สิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับทฤษฎีอะตอมสมัยใหม่

นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีก Democritus ได้ริเริ่มมุมมองของทฤษฎีอะตอมในศตวรรษที่ 4 คำว่าอะตอมนั้นมาจากภาษากรีก "Atomos" ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถแบ่งได้อีก Democritus สันนิษฐานว่าอะตอมเป็นวัตถุที่มีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถแบ่งออกได้อีก อย่างไรก็ตามทฤษฎีอะตอมของแบบจำลองของ Democritus ไม่มีหลักฐานการทดลองที่สามารถพิสูจน์ทฤษฎีหรือมุมมองของเขาได้

แม้ว่ามุมมองของทฤษฎีอะตอมของ Democritus จะไม่ใช่เรื่องใหม่สำหรับนักวิจัย แต่นักวิจัยหลายคนยังคงมีมุมมองของ Democritus และคิดทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับอะตอม ในบรรดาทฤษฎีเหล่านี้ ได้แก่ ทฤษฎีอะตอมสมัยใหม่ที่พัฒนาโดย Louis Victor de Broglie (1892 - 1987), Werner Heisenberg (1901 - 1976) และ Erwin Schrodinger (1887 - 1961) แต่คุณรู้หรือไม่ว่าทฤษฎีอะตอมสมัยใหม่คืออะไร?

ทฤษฎีอะตอมสมัยใหม่หรืออาจเรียกว่าทฤษฎีอะตอมของกลศาสตร์ควอนตัมหรือกลศาสตร์คลื่นกล่าวว่าอะตอมประกอบด้วยอนุภาคย่อย ได้แก่ นิวตรอน (n), โปรตอน (p) และอิเล็กตรอน (e) โดยที่นิวตรอนและโปรตอนรวมกันเป็นนิวเคลียสที่เป็นของแข็งและเรียกว่านิวเคลียสหรือนิวเคลียสอะตอม อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสด้วยความเร็วเกือบเท่าแสงเพื่อก่อตัวเป็นเมฆอิเล็กตรอน

พื้นฐานของทฤษฎีอะตอมสมัยใหม่นี้คือทฤษฎีคู่ของอนุภาคคลื่นหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กและสมการชเรอดิงเงอร์ แบบจำลองอะตอมสมัยใหม่นี้เรียกอีกอย่างว่าแบบจำลองเมฆอิเล็กตรอนซึ่งแบบจำลองอะตอมสมัยใหม่นี้เกี่ยวข้องกับเคมี

(อ่านเพิ่มเติม: การทำความเข้าใจทฤษฎีอะตอมของ Bohr)

โดยพื้นฐานแล้วทฤษฎีอะตอมสมัยใหม่นี้เป็นการพัฒนาทฤษฎีแบบจำลองอะตอมของบอร์ ในทฤษฎีของเขาบอร์โต้แย้งว่าอิเล็กตรอนล้อมรอบนิวเคลียสของอะตอมในวงโคจรโดยมีระยะห่างที่แน่นอนจากนิวเคลียสอะตอมซึ่งเรียกว่ารัศมีอะตอม แต่ในทฤษฎีอะตอมสมัยใหม่ไม่สามารถทราบตำแหน่งของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสของอะตอมได้อย่างแน่นอนตามหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก ดังนั้นความน่าจะเป็นมากที่สุดของตำแหน่งของอิเล็กตรอนจึงอยู่ในวงโคจรนั้น กล่าวคืออาจกล่าวได้ว่าพื้นที่ที่มีความน่าจะเป็นมากที่สุดในการค้นหาอิเล็กตรอนในอะตอมอยู่ในวงโคจร

หนึ่งในการทดลองเกี่ยวกับหลอดฟลูออเรสเซนต์และดอกไม้ไฟ ตามที่บอร์กล่าวว่าอะตอมมีเปลือกอะตอมที่อิเล็กตรอนล้อมรอบนิวเคลียสของอะตอมโดยที่เปลือกอะตอมที่อยู่ใกล้นิวเคลียสของอะตอมมากที่สุดมีพลังงานต่ำที่สุดในขณะที่เปลือกนอกมีพลังงานสูงกว่า

การกระจัดของอิเล็กตรอนด้านในสุดจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมันดูดซับพลังงานจากภายนอกอะตอมซึ่งได้จากความร้อนจากการเผาไหม้หรือพลังงานไฟฟ้าที่ผ่านอะตอม จากนั้นอิเล็กตรอนในเปลือกนอกของอะตอมจะได้รับแรงดึงดูดที่อ่อนแอจากนิวเคลียสอะตอมเพื่อให้อะตอมหลุดรอดและสูญเสียอิเล็กตรอนได้ง่ายขึ้น

ในขั้นตอนนี้การแตกตัวเป็นไอออนเมื่ออะตอมถูกประจุหรือกลายเป็นไอออนจะมีความแตกต่างระหว่างจำนวนอิเล็กตรอนและจำนวนโปรตอน