เคมมี ม.4 เล่ม 1

บทที่ 2 | อะตอมและสมบตั ิของธาตุ เคมเี ลม� 1 76 ข�อแนะนาํ สําหรบั ครู 1. แผ�นเกรตติงในการทดลองนเ้ี ปน� แผ�นพลาสติกใสบาง ๆ บนแผน� มีชอ� งขนานอยช�ู ิดกัน มาก โดยทั่วไปใน 1 cm อาจแบง� เปน� 10,000 ช�องหรือมากกว�า การแยกแสงท่ีมี ความยาวคลื่นต�างกันออกจากกันให�เป�นสเปกตรัมของแสง อาศัยสมบัติการกระจาย และการแทรกสอดของคล่นื แสง 2. ให�นักเรียนฝ�กใช�แผ�นเกรตติง โดยการปรับมุมรับแสงตกกระทบจากดวงอาทิตย� จน สามารถสงั เกตเห็นสเปกตรมั ผา� นแผน� เกรตตงิ ได� จากนั้นจงึ นาํ ไปใช�สอ� งดแู สงจากหลอด ฟลอู อเรสเซนต� และแสงของหลอดบรรจแุ ก�สชนิดตา� ง ๆ 3. เตือนนักเรียนไม�ใหน� าํ แผน� เกรตตงิ ไปส�องดูดวงอาทติ ย�โดยตรง เพราะอาจเปน� อนั ตราย ตอ� ดวงตาได� 4. เตือนนักเรียนให�ประกอบอุปกรณ�และต�อวงจรไฟฟ�าของชุดศึกษาสเปกตรัมของธาตุให� เสรจ็ กอ� น แล�วจึงเปด� สวิตช�ไฟฟ�า ตวั อยา� งผลการทดลอง แหล�งกําเนิดแสง ผลที่ได�จากการสังเกต แสงจากดวงอาทิตย� ปรากฏเป�นแถบสีต�าง ๆ ต�อเนื่องคล�ายแถบ ของรุ�ง แสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต� มีทั้งแถบสีต�อเนื่องและเส�นสีเข�มบนแถบสี เช�น เส�นสีเหลืองบนแถบสีเหลือง เส�นสีเขียว บนแถบสีเขียว แสงจากหลอดบรรจุแก�สไฮโดรเจน มองเห็นเป�นเส�นสีคราม น้ําเงิน และ แดง แสงจากหลอดบรรจุแก�สฮีเลียม มองเห็นเป�นเส�นสีม�วง เขียว และ ส�ม (มองเห็นสีละหลายเส�น) สถาบันส�งเสริมการสอนวิทยาศาสตร�และเทคโนโลยี

เคมเี ล�ม 1 บทท่ี 2 | อะตอมและสมบัตขิ องธาตุ 77 แหล�งกําเนิดแสง ผลที่ได�จากการสังเกต แสงจากหลอดบรรจุแก�สนีออน มองเห็นเป�นเส�นสีเหลือง ส�ม และ แดง (มอง เห็นสีละหลายเส�น และมีจํานวนเส�นมากกว�า แก�สฮีเลียม) และมองเห็นม�วงอ�อน (เห็นจาง ๆ) แสงจากหลอดบรรจุไอปรอท มองเห็นเป�นเส�นสีม�วง เขียว (มองเห็นสีละ หลายเส�น และมีจํานวนเส�นมากกว�าแก�ส ฮีเลียมแต�น�อยกว�านีออน) และเห็นสีส�ม (มองเห็นหลายเส�นแต�เห็นจาง ๆ) หมายเหตุ ผลการทดลองทีแ่ สดงในตาราง สงั เกตผ�านแผน� เกรตตง้ิ 13,400 เสน� /นว้ิ อภปิ รายผลการทดลอง 1. แผ�นเกรตติงทาํ หน�าท่แี ยกแสงทม่ี คี วามยาวคลืน่ แตกตา� งกนั ออกเปน� แสงสตี �าง ๆ คลา� ย กบั ปรซิ มึ 2. แสงจากแหลง� กาํ เนดิ แสงตา� งๆเมอ่ื ผา� นแผน� เกรตตงิ จะใหแ� ถบสหี รอื สเปกตรมั แตกตา� งกนั เช�นเมือ่ ใช�แผ�นเกรตตงิ สอ� งดแู สงขาวจากดวงอาทิตยจ� ะมองเห็นแถบสตี �าง ๆ ตอ� เนอ่ื