2.1.แบบจำลองอะตอม

·       แบบจำลองอะตอมของจอร์น ดอลตัน 

ในปี พ.ศ. 2346 (ค.ศ. 1803) จอห์น ดอลตัน (John Dalton) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้เสนอทฤษฎีอะตอมเพื่อใช้อธิบายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของสารก่อนและหลังทำปฏิกิริยา รวมทั้งอัตราส่วนโดยมวลของธาตุที่รวมกันเป็นสารประกอบ ซึ่งสรุปได้ดังนี้

1. ธาตุประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆหลายอนุภาคเรียกอนุภาคเหล่านี้ว่า “อะตอม” ซึ่งแบ่งแยกและทำให้สูญหายไม่ได้

2. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีสมบัติเหมือนกัน แต่จะมีสมบัติ แตกต่างจากอะตอมของธาตุอื่น 

3. สารประกอบเกิดจากอะตอมของธาตุมากกว่าหนึ่งชนิดทำปฏิกิริยา เคมีกันในอัตราส่วนที่เป็นเลขลงตัวน้อยๆ 

ทฤษฎีอะตอมของดอลตัน 

- อะตอมเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุด แบ่งแยกอีกไม่ได้

- อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีสมบัติเหมือนกัน

- อะตอมต้องเกิดจากสารประกอบเกิดจากอะตอมของธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมารวมตัวกันทางเคมี

ทฤษฎีอะตอมของดอลตันใช้อธิบายลักษณะและสมบัติของอะตอมได้เพียงระดับหนึ่ง แต่ต่อมานักวิทยาศาสตร์ค้นพบข้อมูลบางประการที่ไม่สอดคล้องกับทฤษฎีอะตอมของ ดอลตัน เช่น พบว่าอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันอาจมีมวลแตกต่างกันได้   

ลักษณะแบบจำลองอะตอมของดอลตัน

ทรงกลมตันมีขนาดเล็กที่สุดซึ่งแบ่งแยกอีกไม่ได้

·       แบบจำลองอะตอมของทอมสัน

เซอร์โจเซฟ จอห์น ทอมสัน (Joseph John Thomson) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ทำการศึกษาและทดลองเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าของก๊าซโดยใช้หลอดรังสีแคโทด

หลอดรังสีแคโทด 

เป็นเครื่องที่ใช่ทดลองเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าโดยหลอดรังสีแคโทดจะมีความดันต่ำมาก และความต่างศักย์สูงมาก วิลเลียม ครูกส์ได้สร้างหลอดรังสีแคโทดขึ้นมาโดยใช้แผ่นโลหะ 2 แผ่นเป็นขั้วไฟฟ้า โดยต่อขั้วไฟฟ้าลบกับขั้วลบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเรียกว่า แคโทด และต่อขั้วไฟฟ้าบวกเข้ากับขั้วบวกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเรียกว่า แอโนด

การค้นพบอิเล็กตรอน 

เซอร์โจเซฟ จอห์น ทอมสัน ดัดแปลงหลอดรังสีใหม่ ดังรูป

รังสีพุ่งจากด้านแคโทดไปยังด้านแอโนด และจะมีรังสีส่วนหนึ่งทะลุออกไปกระทบกับฉากเรืองแสง 

หลังจากนั้นทอมสันได้เพิ่มขั้วไฟฟ้าเข้าไปในหลอดรังสีแคโทดดังรูป

ปรากฎว่า รังสีนี้จะเบี่ยงเบนเข้าหาขั้วบวก แสดงว่า รังสีนี้ต้องเป็นประจุลบ แต่ไม่ทราบว่าเกิดจากก๊าซในหลอดรังสีแคโทด หรือเกิดจากขั้วไฟฟ้าทอมสันจึงทำการทดลองเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าของก๊าซในหลอดรังสีแคโทด พบว่า ไม่ว่าจะใช้ก๊าซใดบรรจุในหลอดหรือใช้โลหะใดเป็นแคโทด จะได้ผลการทดลองเหมือนเดิม จึงสรุปได้ว่า อะตอมทุกชนิดมีอนุภาคที่มีประจุลบเป็นองค์ประกอบ เรียกว่า "อิเล็กตรอน"

การค้นพบโปรตอน 

เนื่องจากอะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้า และการที่พบว่าอะตอมของธาตุทุกชนิดประกอบด้วยอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ ทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าองค์ประกอบอีกส่วนหนึ่งของอะตอม จะต้องมีประจุบวกด้วย ออยแกน โกลด์สไตน์ (Eugen Goldstein) นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ได้ทดลองเกี่ยวกับหลอดรังสีแคโทด โดยดัดแปลงหลอดรังสีแคโทด ดังรูป

ผลการทดลองของโกสไตน์

เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้า ปรากฏว่ามีจุดสว่างเกิดขึ้นทั้งฉากเรืองแสง ก. และฉากเรืองแสง ข.

