คู่มือครู เคมีเล่ม 1

บทท่ี 2 | อะตอมและสมบัติของธาตุ เคมเี ล่ม 1 76 ขอ้ แนะน�ำ ส�ำ หรบั ครู 1. แผน่ เกรตตงิ ในการทดลองนเ้ี ป็นแผน่ พลาสติกใสบาง ๆ บนแผ่นมชี ่องขนานอยชู่ ดิ กัน มาก โดยทว่ั ไปใน 1 cm อาจแบ่งเปน็ 10,000 ชอ่ งหรอื มากกว่า การแยกแสงที่มี ความยาวคลื่นต่างกันออกจากกันให้เป็นสเปกตรัมของแสง อาศัยสมบัติการกระจาย และการแทรกสอดของคลื่นแสง 2. ให้นักเรียนฝึกใช้แผ่นเกรตติง โดยการปรับมุมรับแสงตกกระทบจากดวงอาทิตย์ จน สามารถสังเกตเห็นสเปกตรัมผา่ นแผน่ เกรตตงิ ได้ จากนน้ั จงึ นำ�ไปใชส้ ่องดแู สงจากหลอด ฟลูออเรสเซนต์ และแสงของหลอดบรรจแุ ก๊สชนดิ ตา่ ง ๆ 3. เตอื นนกั เรยี นไมใ่ ห้น�ำ แผน่ เกรตตงิ ไปส่องดูดวงอาทติ ย์โดยตรง เพราะอาจเปน็ อันตราย ต่อดวงตาได้ 4. เตือนนักเรียนให้ประกอบอุปกรณ์และต่อวงจรไฟฟ้าของชุดศึกษาสเปกตรัมของธาตุให้ เสรจ็ ก่อน แล้วจึงเปิดสวติ ช์ไฟฟา้ ตวั อยา่ งผลการทดลอง แหล่งกำ�เนิดแสง ผลที่ได้จากการสังเกต แสงจากดวงอาทิตย์ ปรากฏเป็นแถบสีต่าง ๆ ต่อเนื่องคล้ายแถบ ของรุ้ง แสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ มีทั้งแถบสีต่อเนื่องและเส้นสีเข้มบนแถบสี เช่น เส้นสีเหลืองบนแถบสีเหลือง เส้นสีเขียว บนแถบสีเขียว แสงจากหลอดบรรจุแก๊สไฮโดรเจน มองเห็นเป็นเส้นสีคราม น้ำ�เงิน และ แดง แสงจากหลอดบรรจุแก๊สฮีเลียม มองเห็นเป็นเส้นสีม่วง เขียว และ ส้ม (มองเห็นสีละหลายเส้น) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมีเล่ม 1 บทที่ 2 | อะตอมและสมบตั ิของธาตุ 77 แหล่งกำ�เนิดแสง ผลที่ได้จากการสังเกต แสงจากหลอดบรรจุแก๊สนีออน มองเห็นเป็นเส้นสีเหลือง ส้ม และ แดง (มอง เห็นสีละหลายเส้น และมีจำ�นวนเส้นมากกว่า แก๊สฮีเลียม) และมองเห็นม่วงอ่อน (เห็นจาง ๆ) แสงจากหลอดบรรจุไอปรอท มองเห็นเป็นเส้นสีม่วง เขียว (มองเห็นสีละ หลายเส้น และมีจำ�นวนเส้นมากกว่าแก๊ส ฮีเลียมแต่น้อยกว่านีออน) และเห็นสีส้ม (มองเห็นหลายเส้นแต่เห็นจาง ๆ) หมายเหตุ ผลการทดลองทแี่ สดงในตาราง สังเกตผ่านแผน่ เกรตต้ิง 13,400 เส้น/นิว้ อภปิ รายผลการทดลอง 1. แผ่นเกรตติงท�ำ หน้าที่แยกแสงท่มี คี วามยาวคล่ืนแตกต่างกันออกเป็นแสงสีต่าง ๆ คล้าย กบั ปริซมึ 2. แสงจากแหลง่ ก�ำ เนดิ แสงตา่ งๆเมอ่ื ผา่ นแผน่ เกรตตงิ จะใหแ้ ถบสหี รอื สเปกตรมั แตกตา่ งกนั เชน่ เมือ่ ใช้แผ่นเกรตตงิ สอ่ งดแู สงขาวจากดวงอาทิตยจ์ ะมองเห็นแถบสตี ่าง ๆ ตอ่ เนอ่ื งกนั