งกัน แต�เมื่อส�องดูแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต� มีทั้งแถบสีต�อเนื่องและเส�นสีเข�มบนแถบสี เช�น เส�นสีเหลืองบนแถบสีเหลือง เส�นสีเขียวบนแถบสีเขียว เมื่อสังเกตเส�นสเปตรัม ของไฮโดรเจนจะเห็นเปน� เส�นสี (ไม�ได�เปน� แถบต�อเนอื่ ง) 3. ผลการทดลองทไี่ ดอ� าจแตกตา� งจากการทดลองของนักวิทยาศาสตร� เน่ืองจากข�อจาํ กดั ของเครอ่ื งมอื การรบกวนของแสง และป�จจยั อน่ื ๆ เชน� ในการสังเกตเสน� สเปตรัมของ ไฮโดรเจนอาจเหน็ เพยี ง 3 เสน� ซ่งึ ไมส� อดคล�องกับรปู ที่ 2.7 ในหนังสอื เรียน คราม นํา้ เงิน แดง ผลการสังเกตท่เี ป�นไปได� สถาบันส�งเสริมการสอนวิทยาศาสตร�และเทคโนโลยี

บทท่ี 2 | อะตอมและสมบตั ิของธาตุ เคมีเล�ม 1 78 4. เสน� สเปกตรมั แต�ละสปี รากฏในตาํ แหนง� ตา� งกนั เน่ืองจากมคี วามยาวคลืน่ และพลังงาน แตกตา� งกัน สรปุ ผลการทดลอง 1. สเปกตรมั ของแสงขาวทส่ี ังเกตผ�านเกรตตงิ มลี ักษณะเป�นแถบสีตอ� เนื่อง 2. สเปกตรัมของหลอดฟลูออเรสเซนต�ท่ีสังเกตผ�านเกรตติงมีลักษณะเป�นแถบสีต�อ เนื่องและอาจเหน็ เสน� สีเข�มบางเส�นเด�นขนึ้ มา 3. สเปกตรัมของธาตุที่สังเกตผ�านเกรตติงมีลักษณะเป�นเส�น โดยธาตุแต�ละชนิดจะให�สี จํานวนเสน� และตําแหนง� ท่ีเกดิ แตกตา� งกนั 18. ครใู หน� กั เรยี นตอบคาํ ถามชวนคิดโดยอาจใหน� กั เรยี นสบื ค�น จากนั้นรว� มกันอภิปรายเพ่อื เฉลยคําตอบโดยครูคอยชี้แนะ ชวนคิด นอกจากแผ�นเกรตติงแล�วยังมีอุปกรณ�หรือเครื่องมืออื่นที่สามารถนํามาใช�ส�องดูเส�น สเปกตรมั ของธาตไุ ด�อีกหรือไม� กล�องสเปกโทรสโคป 19. ครใู หน� ักเรยี นศึกษาแถบสเปตรัมของแสงขาวและเส�นสเปกตรัมของธาตใุ นรปู ที่ 2.7 เพ่อื เปรียบเทียบความเหมือนและความแตกต�างระหว�างธาตุต�าง ๆ จากนั้นให�นักเรียนคํานวณค�า พลังงานของเสน� สเปกตรัมแต�ละเส�นของไฮโดรเจน โดยกําหนดให�เส�นสเปกตรมั ทมี่ องเหน็ มีความ ยาวคลน่ื 410 434 486 และ 656 นาโนเมตร ตามลําดับ จากน้นั ใหน� ักเรยี นนาํ ผลการคาํ นวณไป เปรียบเทยี บกบั คา� พลังงานในตาราง 2.2 20. ครตู งั้ คําถามวา� เส�นสเปกตรัมที่เหน็ เกดิ จากอิเล็กตรอนดูดหรอื คายพลังงาน คําตอบทีค่ วร ไดค� ือคา� พลังงานของเส�นสเปกตรมั ท่คี าํ นวณไดส� อดคลอ� งกับขอ� มลู ในตาราง 2.2 และเส�นสเปกตรัมท่ี เห็นเกิดจากอิเล็กตรอนคายพลังงาน 21. ครใู ห�นักเรยี นพจิ ารณาผลตา� งระหวา� งค�าพลังงานของเส�นสเปกตรมั ที่อยถ�ู ดั กัน จากนนั้ ใหน� ักเรยี นอภิปรายวา� สอดคลอ� งกับกจิ กรรม 2.3 หรือไมอ� ย�างไร ซง่ึ ควรได�คําตอบวา� สอดคลอ� ง โดย ตําแหน�งเสน� สีแดงกบั สีน้าํ เงนิ จะห�างกนั มากกวา� เสน� สนี ้าํ เงินกับคราม สถาบันส�งเสริมการสอนวิทยาศาสตร�และเทคโนโลยี

