แบบจำลองอะตอมของกลุ่มหมอก

แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก

แบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก แบบจำลองอะตอมของโบร์ ใช้อธิบายเกี่ยวกับเส้นสเปกตรัมของธาตุไฮโดรเจนได้ดี แต่ไม่สามารถอธิบายเส้นสเปกตรัมของอะตอมที่มีหลายอิเล็กตรอนได้ จึงได้มีการศึกษาเพิ่มเติม โดยใช้ความรู้ทางกลศาสตร์ควันตัม สร้างสมการเพื่อคำนวณหาโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในระดับพลังงานต่างๆ จึงสามารถอธิบายเส้นสเปกตรัมของธาตุได้ถูกต้องกว่าอะตอมของโบร์ ลักษณะสำคัญของแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอกอธิบายได้ดังนี้
1. อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสอย่างรวดเร็วตลอดเวลาด้วยความเร็วสูง ด้วยรัศมีไม่แน่นอนจึงไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนของอิเล็กตรอนได้บอกได้แต่เพียงโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในบริเวณต่างๆ ปรากฏการณ์แบบนี้นี้เรียกว่ากลุ่มหมอกของอิเล็กตรอน บริเวณที่มีกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนหนาแน่น จะมีโอกาสพบอิเล็กตรอนมากกว่าบริเวณที่เป็นหมอกจาง
2. การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสอาจเป็นรูปทรงกลมหรือรูปอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับระดับพลังงานของอิเล็กตรอน แต่ผลรวมของกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนทุกระดับพลังงานจะเป็นรูปทรงกลม

รูปทรงต่างๆของกลุ่มหมอกอิเล็กตรอน จะขึ้นอยู่กับระดับพลังงานของอิเล็กตรอน การใช้ทฤษฎีควันตัม จะสามารถอธิบายการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียส ได้ว่าอิเล็กตรอนจัดเรียงตัวเป็นออร์บิทัล(orbital) ในระดับพลังงานย่อย s , p , d , f แต่ละออร์บิทัล จะบรรจุอิเล็กตรอนเป็นคู่ ดังนี้
s – orbital มี 1 ออร์บิทัล หรือ 2 อิเล็กตรอน

p – orbital มี 3 ออร์บิทัล หรือ 6 อิเล็กตรอน

d – orbital มี 5 ออร์บิทัล หรือ 10 อิเล็กตรอน

f – orbital มี 7 ออร์บิทัล หรือ 14 อิเล็กตรอน

แต่ละออร์บิทัลจะมีรูปร่างลักษณะแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในออร์บิทัล และระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในออร์บิทัลนั้นๆ เช่น

s – orbital มีลักษณะเป็นทรงกลม

p – orbital มีลักษณะเป็นกรวยคล้ายหยดน้ำ ลักษณะแตกต่างกัน 3 แบบ ตามจำนวนอิเล็กตรอนใน 3 ออร์บิทัล คือ Px , Py , Pz

d – orbital มีลักษณะและรูปทรงของกลุ่มหมอก แตกต่างกัน 5 แบบ ตามจำนวนอิเล็กตรอนใน 5 ออร์บิทัล คือ dx2-y2 , dz2 , dxy , dyz , dxz

1s orbital 2s orbital
px orbital py orbital pz orbital
dx2-y2 orbital dz2 orbital dxy orbital
dyz orbital dxz orbital

 

แบบจำลองอะตอมของโบว์

แบบจำลองอะตอมของบอห์ร

จากความรู้เรื่องสเปกตรัม นีลส์ บอห์ร ได้เสนอแบบจำลองขึ้นมาใหม่โดยปรับปรุงแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด เพื่อให้เห็นลักษณะของอิเล็กตรอนที่อยู่รอบ ๆ นิวเคลียส เป็นวงคล้ายกับวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์

สรุปแบบจำลองอะตอมของบอห์ร
1. อิเล็กตรอนจะอยู่เป็นชั้น ๆ แต่ละชั้นเรียกว่า “ ระดับพลังงาน ”
2. แต่ละระดับพลังงานจะมีอิเล็กตรอนบรรจุได้ดังนี
จำนวนอิเล็กตรอน = 2n2

3. อิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานนอกสุดเรียกว่า เวเลนซ์อิเล็กตรอน ( Valence electron ) จะเป็นอิเล็กตรอนทีเกิดปฏิกิริยาต่าง ๆ ได้
4. อิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานวงใน อยู่ใกล้นิวเคลียสจะเสถียรมาก เพราะประจุบวกจากนิวเคลียสดึงดูด

เอาไว้อย่างดี ส่วนอิเล็กตรอนระดับพลังงานวงนอกจะไม่เสถียรเพราะนิวเคลียสส่งแรงไปดึงดูดได้น้อยมาก จึงทำให้อิเล็กตรอนเหล่านี้หลุดออกจากอะตอมได้ง่าย
5. ระดับพลังงานวงในจะอยู่ห่างกันมาก ส่วนระดับพลังงานวงนอกจะอยู่ชิดกันมาก
6. การเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอน ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนในระดับถัดกัน อาจเปลี่ยนข้ามระดับพลังงานก็ได้

สรุปการเกิดสเปกตรัม
1. การตรวจหาสเปกตรัม
ถ้าเป็นสารประกอบทำโดย การเผาสารประกอบ
ถ้าเป็นก๊าซทำโดย นำก๊าซมาบรรจุในหลอดแก้ว แล้วปรับความดันให้ต่ำแล้วใช้พลังงานไฟฟ้าแทนการเผา
2. สีเปลวไฟ หรือสเปกตรัม เกิดจากสาเหตุเดียวกัน ข้อแตกต่าง คือ
สีเปลวไฟ เป็นสีที่มองจากตาเปล่า จะเห็นเป็นสีเดียว ซึ่งเป็นสีที่เด่นชัดที่สุด
สีสเปกตรัมเป็นสีที่ใช้เครื่องมือ สเปกโตรสโคป ส่องดูเปลวไฟ จะเห็นเป็นเส้นสเปกตรัมหลายเส้น และความเข้มมากที่สุดจะเป็นสีเดียวกันกับสีของเปลวไฟ
3. สีของเปลวไฟ หรือสีของสเปกตรัมเป็นสีที่เกิดที่เกิดจากส่วนที่เป็นไอออนของโลหะ หรือไอออนบวกนั่นเอง ดังเช่น
Li+ สีแดง ,Na+ สีเหลือง , K+ สีม่วง , Ca2+ สีแดงอิฐ ,

Ba2+ สีเขียวอมเหลือง ,Cu2+ สีเขียว
4. ธาตุแต่ละธาตุมีเส้นสเปกตรัมเป็นลักษณะเฉพาะตัวไม่ซ้ำกัน ดังรูป
การจัดอิเล็กตรอนในอะตอม จากการศึกษาแบบจำลองอะตอมของบอห์ร ทำให้ทราบว่า การจัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานต่างๆ

ระดับพลังงาน(n) จำนวนอิเล็คตรอนที่มีได้สูงสุด
n = 1 2
n = 2 8
n = 3 18
n = 4 32
n = 5 50
n = 6 72
n = 7 98

เวเลนซ์อิเล็กตรอน คือ จำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุดหรือสูงสุด ของแต่ละธาตุจะมีอิเล็กตรอนไม่เกิน 8
การจัดอิเล็กตรอน มีความสัมพันธ์กับการจัดหมู่และคาบอย่างไร
1. เวเลนซ์อิเล็กตรอน จะตรงกับเลขที่ของหมู่ ดังนั้น ธาตุที่อยู่หมู่เดียวกันจะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากัน
2. จำนวนระดับพลังงาน จะตรงกับเลขที่ของคาบ ดังนั้น ธาตุในคาบเดียวกันจะมีจำนวนระดับพลังงานเท่ากัน เช่น 35Br มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนดังนี้ 2 , 8 , 18 , 7 ดังนั้น Br จะอยู่ในหมู่ที่ 7 เพราะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 7 และอยู่ในคาบที่ 4 เพราะมีจำนวนระดับพลังงาน 4