โกลสไตน์ได้อธิบายว่า จุดเรืองแสงที่เกิดขึ้นบนฉากเรืองแสง ก. จะต้องเกิดจากที่ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวก เคลื่อนที่ผ่านรูตรงกลางของแคโทด ไปยังฉากเรืองแสง แต่ยังไม่ทราบว่ารังสีที่มีประจุไฟฟ้าบวกนี้เกิดจากอะตอมของก๊าซ หรือเกิดจากอะตอมของขั้วไฟฟ้า และมีลักษณะเหมือนกันหรือไม่

โกลสไตน์ได้ทดลองเปลี่ยนชนิดของก๊าซในหลอดแก้วปรากฏว่าอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวกเหล่านี้มีอัตราส่วนประจุต่อมวลไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซที่ใช้และเมื่อทดลองเปลี่ยนโลหะที่ใช้ทำเป็นขั้วไฟฟ้าหลายๆชนิดแต่ให้ก๊าซในหลอดแก้วชนิดเดียวกัน ปรากฏว่า ผลการทดลองได้อัตราส่วนประจุต่อมวลเท่ากันแสดงว่าอนุภาคบวกในหลอดรังสีแคโทดเกิดจากก๊าซไม่ได้เกิดจากขั้วไฟฟ้า 

สรุปแบบจำลองอะตอมของทอมสัน 

จากผลการทดลอง ทั้งของทอมสันและโกลด์สไตน์ ทำให้ทอมสันได้ข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้น จึงได้เสนอแบบจำลองอะตอม ดังนี้ อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลมประกอบด้วยอนุภาคโปรตอนที่มีประจุไฟฟ้าเป็นบวกและอนุภาคอิเล็กตรอนที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ กระจัดกระจายอย่างสม่ำเสมอในอะตอมอะตอมที่มีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีจำนวนประจุบวกเท่ากับจำนวนประจุลบ

·       แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด

         

                            Ernest Rutherford                    Hans Giger

เมื่อปีพ.ศ.2454 เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด (Ernest Rutherford) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ และฮันส์ ไกเกอร์ (Hans Giger) นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้ทำการทดลองโดยยิงอนุภาคแอลฟาไปยังแผ่นทองคำบางๆ

ผลการทดลอง 

        ถ้าอธิบายตามแบบจำลองอะตอมของทอมสัน อนุภาคแอลฟาซึ่งมีประจุบวกน่าจะผลักกับโปรตอนทำให้เกิดการเบี่ยงเบนไปจากแนวเส้นตรงได้บ้าง แต่ไม่น่าจะมีอนุภาคสะท้อนกลับมากระทบฉากบริเวณด้านหน้าได้ ดังนั้นรัทเทอร์ฟอร์ดจึงอธิบายลักษณะภายในอะตอมว่า การที่อนุภาคแอลฟาวิ่งผ่านแผ่นทองคำไปได้เป็นส่วนใหญ่ แสดงว่าภายในอะตอมต้องมีที่ว่างอยู่เป็นบริเวณกว้าง การที่อนุภาคแอลฟาบางอนุภาคเบี่ยงเบนหรือสะท้อนกลับมาบริเวณด้านหน้าของฉากเรืองแสง แสดงว่าบริเวณตรงกลางของอะตอมน่าจะมีอนุภาคที่มีประจุบวกและมีมวลสูงมากกว่าอนุภาคแอลฟา

การค้นพบนิวตรอน

สาเหตุที่ค้นพบนิวตรอน

1. เนื่องจากมวลของอะตอมต่าง มักเป็น 2 เท่า หรือมากกว่า 2 เท่าของมวลโปรตรอนรวมรัทเทอร์ฟอร์ดสันนิษฐานว่า น่าจะมีอนุภาคอีกชนิดหนึ่งอยู่ในนิวเคลียส และอนุภาคนี้ต้องมีมวลใกล้เคียงกันกับมวลของโปรตรอนมาก และต้องเป็นกลางทางไฟฟ้า

