อนุภาคมูลฐานของอะตอม
ในการทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ดสรุปว่าอะตอมมีโปรตอนและอิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบ ดังนั้น การคิดมวลอะตอมควรคิดจากมวลโปรตอนรวมกับมวลของอิเล็กตรอน แต่มวลของอิเล็กตรอนน้อยมาก การคิดมวลอะตอมจึงคิดจากมวลโปรตอน พบว่ามวลโปรตอน 1 โปรตอนเท่ากับ 1.673 x 10–24 กรัม หรือคิดเป็น 1 หน่วยมวลอะตอม (1 amu = 1 atomic mass unit) ดังนั้นมวลอะตอมควรมีค่าเท่ากับหรือใกล้เคียงกับจำนวนโปรตอน แต่จากการทดลองกลับพบว่ามวลอะตอมจริง ๆ มีค่าเป็น 2 เท่าหรือมากกว่า 2 เท่าของจำนวนโปรตอน ในปี พ.ศ. 2463 (หรือค.ศ.1920) รัทเทอร์ฟอร์ดได้เสนอความเห็นว่าน่าจะมีอนุภาคอีกชนิดหนึ่งที่เป็นกลางทางไฟฟ้าซึ่งมีมวลใกล้เคียงกับมวลโปรตอน
ต่อมาในปี พ.ศ. 2475 (ค.ศ. 1932) เจมส์ แชดวิก (James Chadwick) ได้ค้นพบอนุภาคอีกชนิดหนึ่ง ไม่มีประจุไฟฟ้า และตั้งชื่อว่า “นิวตรอน” (neutron) นิวตรอนมีมวลมากกว่าโปรตอนเล็กน้อย โดยมีมวลเท่ากับ 1.675 x 10–24 กรัม และรัทเทอร์ฟอร์ดได้เสนอว่านิวตรอนเป็นอนุภาคที่อยู่ในนิวเคลียสของอะตอม ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์พบว่าโปรตอนและนิวตรอนอัดกันแน่นอยู่ในนิวเคลียสยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงนิวเคลียร์ (nuclear force) และอนุภาคที่ประกอบเป็นนิวเคลียสเรียกว่า “นิวคลีออน” (nucleon)
อนุภาคในอะตอม
ในปัจจุบันพบว่าในอะตอมประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ มากกว่า 30 ชนิด และแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
1. อนุภาคที่ไม่เสถียร (unstable particles) เป็นอนุภาคที่ไม่อยู่ตัว สลายตัวได้ง่าย อนุภาคเหล่านี้เกิดจากการยิงนิวเคลียสของอะตอมด้วยอนุภาคชนิดต่าง ๆ ตัวอย่างอนุภาคที่ไม่เสถียรได้แก่ positron , antiproton , neutrino เป็นต้น
2. อนุภาคที่เสถียร (stable particles) เป็นอนุภาคที่อยู่ตัว ไม่สลายตัว มี 3 ชนิดคือ โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน เรียกอนุภาคทั้งสามว่า “อนุภาคมูลฐานของอะตอม”
| อนุภาค | สัญลักษณ์ | ประจุไฟฟ้า (C) | ชนิดประจุไฟฟ้า | มวล (กรัม) |
| อิเล็กตรอน | e | 1.602 x 10–19 | -1 | 9.109 x 10–28 |
| โปรตอน | p | 1.602 x 10–19 | +1 | 1.673 x 10–24 |
| นิวตรอน | n | 0 | 0 | 1.675 x 10–24 |
เลขอะตอม เลขมวล และสัญลักษณ์นิวเคลียร์
1. เลขอะตอม (Atomic number)
คือตัวเลขที่แสดงจำนวนโปรตอนของธาตุ ใช้สัญลักษณ์ Z นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่หาเลขอะตอมได้คือ เฮนรี โมสลีย์ เป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เลขอะตอมเป็นค่าเฉพาะสำหรับธาตุหนึ่ง ๆ ธาตุแต่ละชนิดมีเลขอะตอมไม่ซ้ำกัน ดังนั้นเลขอะตอมจึงบอกชนิดของธาตุได้
2. เลขมวล (Mass number)
คือตัวเลขที่แสดงผลรวมของจำนวนโปรตอนและจำนวนนิวตรอน มีสัญลักษณ์ A เลขมวลจะมีค่าใกล้เคียงกับมวลอะตอม (Atomic mass) แต่เลขมวลเป็นเลขจำนวนเต็มเสมอ ส่วนมวลอะตอมอาจเป็นจำนวนเต็มหรือทศนิยมก็ได้ และเลขมวลไม่เป็นค่าเฉพาะสำหรับธาตุ ธาตุต่างชนิดกันอาจมีเลขมวลเท่ากันได้
เลขมวล = จำนวนโปรตอน + จำนวนนิวตรอน
3. สัญลักษณ์นิวเคลียร์ (nuclear symbol)
เป็นสัญลักษณ์ที่แสดงให้ทราบว่าอะตอมของธาตุ 1 อะตอมประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานอย่างละกี่อนุภาค โดยเขียนสัญลักษณ์ของธาตุซึ่งแสดงเลขมวลที่มุมบนด้านซ้าย และเขียนเลขอะตอมที่มุมล่างด้านซ้าย เช่น
p = 12 p = 6 p = 8
e– = 12 e– = 6 e– = 10
n = 12 n = 6 n = 8
จากสัญลักษณ์นิวเคลียร์ทำให้ทราบจำนวนอนุภาคมูลฐานของอะตอม โดยจำนวนโปรตอนดูจากเลขอะตอม อะตอมอยู่ในสภาพที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจึงมีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากับจำนวนโปรตอน ส่วนจำนวนนิวตรอน = เลขมวล – เลขอะตอม
ไอโซโทป ไอโซโทน และไอโซบาร์
ไอโซโทป (Isotope)
หมายถึงอะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน แต่มีเลขมวลต่างกัน หรืออะตอมของธาตุที่มีเลขอะตอมเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน
อะตอมที่มีเลขมวลหรือจำนวนโปรตอนแต่ละจำนวนเรียกว่า 1 ไอโซโทป ตัวอย่างไอโซโทป เช่น ไฮโดรเจนมี 3 ไอโซโทปคือ 
, 
, 
p = 1 p = 1 p = 1
e– = 1 e– = 1 e– = 1
n = 0 n = 1 n = 2
protium (H) deuterium (D) tritium (T)
ไอโซโทน (Isotone)
หมายถึงอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน มีเลขอะตอมและเลขมวลต่างกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนเท่ากัน
p = 6 p = 7
e– = 6 e– = 7
n = 7 * n = 7 *
ไอโซบาร์ (Isobar)
หมายถึงอะตอมของธาตุต่างชนิดกัน แต่มีเลขมวลเท่ากัน
p = 6 p = 7
e– = 6 e– = 7
n = 8 n = 7
ตารางที่ 1 สรุปความหมายของไอโซโทป ไอโซโทน ไอโซบาร์
| ชนิด | เลขอะตอม | เลขมวล | จำนวนนิวตรอน | จำนวนโปรตอน | ชนิดของธาตุ |
| ไอโซโทป | เท่ากัน | ต่างกัน | ต่างกัน | เท่ากัน | ชนิดเดียวกัน |
| ไอโซโทน | ต่างกัน | ต่างกัน | เท่ากัน | ต่างกัน | ต่างชนิดกัน |
| ไอโซบาร์ | ต่างกัน | เท่ากัน | ต่างกัน | ต่างกัน | ต่างชนิดกัน |
ที่มา http://www.promma.ac.th/main/chemistry/jutamas/lesson/particle.htm
Comment here