K L M N O P Q 8 เป็นไปตามสูตร 2n2 18 32 18 ไม่เป็นไปตามสูตร 2n2 8

การจัดอิเล็กตรอนในอะตอมตามระดับพลังงาน การจัดตัวของอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุบางชนิด ชื่อธาตุ สัญลักษณ์ธาตุ เลขอะตอม การจัดอิเล็กตรอนในอะตอมตามระดับพลังงาน วาเลนซ์อิเล็กตรอน ลิเทียม Li 3 2,1 1 โบรอน B 5 2,3 แมกนีเซียม Mg 12 2,8,2 2 ซัลเฟอร์ S 16 2,8,6 6 ครอลีน Cl 17 2,8,7 7 โปแทสเซียม K 19 2,8,8,1 อาร์เซนิก As 33 2,8,18,5 คริปตอน Kr 36 2,8,18,8 8 ทิน (ดีบุก) Sn 50 2,8,18,18,4 4

ออร์บิทัล Orbital S p d f     เป็นระดับพลังงานที่ย่อยลงไปอีก ใน 1 ออร์บิทัล จะมี อิเล็กตรอน ได้สูงสุด 2 อิเล็กตรอน ดังนั้นจำนวนออร์บิทัลในระดับพลังงานย่อยจึงเป็นดังนี้ มี 1 ออร์บิทัล = 2 อิเล็กตรอน S มี 3 ออร์บิทัล = 6 อิเล็กตรอน p มี 5 ออร์บิทัล = 10 อิเล็กตรอน d มี 7 ออร์บิทัล = 14 อิเล็กตรอน f

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

หลักการกีดกันของเพาลี (Pauli Exclusion Principle) “ไม่มีอิเล็กตรอนตัวใดที่มีการจัดโครงการแบบอิเล็กตรอน (Electron configuration) เหมือนอิเล็กตรอนตัวอื่น ดังนั้นอิเล็กตรอนคู่หนึ่งในออร์บิทัลเดียวกัน จะหมุนรอบตัวเองแตกต่างกัน” ไม่ใช่

ใช้หลักของเพาลี ในการบรรจุอิเล็กตรอน คือ ในแต่ละออร์บิทัลจะบรรจุอิเล็กตรอนได้อย่าง มากที่สุด 2 ตัว (มีสปินต่างกัน) ใช้เครื่องหมาย   แทนอิเล็กตรอนที่มีสปินขึ้น (spin up) ใช้เครื่องหมาย   แทนอิเล็กตรอนที่มีสปินลง (spin down) ใช้เครื่องหมาย   แทนอิเล็กตรอนเดี่ยวในออร์บิทัล ใช้เครื่องหมาย   แทนอิเล็กตรอนคู่ในออร์บิทัล

กฎของฮุนด์ (Hund’s Rule) “บรรจุอิเล็กตรอนลงในแต่ละออร์บิทัลให้เป็นอิเล็กตรอนเดี่ยวๆมากที่สุดเท่าที่จะมากได้” เช่น Electron configuration ของ N ไม่ใช่

หลักเอาฟบาว (Aufbau Principle) “ การเขียนโครงแบบอิเล็กตรอนให้บรรจุอิเล็กตรอนลงในระดับพลังงานย่อยที่มีพลังงานต่ำก่อน แล้วจึงบรรจุลงในระดับพลังงานย่อยที่มีพลังงานสูง”

การบรรจุเต็ม (Complete subshell) 1s2 2s2 2p6 การบรรจุไม่เต็ม (Incomplete subshell) 1s2 2s2 2p4 การบรรจุครึ่ง (Half-filled subshell) 1s2 2s2 2p3

โครงแบบอิเล็กตรอนแบบบรรจุเต็มจะเสถียรกว่าแบบบรรจุครึ่งและแบบบรรจุครึ่งก็จะเสถียรกว่าแบบอื่นๆ เช่น 2p6 เสถียรกว่า 2p3 2p3 เสถียรกว่า 2p4 3d10 เสถียรกว่า 3d9

ตัวอย่าง เขียนโครงแบบอิเล็กตรอนของ 24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s13d5 หรือเขียนเป็น 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d54s1 สำหรับ29Cu ก็จะมีโครงแบบอิเล็กตรอนเป็น 1s22s2 2p6 3s2 3p63d104s1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d94s2 ทั้งนี้เนื่องจากการจัดเป็น filled configuration จะเสถียรกว่า

การเขียน Electron configuration ของอะตอมมี 3 แบบ ยกตัวอย่าง Electron configuration ของ 11Na 1. spdf notation 2. Noble-gas-core abbreviated notation 3. Orbital diagrams 1s2 2s2 2p6 3s1 [Ne] 3s1 1s 2s 2p 3s

