ในการเรียนสายวิทย์ของเด็ก ๆ ทุกคนอีกเรื่องที่น่าสนใจนั่นคือ “ออร์บิทัลเชิงอะตอม” ซึ่งถูกจัดอยู่ในหมวดหนึ่งของทฤษฎีอะตอมและกลศาสตร์ควอนตัม บทความนี้จึงอยากพาทุกคนมาทำความรู้จักพื้นฐานเบื้องต้น รวมถึงข้อมูลอื่น ๆ ที่น่าสนใจ สามารถใช้ประโยชน์ในการเรียนรู้เพื่อต่อยอดให้กับตนเอง ยืนยันว่าไม่ใช่เรื่องยากอย่างที่หลายคนกังวลใจแน่นอน
สารบัญ
ออร์บิทัลเชิงอะตอม คืออะไร
ออร์บิทัลเชิงอะตอม (Atomic Orbitals) คือ ฟังก์ชันหนึ่งเพื่อใช้ระบุตำแหน่งและพฤติกรรมที่มีลักษณะคล้ายคลื่นของอิเล็กตรอนภายในอะตอม มักถูกใช้เพื่อคำนวณความน่าจะเป็นในการค้นพบอิเล็กตรอนใด ๆ ของอะตอมรอบนิวเคลียส ทั้งนี้ยังอาจอธิบายถึงช่องว่างหรือบริเวณทางกายภาพสำหรับใช้คำนวณจำนวนอิเล็กตรอนที่มีอยู่ตามการคำนวณในรูปแบบทางคณิตศาสตร์เฉพาะของออร์บิทัล ซึ่งแต่ละออร์บิทัลในอะตอมจะมีชุดค่าเลขควอนตัมแบบเฉพาะทั้งหมด 3 ชุด ประกอบไปด้วย n, ℓ และ mℓ สอดคล้องกับพลังงานของอิเล็กตรอนและโมเมนตัมเขิงมุมตามลำดับ
การแบ่งชนิดของออร์บิทัลเชิงอะตอม
สำหรับออร์บิทัลเชิงอะตอมสามารถแบ่งออกเป็น s, p, d, f เมื่อทำการเรียงพลังงานของอะตอมในชั้นพลังงานต่าง ๆ จะปรากฏดังนี้
1s – 2s – 2p – 3s – 4s – 3d – 4p – 5s – 4d – 5p – 6s – 4f – 5d – 6p
อย่างไรก็ตามหากศึกษาเฉพาะเรื่องของสารประกอบอินทรีย์ (สารประกอบคาร์บอน) จะมีเฉพาะ s และ p ออร์บิทัลที่เกี่ยวข้องเท่านั้น โดยมีความหมายดังนี้
1. S ออร์บิทัล
รูปร่างของ S ออร์บิทัลจะเป็นทรงกลม มีอิเล็กตรอนกระจายอย่างสม่ำเสมอ ตามแนวแกน x, y, z ทุกแกน โดยอิเล็กตรอนจะมีความหนาแน่นลดลงตามความห่างจากนิวเคลียส
2. P ออร์บิทัล
รูปร่างของ P ออร์บิทัลจะคล้ายกับดัมเบล หรือสัญลักษณ์อินฟินิตี้ มีทั้งหมด 3 ออร์บิทัล ตามแนวแกน x, y, z ซึ่งทั้ง 3 ออร์บิทัลดังกล่าวต้องมีพลังงานเท่ากันอยู่เสมอ
สรุปความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับออร์บิทัลเชิงอะตอม
ออร์บิทัลเชิงอะตอมถือเป็นองค์ประกอบพื้นฐานในแบบจำลอง จะเรียกว่ากลุ่มหมอกอิเล็กตรอนหรือแบบจำลองกลศาสตร์ของคลื่นก็ให้ความหมายเดียวกัน จัดเป็นวิธีคำนวณที่มีความทันสมัยเพื่อแสดงถึงพฤติกรรมของอิเล็กตรอนภายในสสารต่าง ๆ จึงถือเป็นพื้นฐานอีกเรื่องที่สามารถทำความเข้าใจได้ไม่ยาก และยังช่วยต่อยอดการเรียนรู้ในด้านอื่นเพิ่มเติมอีกด้วย
ออร์บิทัลเชิงอะตอมคืออีกเนื้อหาน่าสนใจที่เด็ก ๆ สายวิทย์ทุกคนต้องมีโอกาสได้เรียนรู้ ดังนั้นการเข้าใจพื้นฐานเบื้องต้นย่อมทำให้ทุกคนนำไปใช้เสริมทักษะในด้านอื่นต่ออย่างง่ายดาย ส่วนนักเรียนหรือผู้ปกครองที่วางแผนอยากให้บุตรหลานสอบเข้าค่าย สอวน. ครูปีโป้ก็มีคอร์ส สอวน. เคมีมาแนะนำ เน้นการเรียนที่นำไปใช้สอบจริง สอนสนุก เนื้อหาเข้าใจง่าย เพิ่มโอกาสทำได้ตามเป้าหมายแน่นอน