2. ทอมสันศึกษาหามวลของอนุภาคบวกของ Ne ปรากฎว่า อนุภาคบวกนี้มีมวล 2 เท่า ผลการทดลองนี้สนับสนุนว่าจะต้องมีอนุภาคอีกชนิดหนึ่งอยู่ในนิวเคลียสเชดวิก ได้ยิงอนุภาคแอลฟาไปยัง Be ปรากฎว่าได้อนุภาคชนิดนึ่งออกมาซึ่งมีมวลใกล้เคียงกับมวลของโปรตรอนและไม่มีประจุไฟฟ้า เรียกอนุภาคนี้ว่า "นิวตรอน"

สรุปแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด

         อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีโปรตอนรวมกันอยู่ตรงกลาง นิวเคลียสมีขนาดเล็ก แต่มีมวลมากและมีประจุเป็นบวก ส่วนอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุเป็นลบ และมีมวลน้อยมาก จะวิ่งอยู่รอบนิวเคลียสเป็นบริเวณกว้าง

·       แบบจำลองอะตอมของโบร์

          นีล โบร์ (Niels Bohr) นักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก

เนื่องจากแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ดไม่ได้อธิบายว่าอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสอยู่ในลักษณะใดนักวิทยาศาสตร์จึงหาวิธีทดลองเพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของอิเล็กตรอนแล้วนำมาสร้างเป็นแบบจำลองวิธีการหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการหาข้อมูลคือ การศึกษาสเปกตรัมของสารประกอบและธาตุซึ่งจะได้ศึกษาต่อไป

คลื่นและสมบัติของคลื่นแสง
          คลื่นชนิดต่างๆ เช่น คลื่นแสง คลื่นเสียง มีสมบัติที่สำคัญ 2 ประการคือ ความยาวคลื่น  (ดูรูป 1.10) ซึ่งหมายถึงระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ มีหน่วยเป็นเมตร (m) หรือหน่วยย่อยของเมตร เช่น นาโนเมตร (m) และ ความถี่ของคลื่น หมายถึง จำนวนรอบของคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดใดจุดหนึ่งในเวลา 1 วินาที ความถี่ของคลื่นจึงมีหน่วยเป็นจำนวนรอบต่อวินาที  

          แสงที่ประสาทตาของมนุษย์สามารถรับรู้ได้เรียกว่าแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งมีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 400 - 700 นาโนเมตร แสงในช่วงคลื่นนี้จะประกอบด้วยแสงสีต่างๆ กัน ตามปกติประสาทตาของมนุษย์สามารถสัมผัสแสงบางช่วงคลื่นที่ส่องมาจากดวงอาทิตย์ได้ แต่ไม่สามารถแยกเป็นสีต่างๆ ได้ จึงมองเห็นเป็นสีรวมกันซึ่งเรียกว่า แสงขาว

สเปกตรัม
          ถ้าให้แสงอาทิตย์ซึ่งเป็นแสงขาวส่องผ่านปริซึมแสงขาวจากดวงอาทิตย์จะแยกออกเป็นแสงสีรุ้งต่อเนื่องกันเรียกว่า แถบสเปกตรัมของแสงขาว 

          ปรากฎการณ์นี้อธิบายได้ว่าเมื่อแสงเดินทางจากอากาศผ่านตัวกลางชนิดหนึ่งจะเกิดการหักเห ดังนั้นเมื่อแสงขาวส่องผ่านปริซึม แสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันจะหักเหผ่านปริซึมได้ไม่เท่ากัน เกิดเป็นแถบสีรุ้งต่อเนื่องกันแสงสีรุ้งเหล่านี้มีความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน

สเปกตรัม	ความยาวคลื่น (nm)
แสงสีม่วง แสงสีคราม - น้ำเงิน แสงสีเขียว แสงสีเหลือง แสงสีแสด (ส้ม) แสงสีแดง	400-420 420-490 580-590 590-650 590-650 650-700

          คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นในช่วงอื่นก็เกิดการหักเหได้ แต่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า มักซ์ พลังค์ นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้ศึกษาพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและได้ข้อสรุปเกี่ยวกับความถี่ของคลื่นนั้นว่า พลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความถี่ของคลื่น ดังความสัมพันธ์ต่อไปนี้