ตัวอย่าง ใช้หลักเอาฟบาว เขียนโครงแบบอิเล็กตรอน สำหรับ 15P วิธีทำ บรรจุอิเล็กตรอนในออร์บิทัลต่างๆ ตามระดับพลังงานดังนี้                                     3p 3s                                         2p 2s     1s     จากแผนภาพข้างต้นนำมาเขียนการจัดเรียงอิเล็กตรอนตามระดับพลังงานในออร์บิทัลที่เพิ่มขึ้นได้เป็นดังนี้ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 การจัดอิเล็กตรอนในอะตอมตามระดับพลังงาน เป็น 2 , 8 , 5

Electron Configurations Electrons fill the lowest energy levels first (calcium shown) 4d E N E R G Y 5s 4p 3d 4s 3p 3s 2p 2s 1s จากแผนภาพข้างต้นนำมาเขียนโครงแบบอิเล็กตรอนตามระดับพลังงานในออร์บิทัลที่เพิ่มขึ้นได้เป็นดังนี้ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 หรือ 2 , 8 , 8 , 2

แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก          แบบจำลองอะตอมของโบร์ ใช้อธิบายเกี่ยวกับเส้นสเปกตรัมของธาตุไฮโดรเจนได้ดีแต่ ไม่สามารถอธิบายเส้นสเปกตรัมของอะตอมที่มีหลายอิเล็กตรอนได้จึงได้มีการศึกษาเพิ่มเติมจนได้แบบจำลองใหม่ที่เรียกว่าแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้          1. อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสอย่างรวดเร็ว     ด้วยรัศมีไม่แน่นอนจึงไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนของอิเล็กตรอนได้บอกได้แต่เพียงโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในบริเวณต่างๆปรากฏการณ์แบบนี้นี้เรียกว่ากลุ่มหมอกของอิเล็กตรอน  บริเวณที่มีกลุ่ม หมอกอิเล็กตรอนหนาแน่น จะมีโอกาสพบอิเล็กตรอนมากกว่าบริเวณที่เป็นหมอกจาง

         2. การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสอาจเป็นรูปทรงกลมหรือรูปอื่น ๆ    ขึ้นอยู่กับระดับพลังงานของอิเล็กตรอน แต่ผลรวมของกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนทุกระดับพลังงานจะเป็นรูปทรงกลม สมบัติทั้งเคมีและกายภาพของสสารที่แสดงออกก็ทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าข้อคิดต่างๆ เกี่ยวกับอะตอมที่จะกล่าวต่อไปนี้น่าจะเป็นความจริง คือ   1.สสารย่อมประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กมากเรียก อะตอม   2.อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันเหมือนกันในเชิงเคมี อะตอมของธาตุต่างชนิดกันย่อมต่างกันเชิงเคมี

3. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันไม่จำเป็นต้องมีมวลเท่ากัน แต่กลุ่มหนึ่งๆ ของอะตอมองธาตุนั้นย่อมมีมวลเฉลี่ยของอะตอมคงที่ และค่านี้เป็นสมบัติเฉพาะตัวของธาตุนั้น ๆ 4. อะตอมของธาตุอย่างหนึ่งอาจมีมวลเกือบเท่ากับอะตอมของธาตุอื่น แต่กลุ่มหนึ่งๆของอะตอมของธาตุอย่างหนึ่งนั้นจะต้องมีมวลเฉลี่ยของอะตอมแตกต่างกันกับกลุ่มหนนึ่งๆของอะตอมของธาตุนั้น 5.ในปฏิกิริยาเคมีใดๆ อะตอมจะไม่ถูกแบ่งออก

แบบฝึกหัด ให้จัดเรียงอิเล็กตรอนลงในระดับพลังงานหลักและระดับพลังงานย่อยของธาตุดังต่อไปนี้ * ใช้เลขที่ตนเองแทนเลขอะตอมแล้วจัดเรียงอิเล็กตรอนลงในระดับพลังงานหลักและระดับพลังงานย่อยส่งงานทาง email : nuy.rattanaporn@gmail.com

1s 2s 2p 3s 1s2 2s2 2p6 3s1 1. Orbital diagrams 2. spdf notation 3. เขียนชั้นระดับพลังงานหลัก 2 , 8 , 1 1s 2s 2p 3s 1s2 2s2 2p6 3s1

6. ธาตุวาเนเดียมและแพลทินัม มีเลขอะตอม 23 และ 78 ตามลำดับ จงแสดงการจัดอิเล็กตรอนของธาตุทั้งสอง 7. ถ้าธาตุ A B และ C มีการจัดอิเล็กตรอนดังนี้ ธาตุ A 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 ธาตุ B 1s2 2s2 2p6 3s2 ธาตุ C 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ธาตุ A B และ C มีเลขอะตอมเท่าใด ธาตุแต่ละชนิดมีอิเล็กตรอนอยู่ในระดับพลังงานใดบ้าง และมีจำนวนเท่าใด