เราคิดว่า อะตอมชอบอยู่อย่างโดดเดี่ยวหรือไม่

ประโยชน์จากการเรียนเรื่องโครงสร้างอะตอม

          1. ทราบสมบัติทางเคมีและสมบัติการเปล่งแสงของธาตุ

               ตัวอย่างที่ 1 ธาตุโซเดียม(Na)

                    สมบัติทางเคมี ธาตุโซเดียมสามารถให้อิเล็กตรอนกับธาตุอื่นได้ เช่น ธาตุคลอรีน(Cl)

                         โครงสร้างอะตอมของธาตุโซเดียม

         จะเห็นว่าธาตุโซเดียมมีอิเล็กตรอนวงนอกสุด 1 ตัว จึงพร้อมที่จะให้อิเล็กตรอนตัวนี้หลุดออกไป เพื่อให้อิเล็กตรอนวงนอกสุดครบ 8 ตัวเหมือนแก๊สเฉื่อย

                         จากภาพจะเห็นว่า ธาตุโซเดียมให้อิเล็กตรอน 1 ตัวกับธาตุคลอรีน ทำให้โซเดียมไอออนและคลอรีนไอออนมีอิเล็กตรอนวงนอกสุดครบ 8 ตัว เกิดเป็นสารประกอบ NaCl นั่นก็คือเกลือที่เรารับประทานนั่นเอง เราจะเห็นว่า "วิชาเคมีเป็นเรื่องใกล้ตัวเรามาก"

                         จากค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตี(electronegativity)ของ Na = 0.9, Cl = 3.0 จะเห็นว่า Cl มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีสูงกว่า Na มาก ดังนั้น Cl จึงสามารถดึงดูดอิเล็กตรอนเข้าหาตัวเองได้

                         ธาตุโซเดียมกับธาตุคลอรีนเกิดพันธะเคมีแบบพันธะไออนิก(ionic bonding) ซึ่งเราจะได้ศึกษาต่อไปในเรื่องพันธะเคมี เราสามารถเขียนเป็นสมการเคมีได้ดังนี้

                         เราสามารถเขียนการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุโซเดียมและธาตุคลอรีนได้

                         ธาตุคลอรีนดึง 1 อิเล็กตรอนใน 3s ออร์บิทัลของธาตุโซเดียมมา ทำให้ธาตุโซเดียมมีประจุบวก(เสียอิเล็กตรอน) ส่วนธาตุคลอรีนมีประจุลบ(รับอิเล็กตรอน)

                    สมบัติการเปล่งแสงและการดูดกลืนแสงของธาตุโซเดียม

                         เมื่อทำตามการทดลองของโบร์(Bohr) โดยเปลี่ยนธาตุที่ใช้ในการบรรจุในหลอดปล่อยประจุจากธาตุไฮโดรเจนเป็นธาตุโซเดียม จะได้สเปกตรัมการเปล่งแสงดังรูป (a) และสเปกตรัมการดูดกลืนแสงดังรูป (b)

                         (a) สเปกตรัมการเปล่งแสง จะเห็นว่าธาตุโซเดียมเปล่งแสงสีเหลืองที่ความยาวคลื่น 589.00 และ 589.60 นาโนเมตรออกมา
                         (b) สเปกตรัมการดูดกลืนแสง จะเห็นว่าธาตุโซเดียมดูดกลืนทุกแสงสียกเว้นแสงสีเหลืองที่ความยาวคลื่น 589.00 และ 589.60 นาโนเมตร

                         สเปกตรัมนี้เป็นลักษณะเฉพาะที่พบในธาตุโซเดียมเท่านั้น ดังนั้น ถ้าเรามีธาตุที่เราไม่ทราบว่าเป็นธาตุอะไร แล้วนำมาทำการทดลองเช่นเดียวกันนี้แล้วได้เส้นสเปกตรัมดังรูปด้านบน เราก็สรุปได้ว่าธาตุนั้นคือธาตุโซเดียม