แต่เมื่อส่องดูแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ มีทั้งแถบสีต่อเนื่องและเส้นสีเข้มบนแถบสี เช่น เส้นสีเหลืองบนแถบสีเหลือง เส้นสีเขียวบนแถบสีเขียว เมื่อสังเกตเส้นสเปตรัม ของไฮโดรเจนจะเห็นเป็นเส้นสี (ไมไ่ ด้เปน็ แถบตอ่ เนื่อง) 3. ผลการทดลองทไ่ี ดอ้ าจแตกตา่ งจากการทดลองของนกั วิทยาศาสตร์ เน่ืองจากขอ้ จ�ำ กดั ของเคร่ืองมอื การรบกวนของแสง และปจั จัยอ่นื ๆ เชน่ ในการสงั เกตเสน้ สเปตรมั ของ ไฮโดรเจนอาจเห็นเพยี ง 3 เส้น ซงึ่ ไมส่ อดคล้องกบั รูปท่ี 2.7 ในหนังสอื เรยี น คราม นำ้�เงิน แดง ผลการสังเกตท่เี ป็นไปได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 2 | อะตอมและสมบัติของธาตุ เคมเี ล่ม 1 78 4. เสน้ สเปกตรมั แตล่ ะสีปรากฏในต�ำ แหน่งตา่ งกนั เน่ืองจากมีความยาวคล่นื และพลงั งาน แตกตา่ งกัน สรปุ ผลการทดลอง 1. สเปกตรัมของแสงขาวที่สังเกตผา่ นเกรตติงมีลักษณะเป็นแถบสีตอ่ เนือ่ ง 2. สเปกตรัมของหลอดฟลูออเรสเซนต์ท่ีสังเกตผ่านเกรตติงมีลักษณะเป็นแถบสีต่อ เน่อื งและอาจเหน็ เสน้ สีเขม้ บางเสน้ เด่นขนึ้ มา 3. สเปกตรัมของธาตุที่สังเกตผ่านเกรตติงมีลักษณะเป็นเส้น โดยธาตุแต่ละชนิดจะให้สี จ�ำ นวนเส้น และต�ำ แหนง่ ที่เกิดแตกตา่ งกนั 18. ครใู ห้นักเรยี นตอบคำ�ถามชวนคิดโดยอาจให้นักเรียนสบื คน้ จากนั้นร่วมกันอภิปรายเพ่อื เฉลยค�ำ ตอบโดยครคู อยช้แี นะ ชวนคิด นอกจากแผ่นเกรตติงแล้วยังมีอุปกรณ์หรือเครื่องมืออ่ืนที่สามารถนำ�มาใช้ส่องดูเส้น สเปกตรมั ของธาตไุ ดอ้ ีกหรอื ไม่ กล้องสเปกโทรสโคป 19. ครใู ห้นกั เรยี นศึกษาแถบสเปตรัมของแสงขาวและเสน้ สเปกตรมั ของธาตุในรูปท่ี 2.7 เพอ่ื เปรียบเทียบความเหมือนและความแตกต่างระหว่างธาตุต่าง ๆ จากนั้นให้นักเรียนคำ�นวณค่า พลังงานของเส้นสเปกตรัมแตล่ ะเส้นของไฮโดรเจน โดยกำ�หนดให้เสน้ สเปกตรมั ท่มี องเห็นมคี วาม ยาวคลื่น 410 434 486 และ 656 นาโนเมตร ตามล�ำ ดบั จากนน้ั ใหน้ กั เรยี นนำ�ผลการค�ำ นวณไป เปรียบเทียบกบั คา่ พลังงานในตาราง 2.2 20. ครตู ง้ั ค�ำ ถามว่า เส้นสเปกตรัมท่ีเหน็ เกิดจากอิเลก็ ตรอนดูดหรือคายพลังงาน คำ�ตอบทีค่ วร ได้คือคา่ พลงั งานของเสน้ สเปกตรมั ที่คำ�นวณไดส้ อดคล้องกับขอ้ มูลในตาราง 2.2 และเสน้ สเปกตรัมท่ี เหน็ เกิดจากอิเล็กตรอนคายพลังงาน 21. ครใู หน้ ักเรียนพิจารณาผลต่างระหว่างคา่ พลงั งานของเส้นสเปกตรัมทอ่ี ยูถ่ ัดกนั จากนัน้ ใหน้ ักเรยี นอภปิ รายว่าสอดคลอ้ งกบั กจิ กรรม 2.3 หรอื ไม่อยา่ งไร ซงึ่ ควรไดค้ ำ�ตอบวา่ สอดคลอ้ ง โดย ตำ�แหนง่ เสน้ สแี ดงกับสนี ้ำ�เงิน จะหา่ งกันมากกวา่ เส้นสนี ำ้�เงนิ กบั คราม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมเี ล่ม 1 บทท่ี 2 | อะตอมและสมบตั ิของธาตุ 79 22. ครูตั้งคำ�ถามว่า เส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนเกิดจากอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจนซึ่งมี 1 อิเล็กตรอนแต่จากการทดลองพบว่ามีเส้นสเปกตรัม 4 เส้นที่มีสีต่างกัน ระดับพลังงานของ อเิ ลก็ ตรอนของไฮโดรเจนมคี ่าเดียวหรือไม่ อยา่ งไร ควรไดค้ �ำ ตอบวา่ มพี ลังงานมากกว่า 1 ระดับ โดยพลังงานของเส้นสเปกตรัมทั้ง 4 คา่ แสดงใหท้ ราบถงึ ความแตกตา่ งระหว่างระดับพลังงาน ดงั ตัวอยา่ ง ตวั อย่างคำ�ตอบทเ่ี ป็นไปได้ของนักเรียน ซ่ึงอาจยงั ไมถ่ กู ต้องหรอื ไมส่ มบรู ณ์ 23. ครูให้ความรู้เพิ่มเติมว่า นอกจากเส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น มี 4 เสน้ แลว้ นกั วทิ ยาศาสตร์ยงั พบวา่ อเิ ลก็ ตรอนของไฮโดรเจนคายพลังงานออกมาในรปู คลื่น แมเ่ หล็กไฟฟา้ ในช่วงคลน่ื ท่ตี ามองไมเ่ ห็นอกี เช่น อลั ตราไวโอเลต อินฟราเรด และจากการค�ำ นวณ พบว่าเสน้ สเปกตรมั ของไฮโดรเจนทัง้ 4 เสน้ ท่ปี รากฏในชว่ งคล่นื ทีต่ ามองเห็น เกดิ จากอเิ ลก็ ตรอน คายพลังงานเม่ือมกี ารเปล่ียนระดบั พลังงานจากระดับช้นั ทสี่ ูงกวา่ ลงมายงั ชน้ั ที่ต่�ำ กวา่ ดังรูป 2.8 ซ่งึ อาจเปรยี บเทียบการคายพลังงานได้ดงั การกล้งิ ตกบันไดของลูกบอลดงั รปู 2.9 24. ให้นักเรียนพิจารณารูป 2.6 และ 2.8 อีกครั้ง จากนั้นถามคำ�ถามว่า พลังงานที่อิเล็กตรอน ของไฮโดรเจนคายออกมาเมื่อเปล่ยี นระดบั ท่ีสงู กว่าลงมายงั n = 1 อยู่ในช่วงคลื่นอลั ตราไวโอเลตหรือ อินฟราเรด ซ่ึงควรได้คำ�ตอบว่าเปน็ ชว่ งอัลตราไวโอเลตเพราะการคายพลงั งานจากระดบั n ใด ๆ มา ท่ี n = 1 มีค่าพลงั งานมากกว่า n ใด ๆ มาที่ n = 2 ซึ่งสอดคล้องกับรปู 2.6 ท่คี ่าพลังงานในช่วงคล่นื อัลตราไวโอเลตมคี า่ มากกวา่ อนิ ฟราเรด 25. ครูให้ความรู้ว่า จากความรู้เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนใน อะตอมไฮโดรเจน ทำ�ให้ โบร์เสนอแบบจำ�ลองอะตอมวา่ อิเลก็ ตรอนจะเคลอ่ื นท่ีรอบนวิ เคลียสเป็นวง คลา้ ยกับวงโคจรของดาวเคราะหร์ อบดวงอาทิตย์ และในแตล่ ะวงจะมีระดบั พลังงานเฉพาะตัว ดังรปู 2.10 26. ครูให้ความรู้ว่า ในสภาวะปกติอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนจะอยู่ในระดับพลังงานต่ำ�ที่สุด (n = 1 หรือ K) หรือท่เี รยี กวา่ สถานะพ้นื เม่ือได้รับพลงั งานเพิ่มขึ้น อเิ ลก็ ตรอนจะถกู กระตุน้ ไปอย่ใู น ระดับพลังงานที่สูงขึ้นทีเ่ รียกวา่ สถานะกระตุ้น ซง่ึ ไม่เสถียร อิเล็กตรอนจงึ กลับลงมายังระดบั พลังงาน ที่ตำ�่ กวา่ และมคี วามเสถยี รเพ่ิมข้นึ รวมทง้ั คายพลังงานที่ปรากฏเปน็ เส้นสเปกตรัม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 2 | อะตอมและสมบตั ขิ องธาตุ เคมเี ลม่ 1 80 27. ครูให้นักเรียนตอบคำ�ถามชวนคิดโดยอาจให้นักเรียนสืบค้น จากนั้นร่วมกันอภิปรายเพ่อื เฉลยคำ�ตอบโดยครูคอยชีแ้ นะ ชวนคดิ 1. จากรูป 2.7 การมองเห็นเส้นสีสเปกตรัมของปรอทมากกว่าไฮโดรเจนแปลความ หมายได้อยา่ งไร การสังเกตเห็นจำ�นวนเส้นสเปกตรัมของปรอทมากกว่าของไฮโดรเจน แปล ความหมายได้ว่า จำ�นวนระดับพลังงานและจำ�นวนอิเล็กตรอนในอะตอมปรอทมี มากกว่าของอะตอมไฮโดรเจน 2. พราะเหตุใดแสงของดวงอาทิตย์และหลอดฟลูออเรสเซนต์เมื่อผ่านแผ่นเกรตติงจึง สังเกตเห็นเป็นแถบสเปกตรัม เนื่องจากเป็นสเปกตรัมของสารหลายชนิดไม่ใช่ของธาตุเพียงชนิดเดียว และ ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนท่ีทำ�ให้เกิดแถบสเปกตรัมมีจำ�นวนมากจนต่อเนื่องกัน เปน็ แถบ 28. ครูให้นักเรียนสงั เกตวตั ถทุ ี่เคลอ่ื นทอี่ ยา่ งรวดเรว็ เช่น ปลายปากกาท่ีกวดั แกวง่ จุดสบี น ลูกข่างทีก่ �ำ ลงั หมนุ แล้วให้เสนอแบบจ�ำ ลองของตำ�แหน่งวัตถุ จากนัน้ อธบิ ายความหมายของแบบ จำ�ลอง ซึ่งควรสรุปได้วา่ แบบจำ�ลองการเคลอ่ื นทขี่ องวตั ถุไม่สามารถบอกตำ�แหนง่ ท่แี น่นอนของวตั ถุ ณ เวลาหน่ึง ๆ ได้ แตเ่ ปน็ การแสดงตำ�แหน่งโดยเฉล่ยี หรอื ขอบเขตของโอกาสท่จี ะพบวัตถุเท่านั้น ครู เช่ือมโยงกับการเคล่ือนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสซึ่งเคล่ือนท่ีอย่างรวดเร็วตลอดเวลาในทิศทาง ท่ไี ม่แนน่ อน 29. ให้นกั เรียนพจิ ารณาแบบจำ�ลองอะตอมแบบกล่มุ หมอกในรปู 2.11 แล้วอภิปรายร่วมกัน ว่า ความเขม้ ของกลุม่ หมอกที่แสดงในแบบจำ�ลองมคี วามหมายอย่างไร ซึ่งควรไดข้ อ้ สรปุ วา่ บริเวณที่ เปน็ กลุ่มหมอกทบึ แสดงวา่ มโี อกาสท่ีจะพบอิเล็กตรอนไดม้ ากกวา่ บริเวณท่เี ป็นกลุ่มหมอกจาง 30. ครใู หค้ วามรเู้ พม่ิ เตมิ วา่ แบบจ�ำ ลองแบบกลมุ่ หมอกค�ำ นวณไดโ้ ดยใชส้ มการทางคณติ ศาสตร์ 31. ครูใหน้ ักเรยี นท�ำ แบบฝกึ หดั 2.1 แลว้ นำ�มาเฉลยร่วมกัน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมีเล่ม 1 บทท่ี 2 | อะตอมและสมบตั ขิ องธาตุ 81 แนวการวัดและประเมนิ ผล 1. ความรู้เกี่ยวกับวิวัฒนาการของแบบจำ�ลองอะตอม การทดลองของนักวิทยาศาสตร์ที่ เกี่ยวข้องกับแบบจำ�ลองอะตอม จากการทำ�กิจกรรม การอภิปราย การทำ�แบบฝึกหัด และ การทดสอบ 2. ทักษะการสังเกต การหาความสัมพันธ์ระหว่างสเปสกับสเปสและสเปสกับเวลา การ ลงความเห็นจากขอ้ มลู การสร้างแบบจ�ำ ลอง การคดิ และแกป้ ญั หา การใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ การสื่อสาร การท�ำ งานร่วมกัน จากการท�ำ กจิ กรรม การอภปิ รายและน�ำ เสนอ และจากการสงั เกต พฤตกิ รรมขณะทำ�กจิ กรรม 3. จิตวิทยาศาสตร์/เจตคติด้านความมีเหตุผล ความใจกว้าง และความเชื่อและค่านิยม ที่เกย่ี วขอ้ งกับวิทยาศาสตร์ ความรว่ มมอื ชว่ ยเหลอื และความรบั ผิดชอบ จากการสังเกตพฤตกิ รรม ขณะอภิปราย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 2 | อะตอมและสมบัติของธาตุ เคมเี ลม่ 1 82 แบบฝึกหัด 2.1ระ ัดบพ ัลงงานของ ิอเล็กตรอน 1. เส้นสเปกตรัมเส้นหนึ่งของธาตุซีเซียมมีความยาวคลื่น 456 nm จะปรากฏเป็นสีใด เส้นสเปกตรัมของธาตุซีเซียมมีความยาวคลื่น 456 nm จะปรากฏเป็นสีคราม – น้ำ�เงิน 2. เหตุใดเส้นสเปกตรัมของธาตุไฮโดรเจนจึงมีหลายเส้นทั้ง ๆ ที่เป็นธาตุที่มีเพียง 1 อิเล็กตรอน เพราะว่าอิเล็กตรอนในอะตอมของไฮโดรเจนถูกกระตุ้นให้ไปอยู่ในสถานะ กระตุ้นที่มีพลังงานแตกต่างกันได้หลายระดับ ดังนั้นเมื่อมีการเปลี่ยนระดับพลังงาน ของอิเล็กตรอนจากระดับสูงมายังระดับต่ำ� จึงคายพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของ เส้นสเปกตรัมได้หลายค่า 3. จากรูปแสดงการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจน กำ�หนดอนุกรมต่อไปนี้อยู่ในช่วงอัลตราไวโอเลต ช่วงที่ตามองเห็น และช่วงอินฟาเรด n=7 n=6 n=5 n = 4 อนุกรม ค n=3 อนกุ รม ข n=2 อนกุ รม ก n=1 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมีเลม่ 1 บทที่ 2 | อะตอมและสมบัตขิ องธาตุ 83 ถ้า “อนุกรม ข” คือช่วงที่ตามองเห็น อนุกรมใดคือช่วงอัลตราไวโอเลต และอินฟาเรด ตามลำ�ดับ จากรูปจะเห็นว่า อนุกรม ก มีการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนใน ช่วงระดับพลังงานห่างกันมากกว่า อนุกรม ข ซึ่งเป็นช่วงที่ตามองเห็น จึงควรมีพลังงาน มากกว่า ดังนั้น อนุกรม ก จึงควรอยู่ในช่วงอัลตราไวโอเลต ส่วน อนุกรม ค มีการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนใน ช่วง ระดับพลังงานห่างกันน้อยกว่า