หลักการจัดเรียงอิเล็กตรอน
1. จะต้องจัดเรียงอิเล็กตรอนเข้าในระดับพลังงานต่ำสุดให้เต็มก่อน จึงจัดให้อยู่ระดับพลังงานถัดไป
2. เวเลนซ์อิเล็กตรอนจะเกิน 8 ไม่ได้
3. จำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานถัดเข้าไปของธาตุในหมู่ IA , IIA เท่ากับ 8 ส่วนหมู่ IIIA – VIIIA เท่ากับ 18

 

แบบจำลองอะตอมรัทเทอร์ฟอร์ด

แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด
               เออร์เนสท์ รัทเทอร์ฟอร์ด ( Ernest Rutherford 1871 – 1937 : New Zealand )
หลังจากนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ชื่อ เบเคอเรล ได้พบสารกัมมันตรังสี และเรินต์เกน ค้นพบรังสีเอ็กซ์ (X-ray)รัทเทอร์ฟอร์ดได้ทำการศึกษาธรรมชาติของรังสีที่เกิดจากสารกัมมันตรังสีที่เกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีมีอยู่ 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา (a) รังสีเบตา (b) รังสีแกมมา (g )
1. รังสีแอลฟาหรืออนุภาคแอลฟา ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวก (+2) เป็นนิวเคลียสของอะตอมของธาตุฮีเลียม คือประกอบด้วยโปรตอน 2 ตัวและนิวตรอน 2 ตัว มีอำนาจผ่านทะลุวัตถุได้น้อยมาก ถูกกั้นด้วยกระดาษเพียงแผ่นเดียวหรือสองแผ่น
2. รังสีเบตาหรืออนุภาคเบตา ประกอบด้วยอิเลคตรอนที่มีพลังงานสูง มีอำนาจการผ่านทะลุสูงกว่ารังสีแอลฟา ถูกกั้นด้วยแผ่นโลหะบางๆ
3. รังสีแกมมา แสดงสมบัติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก คล้ายรังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมาไม่มีมวล ไม่มีประจุ มีอำนาจผ่านทะลุสูงมาก ถูกกั้นโดยแผ่นตะกั่วหนา

ลอร์ด เออร์เนสท์ รัทเทอร์ฟอร์ด (Lord Ernest Rutherford) นักวิทยาศาสตร์ชาวนิวซีแลนด์ ทดลองใช้อนุภาคแอลฟายิงไปยังแผ่นโลหะทองคำบางๆ และใช้ฉากเรืองแสงซึ่งฉาบด้วยซิงค์ซัลไฟด์เป็นฉากรับอนุภาคแอลฟาเพื่อตรวจสอบว่าอนุภาคแอลฟาวิ่งไปในทิศทางใดบ้าง จากการทดลองพบว่า อนุภาคแอลฟาส่วนใหญ่เดินทางเป็นเส้นตรงผ่านทะลุแผ่นทองคำไปได้ มีบางอนุภาคที่เฉออกจากเส้นทางเดิม และบางอนุภาคซึ่งน้อยมากสะท้อนกลับจากเส้นทางเดิมเมื่อกระทบแผ่นทองคำ ทราบได้เพราะอนุภาคแอลฟากระทบฉากเรืองแสง

