แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก (Cloud Model) เป็นแบบจำลองอะตอมแบบหนึ่งในเคมี นำเสนอโดย Erwin Schrödinger นักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย ในปี พ.ศ. 2469 (ค.ศ. 1926) แบบจำลองนี้อธิบายลักษณะและโครงสร้างของอะตอม ดังนี้
- อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีขนาดเล็กมาก อยู่ตรงกลางของอะตอม และมีมวลเกือบทั้งหมดของอะตอม
- นิวเคลียสมีประจุไฟฟ้าบวก
- อิเล็กตรอนมีประจุไฟฟ้าลบ และกระจายตัวอยู่รอบนิวเคลียสในลักษณะคล้ายกลุ่มหมอก
- อิเล็กตรอนไม่สามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอนได้ แต่สามารถระบุได้ว่ามีโอกาสพบอิเล็กตรอนได้บริเวณใด
แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกเป็นแบบจำลองที่อยู่บนพื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับอะตอมได้อย่างสมบูรณ์แบบมากกว่าแบบจำลองอะตอมแบบอื่นๆ
ข้อดีของแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก
- สามารถอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับอะตอมได้อย่างสมบูรณ์แบบ เช่น
- สเปกตรัมของธาตุ
- สมบัติทางเคมีของธาตุ
- การแผ่รังสีของอะตอม
ข้อเสียของแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก
- ไม่สามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสได้
หลักสำคัญของแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก
แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกมีหลักสำคัญ ดังนี้
- อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีขนาดเล็กมาก อยู่ตรงกลางของอะตอม และมีมวลเกือบทั้งหมดของอะตอม
- นิวเคลียสมีประจุไฟฟ้าบวก
- อิเล็กตรอนมีประจุไฟฟ้าลบ และกระจายตัวอยู่รอบนิวเคลียสในลักษณะคล้ายกลุ่มหมอก
- อิเล็กตรอนไม่สามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอนได้ แต่สามารถระบุได้ว่ามีโอกาสพบอิเล็กตรอนได้บริเวณใด
การจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม
อิเล็กตรอนในอะตอมจะจัดเรียงตัวอยู่ในระดับพลังงานต่างๆ โดยระดับพลังงานที่มีพลังงานต่ำจะอยู่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุด ระดับพลังงานที่มีพลังงานสูงจะอยู่ไกลนิวเคลียสมากที่สุด
อิเล็กตรอนแต่ละตัวในอะตอมจะอยู่ในระดับพลังงานที่แน่นอน และไม่สามารถเปลี่ยนระดับพลังงานได้หากไม่มีพลังงานกระตุ้น
การอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับอะตอม
แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกสามารถอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับอะตอมได้อย่างสมบูรณ์แบบ เช่น
- สเปกตรัมของธาตุ เกิดจากการที่อิเล็กตรอนเปลี่ยนระดับพลังงาน โดยปล่อยพลังงานออกมาในรูปของโฟตอน
- สมบัติทางเคมีของธาตุ เกิดจากการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนในอะตอม
- การแผ่รังสีของอะตอม เกิดจากการที่อิเล็กตรอนเปลี่ยนระดับพลังงาน
การประยุกต์ใช้แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก
แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกสามารถนำไปประยุกต์ใช้อธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับอะตอม เช่น
- การสังเคราะห์สารเคมี
- การเกิดปฏิกิริยาเคมี
- การแผ่รังสีของอะตอม
แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกเป็นแบบจำลองที่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน เนื่องจากสามารถอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับอะตอมได้อย่างสมบูรณ์แบบ
ตัวอย่างการใช้แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก
- สามารถใช้อธิบายได้ว่าทำไมธาตุต่างๆ ถึงมีสเปกตรัมที่แตกต่างกัน
- สามารถใช้อธิบายได้ว่าทำไมธาตุต่างๆ ถึงมีสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกัน
- สามารถใช้อธิบายได้ว่าทำไมธาตุต่างๆ ถึงมีปฏิกิริยาเคมีที่แตกต่างกัน
สรุป
แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกเป็นแบบจำลองที่อธิบายลักษณะและโครงสร้างของอะตอมได้อย่างสมบูรณ์แบบ โดยอิเล็กตรอนในอะตอมจะจัดเรียงตัวอยู่ในระดับพลังงานต่างๆ และไม่สามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอนได้ แต่สามารถระบุได้ว่ามีโอกาสพบอิเล็กตรอนได้บริเวณใด