อนุกรม ข จึงควรมีพลังงานน้อยกว่า ดังนั้น อนุกรม ค จึงควรอยู่ในช่วงอินฟาเรด 4. จงเขียนผังมโนทัศน์ (concept map) เพื่ออธิบายวิวัฒนาการแบบจำ�ลองอะตอม ผงั มโนทศั น์ (concept map) เพอ่ื อธบิ ายววิ ฒั นาการแบบจ�ำ ลองอะตอมอาจเขยี นไดด้ งั น้ี แบบจำ�ลองอะตอม ได้แก่แบบจำ�ลอง ดอลตัน ทอมสัน รัทเทอร์ฟอร์ด โบร์ กลุ่มหมอก อธิบายแทนด้วย อธิบายว่า อธิบายว่า อธิบายว่า อธิบายว่า ทรงกลม ป ร ะ ก อ บ ด้ ว ย ป ร ะ จุ มีนิวเคลียสขนาด อิ เ ล็ ก ต ร อ น ก ลุ่ ม ห ม อ ก ร อ บ แสดงด้วย บวกและมีอิเล็กตรอน เ ล็ ก ม า ก อ ยู่ ภ า ย เ ค ลื่ อ น ที่ ร อ บ นิ ว เ ค ลี ย ส บ ริ เ ว ณ กระจายอยู่ทั่วไป ใ น แ ล ะ มี อิ เ ล็ ก นิ ว เ ค ลี ย ว เ ป็ น ที่ ทึ บ มี โ อ ก า ส ต ร อ น เ ค ลื่ อ น ที่ วง แต่ละวงจะมี พ บ อิ เ ล็ ก ต ร อ น ไ ด้ ม า ก ก ว่ า บ ริ เ ว ณ ที่ แสดงด้วย อยู่รอบ ระดับพลังงาน จาง แสดงด้วย เฉพาะตัว - - -+ - -++-- แสดงด้วย แสดงด้วย +-- - + +- - 76 5 4 3 2 1 K L M N O PQ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 2 | อะตอมและสมบตั ขิ องธาตุ เคมเี ล่ม 1 84 2.2 อนภุ าคในอะตอมและไอโซโทป จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. เขียนและแปลความหมายสญั ลกั ษณน์ วิ เคลยี รข์ องธาตุ 2. อธบิ ายความหมายและยกตัวอยา่ งไอโซโทปของธาตุ ความเขา้ ใจคลาดเคลือ่ นท่อี าจเกิดขนึ้ ความเข้าใจที่ถูกต้อง ความเข้าใจคลาดเคลื่อน ธาตุต่างชนิดกันอาจมีเลขมวลเท่ากันได้ เช่น ธาตุต่างชนิดกันมีเลขมวลต่างกันเสมอ 14₆C กับ 1 47 N มีเลขมวลเท่ากันคือ 14 ในการเขียนสัญลักษณ์นิวเคลียร์ เลขอะตอม ตามข้อกำ�หนดที่เป็นสากล ในการเขียน อยู่ด้านบน เลขมวลอยู่ด้านล่าง (สับสนกับ สัญลักษณ์นิวเคลียร์เลขอะตอมจะอยู่ด้านล่าง ตำ�แหน่งของเลขอะตอมในตารางธาตุ ซึ่งบาง ซ้ายของสัญลักษณ์ธาตุ และเลขมวลอยู่ด้าน ครั้งแสดงเลขอะตอมไว้ด้านบนของธาตุ) บนซ้ายของสัญลักษณ์ธาตุ เ ล ข ที่ ป ร า ก ฏ ใ น สั ญ ลั ก ษ ณ์ แ บ บ ย่ อ ข อ ง เ ล ข ที่ ป ร า ก ฏ ใ น สั ญ ลั ก ษ ณ์ แ บ บ ย่ อ ข อ ง ไอโซโทปคือเลขอะตอม เช่น C-14 เลข 14 ไอโซโทปคือเลขมวล เช่น C-14 เลข 14 คือ คือเลขอะตอม เลขมวล แนวการจัดการเรียนรู้ 1. ครูทบทวนความรู้เดิมว่าจากการทดลองของทอมสันทำ�ให้ทราบว่าอิเล็กตรอนมีประจุ เป็นลบ จากนัน้ ถามค�ำ ถามว่าเมอ่ื ทราบคา่ ประจุตอ่ มวลของอิเล็กตรอนแล้วนักวิทยาศาสตรน์ ำ�ขอ้ มูล