เคมเี ลม� 1 บทท่ี 2 | อะตอมและสมบตั ิของธาตุ 79 22. ครูตั้งคําถามว�า เส�นสเปกตรัมของไฮโดรเจนเกิดจากอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจนซึ่งมี 1 อิเล็กตรอนแต�จากการทดลองพบว�ามีเส�นสเปกตรัม 4 เส�นที่มีสีต�างกัน ระดับพลังงานของ อิเลก็ ตรอนของไฮโดรเจนมคี า� เดียวหรอื ไม� อยา� งไร ควรได�คาํ ตอบวา� มีพลงั งานมากกว�า 1 ระดับ โดยพลังงานของเสน� สเปกตรมั ท้ัง 4 ค�า แสดงให�ทราบถงึ ความแตกต�างระหว�างระดบั พลงั งาน ดงั ตวั อย�าง ตัวอย�างคาํ ตอบท่เี ปน� ไปได�ของนักเรยี น ซง่ึ อาจยงั ไม�ถูกต�องหรอื ไม�สมบรู ณ� 23. ครูให�ความรู�เพิ่มเติมว�า นอกจากเส�นสเปกตรัมของไฮโดรเจนในช�วงคลื่นที่ตามองเห็น มี 4 เสน� แลว� นักวิทยาศาสตร�ยงั พบวา� อิเล็กตรอนของไฮโดรเจนคายพลังงานออกมาในรูปคลน่ื แมเ� หล็กไฟฟา� ในชว� งคลน่ื ทีต่ ามองไมเ� หน็ อกี เช�น อัลตราไวโอเลต อนิ ฟราเรด และจากการคํานวณ พบว�าเส�นสเปกตรมั ของไฮโดรเจนท้งั 4 เส�น ทปี่ รากฏในชว� งคลืน่ ทีต่ ามองเห็น เกดิ จากอเิ ลก็ ตรอน คายพลงั งานเม่ือมีการเปล่ยี นระดบั พลังงานจากระดับชน้ั ทสี่ งู กวา� ลงมายงั ชนั้ ท่ีตํ่ากว�า ดงั รปู 2.8 ซ่งึ อาจเปรียบเทยี บการคายพลงั งานได�ดังการกลง้ิ ตกบันไดของลกู บอลดังรูป 2.9 24. ให�นักเรียนพิจารณารูป 2.6 และ 2.8 อีกครั้ง จากนั้นถามคําถามว�า พลังงานที่อิเล็กตรอน ของไฮโดรเจนคายออกมาเมอ่ื เปลี่ยนระดบั ท่สี ูงกวา� ลงมายัง n = 1 อยใ�ู นช�วงคลน่ื อัลตราไวโอเลตหรือ อินฟราเรด ซง่ึ ควรได�คําตอบวา� เป�นช�วงอัลตราไวโอเลตเพราะการคายพลงั งานจากระดบั n ใด ๆ มา ที่ n = 1 มีค�าพลงั งานมากกว�า n ใด ๆ มาท่ี n = 2 ซง่ึ สอดคลอ� งกับรปู 2.6 ทคี่ า� พลงั งานในช�วงคลืน่ อัลตราไวโอเลตมีค�ามากกวา� อินฟราเรด 25. ครูให�ความรู�ว�า จากความรู�เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนใน อะตอมไฮโดรเจน ทําให� โบร�เสนอแบบจําลองอะตอมว�า อิเลก็ ตรอนจะเคล่อื นทรี่ อบนวิ เคลยี สเปน� วง คลา� ยกับวงโคจรของดาวเคราะหร� อบดวงอาทติ ย� และในแตล� ะวงจะมีระดับพลงั งานเฉพาะตวั ดังรูป 2.10 26. ครูให�ความรู�ว�า ในสภาวะปกติอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนจะอยู�ในระดับพลังงานต่ําที่สุด (n = 1 หรอื K) หรอื ทเ่ี รยี กวา� สถานะพืน้ เมื่อไดร� ับพลังงานเพ่มิ ข้ึน อิเลก็ ตรอนจะถูกกระต�นุ ไปอยู�ใน ระดับพลังงานทส่ี งู ข้ึนท่ีเรยี กว�าสถานะกระตุ�น ซง่ึ ไม�เสถยี ร อเิ ล็กตรอนจึงกลับลงมายังระดบั พลังงาน ท่ตี าํ่ กว�าและมคี วามเสถยี รเพิม่ ขึ้น รวมทั้งคายพลังงานท่ปี รากฏเป�นเสน� สเปกตรัม สถาบันส�งเสริมการสอนวิทยาศาสตร�และเทคโนโลยี

บทท่ี 2 | อะตอมและสมบตั ขิ องธาตุ เคมีเลม� 1 80 27. ครูให�นักเรียนตอบคําถามชวนคิดโดยอาจให�นักเรียนสืบค�น จากนั้นร�วมกันอภิปรายเพ่ือ เฉลยคําตอบโดยครคู อยชแี้ นะ ชวนคดิ 1. จากรูป 2.7 การมองเห็นเส�นสีสเปกตรัมของปรอทมากกว�าไฮโดรเจนแปลความ หมายไดอ� ย�างไร การสังเกตเห็นจํานวนเส�นสเปกตรัมของปรอทมากกว�าของไฮโดรเจน แปล ความหมายได�ว�า จํานวนระดับพลังงานและจํานวนอิเล็กตรอนในอะตอมปรอทมี มากกว�าของอะตอมไฮโดรเจน 2. พราะเหตุใดแสงของดวงอาทิตย�และหลอดฟลูออเรสเซนต�เม่ือผ�านแผ�นเกรตติงจึง สงั เกตเหน็ เปน� แถบสเปกตรมั เนื่องจากเป�นสเปกตรัมของสารหลายชนิดไม�ใช�ของธาตุเพียงชนิดเดียว และ ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนที่ทําให�เกิดแถบสเปกตรัมมีจํานวนมากจนต�อเนื่องกัน เป�นแถบ 28. ครใู ห�นกั เรียนสงั เกตวัตถทุ ี่เคลอ่ื นท่อี ย�างรวดเรว็ เชน� ปลายปากกาทกี่ วัดแกว�ง จุดสบี น ลกู ข�างท่ีกําลังหมนุ แลว� ใหเ� สนอแบบจําลองของตําแหน�งวตั ถุ จากนนั้ อธบิ ายความหมายของแบบ จําลอง ซงึ่ ควรสรปุ ไดว� า� แบบจําลองการเคลอ่ื นท่ีของวัตถุไม�สามารถบอกตาํ แหน�งท่ีแน�นอนของวัตถุ ณ เวลาหน่ึง ๆ ได� แตเ� ป�นการแสดงตําแหน�งโดยเฉลี่ยหรือขอบเขตของโอกาสทีจ่ ะพบวัตถุเทา� นนั้ ครู เชื่อมโยงกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสซ่ึงเคล่ือนที่อย�างรวดเร็วตลอดเวลาในทิศทาง ทไี่ ม�แน�นอน 29. ใหน� ักเรียนพิจารณาแบบจาํ ลองอะตอมแบบกล�มุ หมอกในรปู 2.11 แลว� อภปิ รายร�วมกัน ว�า ความเข�มของกลม�ุ หมอกท่แี สดงในแบบจาํ ลองมคี วามหมายอย�างไร ซึ่งควรไดข� �อสรปุ วา� บรเิ วณท่ี เป�นกลมุ� หมอกทึบแสดงวา� มีโอกาสท่ีจะพบอเิ ลก็ ตรอนไดม� ากกวา� บรเิ วณทีเ่ ป�นกลมุ� หมอกจาง 30. ครใู หค� วามรเ�ู พม่ิ เตมิ วา� แบบจาํ ลองแบบกลม�ุ หมอกคาํ นวณไดโ� ดยใชส� มการทางคณติ ศาสตร� 31. ครูใหน� ักเรียนทาํ แบบฝ�กหัด 2.1 แล�วนาํ มาเฉลยร�วมกนั สถาบันส�งเสริมการสอนวิทยาศาสตร�และเทคโนโลยี

เคมเี ล�ม 1 บทท่ี 2 | อะตอมและสมบัตขิ องธาตุ 81 แนวการวัดและประเมินผล 1. ความรู�เกี่ยวกับวิวัฒนาการของแบบจําลองอะตอม การทดลองของนักวิทยาศาสตร�ที่ เกี่ยวข�องกับแบบจําลองอะตอม จากการทํากิจกรรม การอภิปราย การทําแบบฝ�กหัด และ การทดสอบ 2. ทักษะการสังเกต การหาความสัมพันธ�ระหว�างสเปสกับสเปสและสเปสกับเวลา การ ลงความเหน็ จากขอ� มลู การสร�างแบบจาํ ลอง การคดิ และแก�ป�ญหา การใชเ� ทคโนโลยีสารสนเทศ การสือ่ สาร การทาํ งานร�วมกัน จากการทาํ กิจกรรม การอภิปรายและนําเสนอ และจากการสงั เกต พฤติกรรมขณะทาํ กิจกรรม 3. จิตวิทยาศาสตร�/เจตคติด�านความมีเหตุผล ความใจกว�าง และความเชื่อและค�านิยม ที่เก่ียวข�องกบั วทิ ยาศาสตร� ความรว� มมือช�วยเหลือและความรบั ผดิ ชอบ จากการสังเกตพฤติกรรม ขณะอภปิ ราย สถาบันส�งเสริมการสอนวิทยาศาสตร�และเทคโนโลยี

บทท่ี 2 | อะตอมและสมบัติของธาตุ เคมเี ลม� 1 82 แบบฝ�กหดั 2.1 1. เส�นสเปกตรัมเส�นหนึ่งของธาตุซีเซียมมีความยาวคลื่น 456 nm จะปรากฏเป�นสีใด เส�นสเปกตรัมของธาตุซีเซียมมีความยาวคลื่น 456 nm จะปรากฏเป�นสีคราม – น้ําเงิน 2. เหตุใดเส�นสเปกตรัมของธาตุไฮโดรเจนจึงมีหลายเส�นทั้ง ๆ ที่เป�นธาตุที่มีเพียง 1 อิเล็กตรอน เพราะว�าอิเล็กตรอนในอะตอมของไฮโดรเจนถูกกระตุ�นให�ไปอยู�ในสถานะ กระตุ�นที่มีพลังงานแตกต�างกันได�หลายระดับ ดังนั้นเมื่อมีการเปลี่ยนระดับพลังงาน ของอิเล็กตรอนจากระดับสูงมายังระดับต่ํา จึงคายพลังงานส�วนเกินออกมาในรูปของ เส�นสเปกตรัมได�หลายค�า 3. จากรูปแสดงการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจน กําหนดอนุกรมต�อไปนี้อยู�ในช�วงอัลตราไวโอเลต ช�วงที่ตามองเห็น และช�วงอินฟาเรด สถาบันส�งเสริมการสอนวิทยาศาสตร�และเทคโนโลยี

เคมีเล�ม 1 บทท่ี 2 | อะตอมและสมบัติของธาตุ 83 ถ�า “อนุกรม ข” คือช�วงที่ตามองเห็น อนุกรมใดคือช�วงอัลตราไวโอเลต และอินฟาเรด ตามลําดับ จากรูปจะเห็นว�า อนุกรม ก มีการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนใน ช�วงระดับพลังงานห�างกันมากกว�า อนุกรม ข ซึ่งเป�นช�วงที่ตามองเห็น จึงควรมีพลังงาน มากกว�า ดังนั้น อนุกรม ก จึงควรอยู�ในช�วงอัลตราไวโอเลต ส�วน อนุกรม ค มีการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนใน ช�วง ระดับพลังงานห�างกันน�อยกว�า อนุกรม ข จึงควรมีพลังงานน�อยกว�า ดังนั้น อนุกรม ค จึงควรอยู�ในช�วงอินฟาเรด 