                                            E   =  hV
          เมื่อ    E     คือพลังงาน มีหน่วยเป็น จูล
          h    คือค่าคงที่ของพลังค์ มีค่า จูลวินาที
          V    คือความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีหน่วยเป็นเฮิรตซ์
                    นอกจากนี้ความถี่ของคลื่นยังมีความสัมพันธ์กับความยาวคลื่นดังต่อไปนี้

          เมื่อ c  คือความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสูญญากาศ ซึ่งเท่ากับ เมตรต่อวินาที และคือความยาวคลื่น ดังนั้นค่าพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจึงคำนวนได้จากความสัมพันธ์ดังนี้

สเปกตรัมของธาตุและการแปลความหมาย

          นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าถ้าเผาสารประกอบของโลหะชนิดต่างๆ ก็จะได้สีเปลวไฟแตกต่างกัน เช่น เผาสารประกอบของโซเดียมจะได้เปลวไฟสีเหลือง สารประกอบของแคลเซียมได้เปลวไฟสีแดงอิฐ ต่อมาบุนเซนและกุสตาฟ คีร์ชฮอฟฟ์ นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ได้ผลิตสเปกโทรสโคป ซึ่งต่อมาได้ใช้เป็นอุปกรณ์สำคัญในการศึกษาสเปกตรัมที่ได้จากการเผาสารประกอบ ทำให้สามารถหาธาตุองค์ประกอบที่อยู่ในสารประกอบได้

การทดลอง 1.1 การศึกษาสีของเปลวไฟจากสารประกอบและเส้นสเปกตรัมของธาตุบางชนิด

ตอนที่ 1 สีของเปลวไฟจากสารประกอบบางชนิด

1.  ล้างลวดนิโครมในกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นแล้วเผาให้ร้อน ทำซ้ำอีกหลายครั้งจนลวดนิโครมสะอาด ซึ่งสังเกตได้จากสีของเปลวไฟไม่เปลี่ยนแปลง

2.  จุ่มลวดนิโครมที่สะอาดในกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น แล้วนำไปแตะผงโซเดียมคลอไรด์ที่บดละเอียด และเผาในเปลวไฟโดยตรง สังเกตุสีของเปลวไฟ

3.  ทำการทดลองเช่นเดียวกับข้อ 1 และ 2 โดยใช้สารชนิดอื่นแทนโซเดียมคลอไรด์

ตอนที่  2 เส้นสเปกตรัมของธาตุบางชนิด

1.  ใช้แผ่นเกรตติงส่องดูแสงอาทิตย์ (ห้ามส่องดูดวงอาทิตย์โดยตรง) ส่งเกตสิ่งที่ปรากฎ แล้วส่องดูแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ เปรียบเทียบสีที่สังเกตได้จากการดูแสงทั้งสองแหล่ง

2.  ต่อหลอดบรรจุแก๊สไฮโดรเจนเข้ากับวงจรไฟฟ้าให้ครบวงจร ดังรูป 1.13 ใช้กระดาษสีดำบังทางด้านหลัง แล้วใช้แผ่นเกรตติงส่องดูที่หลอดบรรจุแก๊สไฮโดรเจนขณะที่กำลังเรืองแสง สังเกตเส้นสเปกตรัมที่ปราก

3.  ทำการทดลองเช่นเดียวกับข้อ 2 แต่เปลี่ยนหลอดบรรจุแก๊สไฮโดรเจนเป็นหลอดบรรจุแก๊สนีออนและไอปรอท สังเกตเส้นสเปกตรัมที่ปรากฎ

          จากผลการทดลองคงสังเกตเห็นว่าสเปกตรัมจากแสงอาทิตย์มีแสงสีต่อเนื่องกันเป็น แถบสเปกตรัม ส่วนสเปกตรัมที่มองเห็นจากหลอดฟลูออเรสเซนต์นอกจากจะมองเห็นแถบสเปกตรัมของสีต่างๆ เป็นพื้นแล้ว ยังมีเส้นสีต่างๆ ปรากฎในแถบสเปกตรัมด้วย และจากการสังเกตสเปกตรัมของแก๊สไฮโดรเจน นีออน  และไอปรอท พบว่าธาตุแต่ละชนิดให้สเปกตรัมที่มีแสงสีต่างกันและมีจำนวนเส้นสีเฉพาะตัวเส้นสีต่างๆ นี้เรียกว่า เส้นสเปกตรัม