จากผลการทดลงของรัทเทอร์ฟอร์ด ไม่สามารถใช้แบบจำลองอะตอมของทอมสันอธิบายได้ เพราะตามแบบจำลองของทอมสัน ในอะตอมของทองคำมีโปรตอนและอิเลคตรอนกระจายอยู่ทั่วทั้งอะตอม ดังนั้นถ้าแบบจำลองอะตอมของทอมสันถูกต้อง เมื่อยิงอนุภาคแอลฟาซึ่งมีประจุเป็นบวกเข้าไปในอะตอมของทองคำ อนุภาคแอลฟาจะผลักกับโปรตอนซึ่งมีประจุบวกเหมือนกันและควรจะเบนจากเส้นตรงเพียงเล็กน้อย แต่จากการทดลองพบว่า อนุภาคแอลฟาส่วนใหญ่วิ่งผ่านไปได้เป็นแนวเส้นตรง มีอนุภาคบางส่วนสะท้อนกลับ ซึ่งทำให้เกิดความคิดเห็นไม่สอดคล้องกับของทอมสัน รัทเทอร์ฟอร์ดจึงอธิบายผลการทดลองว่า
1. การที่อนุภาคแอลฟาส่วนใหญ่วิ่งผ่านแผ่นทองคำไปเป็นแนวเส้นตรงแสดงว่า อะตอมไม่ใช่ของแข็งทึบตัน แต่ภายในอะตอมมีที่ว่างมาก
2. อนุภาคแอลฟาบางอนุภาคที่หักเหออกจากทางเดิมเพราะภายในอะตอมมีอนุภาคที่มีมวลมากและมีประจุไฟฟ้าบวกสูงและมีขนาดเล็ก ดังนั้นเมื่ออนุภาคแอลฟาเข้าใกล้อนุภาคนี้จะถูกผลักให้เบนออกจากทางเดิม หรือเมื่ออนุภาคแอลฟาเข้ามากระทบอย่างจังก็จะสะท้อนกลับ
ดังนั้นเพื่ออธิบายผลการทดลอง รัทเทอร์ฟอร์ดจึงได้เสนอแบบจำลองอะตอมขึ้นมาใหม่ดังนี้ “อะตอมประกอบด้วยโปรตอนรวมกันกันเป็นนิวเคลียสอยู่ตรงกลาง นิวเคลียสมีขนาดเล็กมากแต่มีมวลมากและมีประจุบวก ส่วนอิเลค ตรอนซึ่งมีประจุลบและมีมวลน้อยมากวิ่งอยู่รอบๆนิวเคลียสเป็นบริเวณกว้าง”

การค้นพบนิวตรอน

เจมส์ แชดวิก (James Chadwick) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้เสนออนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้านั้นเรียกว่า นิวตรอน มีมวลใกล้เคียงกับมวลของโปรตอน
จากการค้นพบนิวตรอน ทำให้เราทราบว่าอะตอมประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน 3 ชนิด คือ โปรตอน อิเลคตรอน และนิวตรอน ทำให้แบบจำลองอะตอมเปลี่ยนไปดังนี้
“อะตอมมีลักษณะทรงกลมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนรวมตัวกันเป็นนิวเคลียสอยู่ตรงกลาง และมี อิเลค ตรอนซึ่งมีจำนวนเท่ากับโปรตอนวิ่งอยู่รอบๆนิวเคลียส”

เลขมวล เลขอะตอม ไอโซโทป ไอโซบาร์ และไอโซโทน
เลขอะตอม
(Atomic number) หมายถึงจำนวนโปรตอนที่อยู่ภายในนิวเคลียส แต่เนื่องจากในอะตอมที่เป็นกลางจำนวนโปรตอนเท่ากับจำนวนอิเลคตรอน ดังนั้นเลขอะตอมอาจหมายถึงจำนวนอิเลคตรอนก็ได้ ใช้สัญลักษณ์ Z แทน เลขอะตอมมีค่าเป็นเลขจำนวนเต็มเสมอ
เลขมวล (Mass number) หมายถึงผลบวกของจำนวนโปรตอนกับนิวตรอนภายในนิวเคลียส ใช้สัญลักษณ์ Aแทน
ไอโซโทป (Isotope) หมายถึงอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีเลขอะตอมเท่ากัน แต่มีเลขมวลต่างกัน
ไอโซบาร์ (Isobar) หมายถึง อะตอมของธาตุต่างชนิดกันที่มีเลขมวลเท่ากัน แต่มีเลขอะตอมไม่เท่ากัน
ไอโซโทน (Isotone) หมายถึง อะตอมของธาตุต่างชนิดกันแต่มีจำนวนนิวตรอนเท่ากัน

 