เหล่านั้นมาใช้หาค่าประจุและมวลของอิเล็กตรอนได้อย่างไร​​​​เ​ พ่ือร่วมกันอภิปรายและนำ�นักเรียน เขา้ สู่การศกึ ษาการทดลองของมลิ ลิแกน โดยครูอาจใชร้ ูป 2.12 ประกอบการอธิปรายและซักถามจน สรปุ ไดว้ ่า อเิ ล็กตรอนมีประจุ 1.6 × 10-19 คูลอมบ์ และมมี วล 9.11 × 10-28 กรมั 2. ครูตงั้ คำ�ถามวา่ อนภุ าคในอะตอมที่เรียนรู้มาแล้วมีอนภุ าคใดบ้าง ซ่ึงนักเรยี นควรตอบได้ ว่า อเิ ล็กตรอน และอนภุ าคท่มี ีประจุเปน็ บวก (นกั เรียนอาจทราบค�ำ ศัพท์ “โปรตอน” มาแลว้ จาก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

เคมีเล่ม 1 บทที่ 2 | อะตอมและสมบัติของธาตุ 85 ระดบั มธั ยมศึกษาตอนต้น) ครนู �ำ นักเรยี นเขา้ สูก่ ารศกึ ษาการทดลองของโกลด์ชไตน์และการศึกษา ของรทั เทอร์ฟอร์ด โดยครอู าจใช้รูป 2.13 ประกอบการอภิปรายจนสรปุ ไดว้ า่ อนุภาคบวกนั้นคือ โปรตอน ซงึ่ มปี ระจุเทา่ อเิ ลก็ ตรอนคือ 1.6 × 10-19 คูลอมบ์ และมมี วล 1.673 × 10-24 กรมั ซึง่ มีค่า มากกวา่ มวลอเิ ล็กตรอนประมาณ 1,840 เทา่ 3. ครูตั้งค�ำ ถามว่า นอกจากอิเล็กตรอนและโปรตอนแลว้ ยงั มีอนภุ าคชนิดอืน่ ๆ ในอะตอม อีกหรือไม่ เพื่อนำ�นักเรียนเข้าสู่การศึกษาการทดลองของแซดวิก จากนั้นให้ความรู้ว่านอกจาก อิเล็กตรอนและโปรตอนแล้ว ในอะตอมยงั มอี นภุ าคนวิ ตรอน ซ่ึงอย่ใู นนวิ เคลียสและเป็นกลางทาง ไฟฟา้ มีมวลใกลเ้ คยี งกบั โปรตอนคือ 1.675 × 10-24 กรัม 4. ครูให้นักเรียนศึกษาข้อมูลเกี่ยวกับสัญลักษณ์ ประจุไฟฟ้าและมวลของอนุภาคโปรตอน นวิ ตรอน และอิเลก็ ตรอนในตาราง 2.3 แล้วเปรียบเทียบความเหมอื นและความแตกตา่ งของอนภุ าค ทั้ง 3 ชนดิ ซงึ่ ควรเปรียบเทยี บไดว้ ่าอเิ ลก็ ตรอนกบั โปรตอนมปี ระจุไฟฟา้ เท่ากันแต่ชนดิ ของประจุ ตรงขา้ มกนั โปรตอนและนวิ ตรอนมมี วลใกลเ้ คยี งกัน จากนัน้ ถามค�ำ ถามวา่ อนุภาคชนิดใดทมี่ ผี ล ต่อมวลของอะตอม ซึ่งควรได้ข้อสรุปว่า มวลของอะตอมเกิดจากมวลของนิวตรอนและโปรตอน ส่วนอิเล็กตรอนมีมวลน้อยมากเมื่อเทียบกับมวลของโปรตอนและนิวตรอนจึงไม่จำ�เป็นต้องนำ�มา พิจารณา 5. ครตู ัง้ คำ�ถามว่า อนุภาคชนดิ ใดที่บง่ บอกชนดิ ของธาตไุ ด้ จากน้นั จงึ ใหค้ วามร้วู ่า ธาตุแต่ละ ชนิดมีจำ�นวนโปรตอนเฉพาะตัวและไม่ซ้ำ�กับธาตุอื่น ๆ จำ�นวนโปรตอนจึงใช้บ่งบอกชนิดของธาตุ ได้ ตัวเลขแสดงจำ�นวนโปรตอนในอะตอมเรียกว่าเลขอะตอม สว่ นผลรวมของจำ�นวนโปรตอนกับ นิวตรอนเรียกว่าเลขมวล 6. ครตู ้ังค�ำ ถามใหน้ กั เรียนอภิปรายรว่ มกันวา่ จำ�นวนอนภุ าคในอะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน แตกต่างกนั ได้หรือไม่ อยา่ งไร ซ่งึ ควรสรุปได้ว่ามีจำ�นวนนิวตรอนแตกตา่ งกันได้ 7. ครถู ามคำ�ถามเพอื่ ใหน้ กั เรยี นอภปิ รายวา่ การท่ธี าตุมจี ำ�นวนนิวตรอนแตกต่างกนั มผี ลต่อ เลขอะตอมและเลขมวลของธาตุหรอื ไม่ อย่างไร ซ่งึ ควรไดข้ ้อสรุปวา่ จำ�นวนนวิ ตรอนมผี ลต่อเลขมวล ของธาตุ 8. ใหน้ ักเรยี นตอบค�ำ ถามตรวจสอบความเข้าใจ จากนั้นร่วมกนั อภิปรายเพ่ือเฉลยคำ�ตอบโดย ครคู อยชี้แนะ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทท่ี 2 | อะตอมและสมบัติของธาตุ เคมีเล่ม 1 86 ตรวจสอบความเข้าใจ โซเดยี มมี 11 โปรตอน และมี 12 นวิ ตรอน โซเดยี มมเี ลขอะตอมและเลขมวล เทา่ กบั เทา่ ใดตามล�ำ ดบั โซเดยี มมเี ลขอะตอมเทา่ กบั 11 และมเี ลขมวลเทา่ กบั 11 + 12 = 23 9. ให้นกั เรยี นศึกษาสญั ลกั ษณ์นิวเคลียรข์ องธาตใุ นรปู 2.14 แลว้ ตอบคำ�ถามวา่ สัญลกั ษณ์ นิวเคลียร์ของธาตุมีองค์ประกอบใดบ้าง และอธิบายวิธีการเขียนได้อย่างไร ซึ่งควรสรุปได้ว่า สญั ลกั ษณ์นิวเคลยี ร์ของธาตุ สามารถแปลความหมายเปน็ จ�ำ นวนโปรตอน นิวตรอน อิเลก็ ตรอน และชนิดของธาตไุ ด้ จากน้นั ให้ความรูน้ กั เรยี นว่าธาตุชนดิ เดียวกันแต่มีเลขมวลแตกตา่ งกนั จดั เปน็ ไอโซโทปกนั เช่น ไฮโดรเจนมี 3 ไอโซโทป โดยมเี ลขมวลเท่ากบั 1 2 และ 3 ทัง้ นค้ี รใู ห้นักเรียนศกึ ษา สัญลักษณน์ วิ เคลียรแ์ ละชอ่ื เฉพาะของแต่ละไอโซโทปจากตาราง 2.4 10. ใหน้ ักเรียนตอบคำ�ถามตรวจสอบความเข้าใจ จากน้นั รว่ มกันอภปิ รายเพื่อเฉลยค�ำ ตอบ โดยครูคอยชี้แนะ ตรวจสอบความเข้าใจ ธาตตุ า่ งชนดิ กนั ตอ้ งมเี ลขมวลตา่ งกนั เสมอหรอื ไม่ ธาตตุ า่ งชนดิ กนั อาจมเี ลขมวลเทา่ กนั ได้ เชน่ 1 46C กบั 1 47 N แมจ้ ะเปน็ ธาตตุ า่ งชนดิ แตม่ ี เลขมวลเทา่ กนั คอื 14 11. ครูใหน้ กั เรยี นท�ำ แบบฝกึ หดั 2.2 แล้วเฉลยคำ�ตอบรว่ มกัน แนวการวัดและประเมินผล 1. ความรู้เกี่ยวกับสมบัติบางประการของโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน เลขอะตอม เลขมวล สัญลักษณน์ วิ เคลยี รแ์ ละความหมายของไอโซโทป จากการทำ�กจิ กรรม การอภิปราย การทำ� แบบฝกึ หัด และการทดสอบ 2. ทักษะการตีความหมายข้อมูลและลงข้อสรปุ จากการอภิปราย 3. ทักษะการสอื่ สารสารสนเทศและการรเู้ ทา่ ทันสอ่ื และความรว่ มมอื การทำ�งานเป็นทมี และ ภาวะผูน้ �ำ จากการสงั เกตพฤติกรรมในการท�ำ กจิ กรรม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี