คู่มือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เคมี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เล่ม 1

79 บทที่ 2 | อะตอมและสมบัติของธาตุ เคมีเล่ม 1 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 22. ครูตั้งคำ�ถามว่า เส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนเกิดจากอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจนซึ่งมี 1 อิเล็กตรอนแต่จากการทดลองพบว่ามีเส้นสเปกตรัม 4 เส้นที่มีสีต่างกัน ระดับพลังงานของ อิเล็กตรอนของไฮโดรเจนมีค่าเดียวหรือไม่ อย่างไร ควรได้คำ�ตอบว่ามีพลังงานมากกว่า 1 ระดับ โดยพลังงานของเส้นสเปกตรัมทั้ง 4 ค่า แสดงให้ทราบถึงความแตกต่างระหว่างระดับพลังงาน ดัง ตัวอย่าง ตัวอย่างคำ�ตอบที่เป็นไปได้ของนักเรียน ซึ่งอาจยังไม่ถูกต้องหรือไม่สมบูรณ์ 23. ครูให้ความรู้เพิ่มเติมว่า นอกจากเส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น มี 4 เส้นแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนคายพลังงานออกมาในรูปคลื่น แม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงคลื่นที่ตามองไม่เห็นอีก เช่น อัลตราไวโอเลต อินฟราเรด และจากการคำ�นวณ พบว่าเส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนทั้ง 4 เส้น ที่ปรากฏในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น เกิดจากอิเล็กตรอน คายพลังงานเมื่อมีการเปลี่ยนระดับพลังงานจากระดับชั้นที่สูงกว่าลงมายังชั้นที่ต่ำ�กว่า ดังรูป 2.8 ซึ่ง อาจเปรียบเทียบการคายพลังงานได้ดังการกลิ้งตกบันไดของลูกบอลดังรูป 2.9 24. ให้นักเรียนพิจารณารูป 2.6 และ 2.8 อีกครั้ง จากนั้นถามคำ�ถามว่า พลังงานที่อิเล็กตรอน ของไฮโดรเจนคายออกมาเมื่อเปลี่ยนระดับที่สูงกว่าลงมายัง n = 1 อยู่ในช่วงคลื่นอัลตราไวโอเลตหรือ อินฟราเรด ซึ่งควรได้คำ�ตอบว่าเป็นช่วงอัลตราไวโอเลตเพราะการคายพลังงานจากระดับ n ใด ๆ มา ที่ n = 1 มีค่าพลังงานมากกว่า n ใด ๆ มาที่ n = 2 ซึ่งสอดคล้องกับรูป 2.6 ที่ค่าพลังงานในช่วงคลื่น อัลตราไวโอเลตมีค่ามากกว่าอินฟราเรด 25. ครูให้ความรู้ว่า จากความรู้เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนใน อะตอมไฮโดรเจน ทำ�ให้ โบร์เสนอแบบจำ�ลองอะตอมว่า อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสเป็นวง คล้ายกับวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ และในแต่ละวงจะมีระดับพลังงานเฉพาะตัว ดังรูป 2.10 26. ครูให้ความรู้ว่า ในสภาวะปกติอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนจะอยู่ในระดับพลังงานต่ำ�ที่สุด ( n = 1 หรือ K) หรือที่เรียกว่าสถานะพื้น เมื่อได้รับพลังงานเพิ่มขึ้น อิเล็กตรอนจะถูกกระตุ้นไปอยู่ใน ระดับพลังงานที่สูงขึ้นที่เรียกว่าสถานะกระตุ้น ซึ่งไม่เสถียร อิเล็กตรอนจึงกลับลงมายังระดับพลังงาน ที่ต่ำ�กว่าและมีความเสถียรเพิ่มขึ้น รวมทั้งคายพลังงานที่ปรากฏเป็นเส้นสเปกตรัม