แบบจำลองอะตอมทอมสัน

แบบจำลองอะตอมของทอมสัน

1. การทดลองของทอมสัน

ทำอย่างไรจึงค้นพบ
ทอมสันได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าของก๊าซในหลอดรังสีแคโทด
วิธีทำการทดลองและผลการทดลอง
          หลอดรังสีแคโทดเป็นหลอดแก้วที่อยู่ในสภาวะความดันต่ำ จนเกือบถึงสุญญากาศ และมีความต่างศักย์ทางไฟฟ้าสูง แล้วบรรจุก๊าซเข้าไป เมื่อให้กระแสไฟฟ้า 10,000โวลต์ แล้ววางฉากเรืองแสงที่ฉาบด้วยซิงค์ซัลไฟต์ (ZnS)ไว้ภายในหลอดจะเห็นเส้นเรืองสีเขียวพุ่งจากแคโทดไปยังแอโนด เรียกรังสีนี้ว่า “รังสีแคโทด”

เพื่อความมั่นใจว่ารังสีนั้นพุ่งจากแคโทดไปยังแอโนดจริงเขาจึงดัดแปลงหลอดรังสีแคโทดใหม่ทำให้เขาเห็นรังสีพุ่งเป็นเส้นตรงมาจากแคโทดไปกระทบกับฉากเรืองแสง

เขาทำการทดลองต่อไป เพื่อทดสอบสมบัติของรังสีนี้ โดยเพิ่มขั้วไฟฟ้า 2ขั้วเพื่อทำให้เกิดสนามไฟฟ้า พบว่ารังสีเบี่ยงเบนเข้าหาขั้วบวกเขาจึงสรุปว่ารังสีแคโทดประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุลบ

ทอมสันได้ทดลองเปลี่ยนก๊าซที่บรรจุในหลอด และโลหะที่ใช้เป็นแคโทด แล้วคำนวณหาอัตราส่วนของประจุต่อมวล (e/m) ของอนุภาคจะได้ค่าคงที่เท่าเดิมทุกครั้ง โดยอัตราส่วนของประจุต่อมวลของอนุภาคมีค่าเท่ากับ 1.76 x108 คูลอมบ์ต่อกรัม

สรุปผลการทดลอง
– อนุภาคที่มีประจุลบเรียกว่า อิเล็กตรอน

– อิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบร่วมที่พบในธาตุใดก็ได้เพราะเมื่อเขาทำการทดลองซ้ำโดยเปลี่ยนชนิดของโลหะที่ใช้เป็นขั้วแคโทดและเปลี่ยนชนิดของก๊าซที่บรรจุ แต่ผลการทดลองยังได้เหมือนเดิม
– อัตราส่วนประจุต่อมวลของอิเล็กตรอนเท่ากับ 1.76 x108 คูลอมบ์ต่อกรัม

2. การทดลองหยดน้ำมัน (oil drop experiment) ของมิลลิแกน

มิลลิแกน ได้ทำการทดลองเพื่อหาค่าประจุของอิเล็กตรอนโดยวิธีหยดน้ำมัน ทำได้โดย

1. พ่นน้ำมันเป็นละอองเม็ดเล็ก ๆ ให้ตกลงมาระหว่างแผ่นโลหะ 2 แผ่น แล้วใช้รังสีเอกซ์ไปดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมของก๊าซในอากาศ แล้วให้อิเล็กตรอนไปเกาะหยดน้ำมัน พบว่า แต่ละหยดน้ำมันมีอิเล็กตรอนมาเกาะจำนวนไม่เท่ากัน นั่นคือ หยดน้ำมันบางหยดมีอิเล็กตรอนเกาะติดเพียงตัวเดียว บางหยดก็มีมากกว่า 1 ตัว หยดน้ำมันจะตกลงมาตามแรงโน้มถ่วงของโลก

2. ให้กระแสไฟฟ้าเข้าไปในแผ่นประจุทั้งสองทำให้เกิดสนามไฟฟ้า หยดน้ำมันจะตกได้ช้ากว่าเมื่อไม่มีสนามไฟฟ้า อาจทำให้น้ำมันหยุดนิ่งหรือหยดน้ำมันที่แผ่นประจุลบลอยขึ้นไปหาแผ่นประจุบวกข้างบนก็ได้

3. จากนั้นทำให้หยดน้ำมันอยู่ในสภาวะหยุดนิ่ง แสดงว่า แรงโน้มถ่วงของโลกเท่ากับแรงจากสนามไฟฟ้า ตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์(microscope) แล้วคำนวณหาค่าประจุ

