الذرة | تعرف على الذرة ومكوناتها
تعريف الذرة :
الذرة: يرجع أصل كلمة الذرة إلى الكلمة الإغريقية أتوموس، وتعنى غير قابل للانقسام. وحتى القرن 19 حيث تم عرض تصور بوهر كان الاعتقاد السائد أن الذرات جسيمات دقيقة للغاية وغير قابلة للانقسام. فالذرة اصغر جزء من العنصر الكيميائي (المادة) وتمتلك جميع الخصائص الكيميائية والفيزيائية لهذا العنصر وهي متعادلة الشحنة ، ولا تنقسم في التفاعلات الكيميائية العادية (غير النووية) ، وقد تكون الذرة حرة او قد ترتبط مع ذرات اخرى لتكوين الجزيء . تتكون الذرة من نواة موجبة الشحنة في مركزها ويوجد حولها سحابة من الالكترونات سالبة الشحنة وبداخل النواة بروتونات موجبة الشحنة وتعد الذرة اصغر من الجزيء ويمكن لذرتين او اكثر تكوين جزيء. ذرات العنصر الواحد متطابقة لا فرق بينها ، لكنها تختلف عن ذرات عنصر اخر .
مكونات الذرة :
عند النظر عن كثب إلى الذرة نفسها ، يمكن تحديد مكوناتها: فهي تتكون من بروتونات موجبة الشحنة ، ونيوترونات متعادلة الشحنة ، وإلكترونات سالبة الشحنة ، وما يحدد عدد كل منها هو نوع العنصر الكيميائي. بشكل عام ، معظم جسم الذرة هو فراغ يوجد فيه سحب من الإلكترونات ، تدور حول مساحة صغيرة جدًا مقارنة بحجم الذرة بأكملها ، وتعرف هذه المساحة باسم النواة ، وتحتوي النواة على البروتونات والنيوترونات ، لذلك شحنتها موجبة ، كما أن كتلة الإلكترون أقل من كتلة النواة ، حيث تكون الالكترونات أخف جسيمات موجودة في الطبيعة . ونظرًا لأن النواة مشحونة بشحنة موجبة ، والإلكترونات حولها مشحونة بشحنة سالبة ، هذا يعني أن هناك قوة كهربائية متبادلة بين النواة والإلكترونات تجذب الإلكترونات نحو النواة .
البروتون :
البروتون هو جسيم دون ذري له شحنة موجبة تساوي كمية شحنة الإلكترون. تبلغ كتلته ما يعادل 1836 ضعف كتلة الإلكترون. عدد البروتونات هو الرقم الذي يمثل العدد الذري للعنصر ، والذي يحدد أيضًا ترتيب العناصر في الجدول الدوري ، وكان يعتقد حتى أواخر القرن العشرين أن البروتون هو جسيم أولي ؛ أي أنه لا يوجد شيء بداخله ولا يمكن تقسيمه .
النيوترون :
النيوترون هو جسيم مادي موجود في نوى جميع العناصر باستثناء الهيدروجين العادي ، لأن نواته تحتوي على بروتون واحد فقط ، والنيوترونات معتدلة الشحنة الكهربائية ، وهي أثقل بقليل من البروتون ، وهو ضعف كتلة الإلكترون بما يقارب 1839 مرة. تعرف البروتونات والنيوترونات باسم النيوكليونات . ومن الجدير بالذكر أيضاً أن ما يحفظ على تماسك النواة على الرغم من عدم وجود جسيمات سالبة داخلها، بل فقط جسيمات متعادلة وموجبة هو ما يُعرَف بالقوى النووية القوية التي تفوق قوة تنافر البروتونات الموجبة مع بعضها البعض، وتحافظ على تماسك النواة .
الالكترونات :
الإلكترونات هي جسيمات دون ذرية تحمل شحنة سالبة أساسية ، وتعتبر جسيمات أولية ، لأنها لا تحتوي على مكونات بداخلها ، ولا يمكن تجزئتها ، ولا يوجد شيء أخف منها في الذرة ، . تم اكتشاف الإلكترون من قبل العالم طومسون جونيور أثناء دراسة أشعة المهبط ، وساهم هذا الاكتشاف بشكل كبير في فهم التركيب الذري. تتواجد الإلكترونات حول النوى ، ويتم توزيعها بمستويات طاقة مختلفة. عندما تتم إزالة الإلكترون من مداره حول النواة ، تصبح الذرة متأينة وتسمى أيون. يمكن أن توجد الإلكترونات بشكل حر إلى جانب الأيونات في حالة المادة التي تعرف باسم البلازما ، و في تصنيف علماء الجسيمات الأولية ، توجد الإلكترونات في مجموعة الفيرميونات ، ويتم وصف سلوكهم بواسطة إحصاء فيرمي-ديراك.
الخصائص الرئيسية للذرات :
توجد العديد من الخصائص المهمّة للذرات، وهي التي تحدد صفاتها وسلوكها، ومن هذه الخصائص :
✢ العدد الذري: يعتبر العدد الذري من أهم خصائص الذرات ، حيث يمثل عدد الشحنات الموجبة الموجودة في النواة ، أي البروتونات ، وهي أيضًا عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة ، كمثال : العدد الذري لعنصر الكربون هو 6 ، في حين أن العدد الذري لعنصر اليورانيوم هو 92 ، نظرًا لأن عدد الإلكترونات مرتبط بالتفاعلات الكيميائية ، فإن العدد الذري مهم جدًا عند الحديث عن التفاعلات الكيميائية.
✣ الكتلة الذرية: يؤثر عدد النيوترونات في النواة على كتلة الذرة ، لكنه لا يؤثر على خواصها الكيميائية. على سبيل المثال ، سيكون لذرة الكربون التي تحتوي على 6 بروتونات و 6 نيوترونات نفس الخصائص الكيميائية لنظير الكربون الذي يحتوي على 6 بروتونات و 8 نيوترونات ، وسيكون الفرق فقط في الكتلة لكل من النظائر ، في حين أن العدد الكتلي من أي ذرة هو مجموع عدد البروتونات والنيوترونات .