4. จงเขียนผังมโนทัศน� (concept map) เพื่ออธิบายวิวัฒนาการแบบจําลองอะตอม ผงั มโนทศั น� (concept map) เพอ่ื อธบิ ายววิ ฒั นาการแบบจาํ ลองอะตอมอาจเขยี นไดด� งั น้ี แบบจําลองอะตอม ได�แก�แบบจําลอง ดอลตัน ทอมสัน รัทเทอร�ฟอร�ด โบร� กลุ�มหมอก อธิบายแทนด�วย อธิบายว�า อธิบายว�า อธิบายว�า อธิบายว�า ทรงกลม ป ร ะ ก อ บ ด� ว ย ป ร ะ จุ มีนิวเคลียสขนาด อิ เ ล็ ก ต ร อ น ก ลุ� ม ห ม อ ก ร อ บ แสดงด�วย บวกและมีอิเล็กตรอน เ ล็ ก ม า ก อ ยู� ภ า ย เ ค ลื่ อ น ที่ ร อ บ นิ ว เ ค ลี ย ส บ ริ เ ว ณ กระจายอยู�ทั่วไป ใ น แ ล ะ มี อิ เ ล็ ก นิ ว เ ค ลี ย ว เ ป� น ที่ ทึ บ มี โ อ ก า ส ต ร อ น เ ค ลื่ อ น ที่ วง แต�ละวงจะมี พ บ อิ เ ล็ ก ต ร อ น ไ ด� ม า ก ก ว� า บ ริ เ ว ณ ที่ แสดงด�วย อยู�รอบ ระดับพลังงาน จาง แสดงด�วย เฉพาะตัว - - -+ - -++-- แสดงด�วย แสดงด�วย +-- - + +- - 76 5 4 3 2 1 K L M N O PQ สถาบันส�งเสริมการสอนวิทยาศาสตร�และเทคโนโลยี

บทท่ี 2 | อะตอมและสมบัตขิ องธาตุ เคมเี ลม� 1 84 2.2 อนุภาคในอะตอมและไอโซโทป จดุ ประสงคก� ารเรียนรู� 1. เขียนและแปลความหมายสญั ลักษณ�นวิ เคลียรข� องธาตุ 2. อธบิ ายความหมายและยกตัวอย�างไอโซโทปของธาตุ ความเขา� ใจคลาดเคลอ่ื นท่อี าจเกิดขน้ึ ความเข�าใจที่ถูกต�อง ความเข�าใจคลาดเคลื่อน ธาตุต�างชนิดกันอาจมีเลขมวลเท�ากันได� เช�น ธาตุต�างชนิดกันมีเลขมวลต�างกันเสมอ 14₆ C กับ 14 N มีเลขมวลเท�ากันคือ 14 7 ในการเขียนสัญลักษณ�นิวเคลียร� เลขอะตอม ตามข�อกําหนดที่เป�นสากล ในการเขียน อยู�ด�านบน เลขมวลอยู�ด�านล�าง (สับสนกับ สัญลักษณ�นิวเคลียร�เลขอะตอมจะอยู�ด�านล�าง ตําแหน�งของเลขอะตอมในตารางธาตุ ซึ่งบาง ซ�ายของสัญลักษณ�ธาตุ และเลขมวลอยู�ด�าน ครั้งแสดงเลขอะตอมไว�ด�านบนของธาตุ) บนซ�ายของสัญลักษณ�ธาตุ เ ล ข ที่ ป ร า ก ฏ ใ น สั ญ ลั ก ษ ณ� แ บ บ ย� อ ข อ ง เ ล ข ที่ ป ร า ก ฏ ใ น สั ญ ลั ก ษ ณ� แ บ บ ย� อ ข อ ง ไอโซโทปคือเลขอะตอม เช�น C-14 เลข 14 ไอโซโทปคือเลขมวล เช�น C-14 เลข 14 คือ คือเลขอะตอม เลขมวล แนวการจดั การเรียนรู� 1. ครูทบทวนความร�ูเดิมว�าจากการทดลองของทอมสันทําให�ทราบว�าอิเล็กตรอนมีประจุ เป�นลบ จากน้นั ถามคําถามว�าเมอื่ ทราบคา� ประจตุ �อมวลของอิเลก็ ตรอนแลว� นกั วิทยาศาสตรน� ําข�อมูล เหล�านั้นมาใช�หาค�าประจุและมวลของอิเล็กตรอนได�อย�างไร เพ่ือร�วมกันอภิปรายและนํานักเรียน