จากผลการทดลองมิลลิแกนคำนวณหาค่าประจุของอิเล็กตรอนได้คือ 1.60 X 10-19 คูลอมบ์

ซึ่งเป็นค่าประจุของอิเล็กตรอน 1 อิเล็กตรอน
จากการทดลองของมิลลิแกน เราทราบค่า              e = 1.60 X 10-19 คูลอมบ ์
จากการทดลองของทอมสัน เราทราบค่า           e/m = 1.76 X 108 คูลอมบ์/กรัม
แทนค่า      1.60 X 10-19/m = 1.76 X 108
m = 9.11 X 10-28 กรัม
ดังนั้น เราจะทราบมวลของอิเล็กตรอนเท่ากับ  9.11 X 10-28 กรัม

3. ออยเกน โกลด์ชไตน์ (Eugen Goldstein)

ทำอย่างไรจึงค้นพบ
โกลด์ชไตน์ ได้ศึกษาเรื่องการนำไฟฟ้าของแก๊ส

วิธีทำการทดลอง
เขาได้ดัดแปลงหลอดรังสีแคโทด โดยเจาะรูที่ขั้วแคโทดและขั้วแอโนดและเลื่อน 2 ขั้วมาอยู่ตรงกลางหลอด เพิ่มฉากเรืองแสงที่ปลายหลอดรังสีแคโทดทั้งสองด้าน

 ผลการทดลอง

1. เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าแก่ขั้วไฟฟ้าทั้งสอง ปรากฏว่ามีจุดสว่างเกิดขึ้นบนฉากเรื่องแสงทั้งสองด้าน อธิบายได้ว่า รังสีที่ไปกระทบกับฉากเรืองแสงบริเวณด้านหลังแคโทดต้องเป็นอนุภาคที่มีประจุบวก อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวกที่ค้นพบนี้ เกิดจากอะตอมของก๊าซถูกชนด้วยอนุภาคอิเล็กตรอน ที่พุ่งมาจากแคโทด ทำให้อิเล็กตรอนของก๊าซหลุดออกไป เกิดอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก อนุภาคนี้จึงเคลื่อนที่เข้าหาขั้วแคโทด

2. เมื่อเปลี่ยนชนิดของก๊าซ อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวกจะมีค่าประจุต่อมวล (e/m) ไม่คงที่ขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซ และโกลด์สไตน์ ยังพบว่า

3.เมื่อใช้ก๊าซไฮโดรเจน จะได้อนุภาคที่มีขนาดประจุเท่ากับประจุของอิเล็กตรอนและมีค่าประจุต่อมวล (e/m) สูงสุด หรือ กล่าวได้ว่า มวลของอนุภาคบวกที่เกิดจากไฮโดรเจนมีค่าต่ำสุดและ

4. เรียกอนุภาคบวกที่เกิดไฮโดรเจนว่า โปรตอน

จากผลการทดลองของทั้ง 3 ท่าน ทำให้ทอมสันได้ข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้น จึงได้เสนอแบบจำลองอะตอมดังนี้

“อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลม ประกอบด้วยอนุภาคโปรตอนที่มีประจุบวกและอนุภาคอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบกระจายอยู่ทั่วไปอย่างสม่ำเสมอในอะตอม อะตอมในสภาพที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีจำนวนประจุบวกเท่ากับประจุลบ”

แบบจำลองอะตอมของทอมสันนับว่าเป็นก้าวสำคัญเกี่ยวกับการศึกษาโครงสร้างของอะตอม ทำให้ได้มโนภาพของอะตอมที่ถูกต้องยิ่งขึ้น แต่อย่างไรก็ตามแบบจำลองอะตอมของทอมสันก็ยังไม่สามารถจะอธิบายผลการทดลองใหม่ ๆ อีกเป็นจำนวนมาก ซึ่งแสดงว่ายังไม่ใช่แบบจำลองที่สมบูรณ์ เป็นผลให้มีการค้นคว้าเพิ่มเติมขึ้น และมีการเสนอแบบจำลองใหม่ ๆ ขึ้นมา