               ตัวอย่างที่ 2 ธาตุไฮโดรเจน(H)

                    สมบัติทางเคมี ธาตุไฮโดรเจนสามารถใช้อิเล็กตรอนร่วมกับตัวเองหรือธาตุอโลหะอื่นได้ เช่น ไฮโดรเจน 2 อะตอม

                         โครงสร้างอะตอมของธาตุไฮโดรเจน

                         จะเห็นว่าอะตอมของไฮโดรเจนมีอิเล็กตรอนวงนอกสุด 1ตัว ดังนั้น อะตอมของไฮโดรเจนจึงใช้ 1 อิเล็กตรอนร่วมกับอะตอมของไฮโดรเจนอีกอะตอมหนึ่ง จึงทำให้อะตอมของไฮโดรเจนทั้ง 2 มีอิเล็กตรอนวงนอกสุดครบ 2 ตัว

                        อะตอมของไฮโดรเจนกับอะตอมของไฮโดรเจน เกิดพันธะเคมีกันแบบพันธะโคเวเลนต์(covalent bonding) ซึ่งเราจะได้ศึกษาต่อไปในเรื่องพันธะเคมี เราสามารถเขียนเป็นสัญลักษณ์ของแก๊สไฮโดรเจนได้ดังนี้

แบบจุด                           แบบเส้น

                         เราสามารถเขียนการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุไฮโดรเจน 2 อะตอมได้

                         จะเห็นว่า การจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุไฮโดรเจนคือ 1s¹ จึงมี 1 อิเล็กตรอนเดี่ยวใน 1s ออร์บิทัล ที่ใช้ในการเกิดพันธะ(bonding electron)

                    สมบัติการเปล่งแสงและการดูดกลืนแสงของธาตุไฮโดรเจน

                         เมื่อทำตามการทดลองของโบร์(Bohr) โดยบรรจุไฮโดรเจนเข้าไปในหลอดปล่อยประจุ จะได้สเปกตรัมการเปล่งแสงดังรูป (a) และสเปกตรัมการดูดกลืนแสงดังรูป (b)

                         จะได้สเปกตรัมการดูดกลืนแสงดังรูป (a) และสเปกตรัมการเปล่งแสงดังรูป (b)
                         (a) สเปกตรัมการดูดกลืนแสง จะเห็นว่าไฮโดรเจนดูดกลืนทุกแสงสียกเว้นที่ความยาวคลื่น 410, 434, 486 และ 656 นาโนเมตร
                         (b) สเปกตรัมการเปล่งแสง จะเห็นว่าไฮโดรเจนเปล่งแสงที่ความยาวคลื่น 410, 434, 486 และ 656 นาโนเมตรออกมา

                         สเปกตรัมนี้เป็นลักษณะเฉพาะที่พบในธาตุไฮโดรเจนเท่านั้น ดังนั้น ถ้าเรามีธาตุที่เราไม่ทราบว่าเป็นธาตุอะไร แล้วนำมาทำการทดลองเช่นเดียวกันนี้แล้วได้เส้นสเปกตรัมดังรูปด้านบน เราก็สรุปได้ว่าธาตุนั้นคือธาตุไฮโดรเจน

          2. เราสามารถศึกษาแกแล็กซี่(galaxy), ดวงดาวและดาวเคราะห์ต่าง ๆ โดยพิจารณาจากการศึกษาสเปกตรัมที่ได้จากดวงดาว

               รูปแสดงเนบิวลา(nebula) ซึ่งเป็นกลุ่มหมอกของดวงดาวที่อยู่ในอวกาศ

               จากการวิเคราะห์จนได้สเปกตรัม ซึ่งสเปกตรัมที่ได้สามารถบอกองค์ประกอบทางเคมีของเนบิวลา(nebula) นี้ว่าประกอบด้วยธาตุฮีเลียม(He), ออกซิเจน(O) และนีออน(Ne)