          จากการทดลองเมื่อเผาสารประกอบของโลหะชนิดเดียวกันจะสังเกตเห็นสีของเปลวไฟเป็นสีเดียวกันเสมอจึงอาจกล่าวได้ว่าสีของเปลวไฟเกิดจากองค์ประกอบที่เป็นโลหะในสารประกอบชนิดนั้น สำหรับสารที่เป็นแก๊สอาจตรวจสเปกตรัมได้โดยบรรจุแก๊สในหลอดแก้วที่มีความดันต่ำและใช้พลังงานไฟฟ้าแทนการเผา เมื่อธาตุเหล่านั้นได้รับพลังงานก็จะเปล่งแสงเป็นสีต่างๆ หลายสี เมื่อสีเหล่านั้นรวมกันแล้วจะสังเกตเห็นเป็นสีเดียวซึ่งตาของเราไม่สามารถบอกความแตกต่างได้ แต่เมื่อใช้แผ่นเกรตติงส่องดูก็จะเห็นเส้นสเปกตรัมของแต่ละธาตุที่มีลักษณะไม่เหมือนกัน นักเรียนบอกได้หรือไม่ว่าเส้นสเปกตรัมเกิดขึ้นได้อย่างไร
          ปรากฎการณ์นี้อธิบายได้ว่าอิเล็กตรอนซึ่งเคลื่อนที่อยู่รอบนิวเคลียสมีพลังงานเฉพาะตัวอยู่ในระดับพลังงานต่ำกล่าวได้ว่าอะตอมอยู่ใน สถานะพื้น เมื่ออะตอมได้รับพลังงานเพิ่มขึ้นทำให้อิเล็กตรอนถูกกระตุ้นให้มีพลังงานสูงขึ้นเรียกว่าอะตอมอยู่ใน สถานะกระตุ้น ที่สถานะนี้อะตอมจะไม่เสถียรเนื่องจากมีพลังงานสูง อิเล็กตรอนจึงคายพลังงานออกมาส่วนหนึ่งเพื่อลดพลังงานออกจากอะตอมแล้วกลับเข้าสู่ระดับที่มีพลังงานต่ำกว่าในสถานะกระตุ้น ซึ่งจะทำให้อะตอมเสถียรมากขึ้น พลังงานส่วนใหญ่ที่คายออกมาจะปรากฎในรูปพลังงานแสง ถ้าแสงสีเหล่านี้แยกออกจากกันอย่างชัดเจนจะปรากฎเป็นเส้นสเปกตรัม แต่ถ้าแสงสีที่ปรากฎออกมาเป็นลักษณะต่อเนื่องกันเช่นเดียวกับรุ้งกินน้ำ หรือจากไส้หลอดไฟฟ้าซึ่งเป็นโลหะร้อนและมีอะตอมอยู่กันอย่างหนาแน่น จะให้สเปกตรัมเป็นแถบสเปกตรัมซึ่งยากแก่การวิเคราะห์และแปลผล

          การที่นักวิทยาศาสตร์ใช้อะตอมของไฮโดรเจนเป็นตัวอย่างในการแปลความหมายของเส้นสเปกตรัม เพราะเป็นอะตอมที่มีอิเล็กตรอนเดียว จากการทดลองหลายครั้งพบว่าอะตอมของไฮโดรเจนให้เส้นสเปกตรัมได้หลายเส้นที่มีลักษณะเหมือนกันทุกครั้ง จึงสรุปได้ว่าอิเล็กตรอนในอะตอมของไฮโดรเจนขึ้นไปอยู่ในสถานะกระตุ้นที่มีพลังงานแตกต่างกันได้หลายระดับ ค่าพลังงานของเส้นสเปกตรัมแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอมจากระดับพลังงานสูงมายังระดับพลังงานต่ำ

แสดงว่าอะตอมของไฮโดรเจนมีพลังงานหลายระดับและความแตกต่างระหว่างพลังงานของแต่ละระดับที่อยู่ถัดไปก็ไม่เท่ากัน ความแตกต่างของพลังงานจะมีค่าน้อยลงเมื่อระดับพลังงานสูงขึ้น จากเหตุผลที่อธิบายมานี้ช่วยสรุปได้ว่า
          1.  เมื่ออิเล็กตรอนได้รับพลังงานในปริมาณที่เหมาะสม อิเล็กตรอนจะขึ้นไปอยู่ในระดับพลังงานที่สูงกว่าระดับพลังงานเดิม แต่จะอยู่ในระดับใดขึ้นกับปริมาณพลังงานที่ได้รับ การที่อิเล็กตรอนขึ้นไปอยู่ในระดับพลังงานใหม่ทำให้อะตอม อิเล็กตรอนจะกลับมาอยู่ในระดับพลังงานที่ต่ำกว่า ซึ่งในการเปลี่ยนตำแหน่งนี้อิเล็กตรอนจะคายพลังงานออกมา การดูดหรือคายพลังงานจะต้องมีค่าเฉพาะตามทฤษฎีของพลังค์ โดยค่าต่ำสุดจะเท่ากับความถี่ของอิเล็กตรอนนั้นคูณด้วยค่าคงที่ของพลังค์ ดังที่กล่าวมาแล้ว
          2.  การเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนไปยังระดับพลังงานที่อยู่ติดกัน อาจมีการเปลี่ยนข้ามระดับได้ แต่เมื่ออิเล็กตรอนรับพลังงานแล้วจะขึ้นไปอยู่ระหว่างระดับพลังงานไม่ได้ จะต้องขึ้นไปอยู่ในระดับใดระดับหนึ่งเสมอ
          3. ผลต่างของพลังงานระหว่างระดับพลังงานต่ำ จะมีค่ามากกว่าผลต่างของพลังงานระหว่างระดับพลังงานที่สูงขึ้นไป
          จากความรู้เรื่องการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนและการเกิดสเปกตรัม ช่วยให้นีลส์ โบร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก สร้างแบบจำลองอะตอมเพื่อใช้อธิบายพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในอะตอมได้ โดยกล่าวว่า อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสเป็นวงคล้ายกับวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ แต่ละวงจะมีระดับพลังงานเฉพาะตัว ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสที่สุดซึ่งมีพลังงานต่ำที่สุดเรียกว่าระดับ K และระดับพลังงานที่อยู่ถัดออกมาเรียกเป็น L  M   N... ตามลำดับ(ดังรูป 1.17)  ต่อมาได้มีการใช้ตัวเลขแสดงถึงระดับพลังงานของอิเล็กตรอน คือ n=1 หมายถึงระดับพลังงานที่  1  ซึ่งอยู่ใกล้กับนิวเคลียสที่สุด และชั้นถัดออกมาเป็น n=2 หมายถึงระดับพลังงานที่  2  ต่อจากนั้น n=3   4 ... หมายถึงระดับพลังงานที่ 3   4  และสูงขึ้นไปตามลำดับ

·       แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก 

  เนื่องจากแบบจำลองอะตอมของโบร์มีข้อจำกัดที่ไม่สามารถใช้อธิบายสเปกตรัมของอะตอมที่มีหลายอิเล็กตรอนได้ นักวิทยาศาสตร์จึงได้ศึกษาเพิ่มเติมจนได้ข้อมูลเพียงพอที่จะเชื่อว่าอิเล็กตรอนมีสมบัติเป็นทั้งอนุภาคและคลื่น โดยเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสในลักษณะของคลื่นนิ่งบริเวณที่พบอิเล็กตรอนพบได้หลายลักษณะเป็นรูปทรงต่างๆ ตามระดับพลังงานของอิเล็กตรอน จากการใช้ความรู้ทางกลศาสตร์ควอนตัมสร้างสมการขึ้นเพื่อคำนวณหาโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในระดับพลังงานต่างๆ พบว่าแบบจำลองนี้สามารถอธิบายเส้นสเปกตรัมของธาตุได้ถูกต้องกว่าแบบจำลองอะตอมของโบร์
          อิเล็กตรอนมีขนาดเล็กมากและเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วตลอดเวลาไปทั่วทั้งอะตอม จึงไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนของอิเล็กตรอนได้ อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์พบว่ามีโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสบางบริเวณเท่านั้น ทำให้สร้างมโนภาพได้ว่าอะตอมประกอบด้วยกลุ่มหมอกทึบแสดงว่ามีโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนได้มากกว่าบริเวณที่มีกลุ่มหมอกจาง 

                                                             ที่มา : scimath.org  

scimath.org/atomic-model

                                                                         vcharkarn.com

                                                                  wordind.wordpress