เข�าสู�การศึกษาการทดลองของมิลลิแกน โดยครอู าจใชร� ูป 2.12 ประกอบการอธปิ รายและซกั ถามจน สรปุ ได�ว�า อิเล็กตรอนมีประจุ 1.6 × 10-19 คูลอมบ� และมีมวล 9.11 × 10-28 กรมั 2. ครูต้งั คําถามว�า อนุภาคในอะตอมทเ่ี รยี นรม�ู าแล�วมีอนุภาคใดบา� ง ซึ่งนกั เรยี นควรตอบได� วา� อเิ ล็กตรอน และอนภุ าคทีม่ ีประจุเป�นบวก (นักเรยี นอาจทราบคําศพั ท� “โปรตอน” มาแล�วจาก สถาบันส�งเสริมการสอนวิทยาศาสตร�และเทคโนโลยี

เคมเี ลม� 1 บทที่ 2 | อะตอมและสมบตั ขิ องธาตุ 85 ระดับมธั ยมศกึ ษาตอนตน� ) ครนู าํ นักเรยี นเขา� สกู� ารศึกษาการทดลองของโกลด�ชไตน�และการศึกษา ของรทั เทอร�ฟอรด� โดยครอู าจใช�รูป 2.13 ประกอบการอภิปรายจนสรปุ ได�วา� อนภุ าคบวกนั้นคือ โปรตอน ซง่ึ มีประจเุ ท�าอิเลก็ ตรอนคอื 1.6 × 10-19 คลู อมบ� และมมี วล 1.673 × 10-24 กรัม ซง่ึ มคี า� มากกว�ามวลอิเลก็ ตรอนประมาณ 1,840 เท�า 3. ครูตง้ั คําถามวา� นอกจากอิเล็กตรอนและโปรตอนแลว� ยงั มอี นภุ าคชนิดอ่ืน ๆ ในอะตอม อีกหรือไม� เพื่อนํานักเรียนเข�าสู�การศึกษาการทดลองของแซดวิก จากนั้นให�ความรู�ว�านอกจาก อเิ ล็กตรอนและโปรตอนแลว� ในอะตอมยังมอี นภุ าคนวิ ตรอน ซ่ึงอย�ูในนิวเคลยี สและเปน� กลางทาง ไฟฟ�า มีมวลใกล�เคียงกับโปรตอนคอื 1.675 × 10-24 กรัม 4. ครูให�นักเรียนศึกษาข�อมูลเกี่ยวกับสัญลักษณ� ประจุไฟฟ�าและมวลของอนุภาคโปรตอน นวิ ตรอน และอิเล็กตรอนในตาราง 2.3 แล�วเปรยี บเทยี บความเหมือนและความแตกตา� งของอนุภาค ท้งั 3 ชนิด ซึ่งควรเปรยี บเทียบได�ว�าอเิ ลก็ ตรอนกบั โปรตอนมปี ระจุไฟฟา� เท�ากันแตช� นดิ ของประจุ ตรงข�ามกัน โปรตอนและนิวตรอนมมี วลใกล�เคยี งกัน จากนน้ั ถามคาํ ถามวา� อนุภาคชนดิ ใดท่มี ผี ล ต�อมวลของอะตอม ซึ่งควรได�ข�อสรุปว�า มวลของอะตอมเกิดจากมวลของนิวตรอนและโปรตอน ส�วนอิเล็กตรอนมีมวลน�อยมากเมื่อเทียบกับมวลของโปรตอนและนิวตรอนจึงไม�จําเป�นต�องนํามา พจิ ารณา 5. ครูตง้ั คาํ ถามว�า อนภุ าคชนดิ ใดท่ีบ�งบอกชนิดของธาตไุ ด� จากนนั้ จงึ ให�ความรวู� �า ธาตแุ ตล� ะ ชนิดมีจํานวนโปรตอนเฉพาะตัวและไม�ซ้ํากับธาตุอื่น ๆ จํานวนโปรตอนจึงใช�บ�งบอกชนิดของธาตุ ได� ตวั เลขแสดงจาํ นวนโปรตอนในอะตอมเรียกว�าเลขอะตอม ส�วนผลรวมของจํานวนโปรตอนกบั นวิ ตรอนเรียกวา� เลขมวล 6. ครตู ั้งคาํ ถามให�นักเรยี นอภิปรายรว� มกันวา� จํานวนอนุภาคในอะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน แตกต�างกนั ไดห� รือไม� อย�างไร ซ่งึ ควรสรปุ ไดว� �ามีจํานวนนวิ ตรอนแตกต�างกนั ได� 7. ครถู ามคําถามเพ่อื ใหน� กั เรียนอภิปรายวา� การท่ีธาตุมีจํานวนนิวตรอนแตกต�างกนั มผี ลตอ� เลขอะตอมและเลขมวลของธาตุหรอื ไม� อย�างไร ซึ่งควรได�ข�อสรุปว�า จํานวนนิวตรอนมีผลตอ� เลขมวล ของธาตุ 8. ใหน� กั เรียนตอบคําถามตรวจสอบความเข�าใจ จากนัน้ ร�วมกันอภปิ รายเพอื่ เฉลยคาํ ตอบโดย ครคู อยช้แี นะ สถาบันส�งเสริมการสอนวิทยาศาสตร�และเทคโนโลยี

บทท่ี 2 | อะตอมและสมบัตขิ องธาตุ เคมเี ล�ม 1 86 ตรวจสอบความเข�าใจ โซเดยี มมี 11 โปรตอน และมี 12 นวิ ตรอน โซเดยี มมเี ลขอะตอมและเลขมวล เทา� กบั เทา� ใดตามลาํ ดบั โซเดยี มมเี ลขอะตอมเทา� กบั 11 และมเี ลขมวลเทา� กบั 11 + 12 = 23 9. ใหน� ักเรียนศกึ ษาสัญลกั ษณน� วิ เคลยี รข� องธาตุในรปู 2.14 แล�วตอบคาํ ถามวา� สญั ลกั ษณ� นิวเคลียร�ของธาตุมีองค�ประกอบใดบ�าง และอธิบายวิธีการเขียนได�อย�างไร ซึ่งควรสรุปได�ว�า สัญลักษณน� ิวเคลยี รข� องธาตุ สามารถแปลความหมายเป�น จํานวนโปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน และชนดิ ของธาตไุ ด� จากนั้นใหค� วามรนู� กั เรยี นวา� ธาตชุ นิดเดียวกันแต�มเี ลขมวลแตกตา� งกนั จดั เป�น ไอโซโทปกัน เช�น ไฮโดรเจนมี 3 ไอโซโทป โดยมีเลขมวลเทา� กับ 1 2 และ 3 ทง้ั นคี้ รใู หน� ักเรยี นศึกษา สญั ลักษณน� ิวเคลยี ร�และชือ่ เฉพาะของแตล� ะไอโซโทปจากตาราง 2.4 10. ใหน� กั เรียนตอบคําถามตรวจสอบความเขา� ใจ จากนั้นรว� มกันอภิปรายเพอ่ื เฉลยคําตอบ โดยครคู อยชแี้ นะ ตรวจสอบความเข�าใจ ธาตตุ า� งชนดิ กนั ตอ� งมเี ลขมวลตา� งกนั เสมอหรอื ไม� ธาตตุ า� งชนดิ กนั อาจมเี ลขมวลเทา� กนั ได� เชน� 14 C กบั 14 N แมจ� ะเปน� ธาตตุ า� งชนดิ แตม� ี 6 7 เลขมวลเทา� กนั คอื 14 11. ครใู หน� กั เรียนทาํ แบบฝ�กหดั 2.2 แล�วเฉลยคาํ ตอบรว� มกนั แนวการวัดและประเมนิ ผล 1. ความรู�เกี่ยวกับสมบัติบางประการของโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน เลขอะตอม เลขมวล สัญลกั ษณน� วิ เคลยี รแ� ละความหมายของไอโซโทป จากการทาํ กิจกรรม การอภปิ ราย การทํา แบบฝก� หดั และการทดสอบ 2. ทักษะการตีความหมายขอ� มลู และลงข�อสรปุ จากการอภิปราย 3. ทกั ษะการส่อื สารสารสนเทศและการรเ�ู ทา� ทันส่ือ และความร�วมมือ การทํางานเปน� ทีมและ ภาวะผ�นู าํ จากการสังเกตพฤตกิ รรมในการทาํ กจิ กรรม สถาบันส�งเสริมการสอนวิทยาศาสตร�และเทคโนโลยี