مكونات الذرة

تُعدّ الذرة أصغر وحدة بناء للمادة تحتفظ بخصائص العنصر.

مكونات الذرة:

تتكون الذرة من مكونات رئيسية وهي:

1. النواة:

• تقع في مركز الذرة وتحتوي على:
  • البروتونات (p+): جسيمات موجبة الشحنة، وتُشكل معظم كتلة الذرة.
  • النيوترونات (n0): جسيمات متعادلة الشحنة، ولا تؤثر على الشحنة الكلية للذرة.
• يُرمز لعدد البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة بالرمز A (الكتلة الذرية).
• مثال: ذرة الكربون (C) تحتوي على 6 بروتونات و 6 نيوترونات، وبالتالي كتلتها الذرية A = 12.

2. الإلكترونات (e-):

• تدور حول النواة في مسارات دائرية أو بيضاوية تسمى مدارات الطاقة.
• تحمل الإلكترونات شحنة سالبة عكسية لشحنة البروتونات.
• يُرمز لعدد الإلكترونات في ذرة معينة بالرمز Z (الرقم الذري).
• مبدأ باولي: ينص على أنه لا يمكن لوجود إلكترونين في نفس الذرة أن يشغلا نفس مستوى الطاقة بنفس اتجاه الدوران.
• التوزيع الإلكتروني: يُشير إلى توزيع الإلكترونات على مختلف مدارات الطاقة في الذرة.

3. الفراغ:

• تُشكل المساحة الفارغة داخل الذرة ما يقارب 99.9% من حجمها.
• تتواجد الإلكترونات في هذه المساحة، ولكن باحتمال وجودها في مناطق محددة أكثر من غيرها (مدارات الطاقة).

خصائص الذرة:

• القطر:
  • تقاس بالأنغستروم (Å)؛
  • وهو وحدة تساوي 10^-10 متر.
  • يبلغ قطر ذرة الهيدروجين حوالي 1 Å، بينما يبلغ قطر ذرة اليورانيوم حوالي 5 Å.
• الكتلة:
  • تقاس بوحدة وحدة الكتلة الذرية (u)؛
  • وهي تساوي كتلة ذرة الهيدروجين-1.
  • كتلة الذرة تساوي مجموع كتلة البروتونات والنيوترونات.
• الشحنة:
  • تُقاس بوحدة كولوم (C).
  • تكون شحنة الذرة متعادلة، حيث يُعادل عدد الشحنات السالبة للإلكترونات عدد الشحنات الموجبة للبروتونات.

نماذج تركيب الذرة:

• نموذج دالتون (1803):
  • اعتبر دالتون أن الذرة عبارة عن كرة صلبة صغيرة تتكون من جزيئات غير قابلة للتجزئة.
• نموذج تومسون (1897):
  • اكتشف تومسون الإلكترونات، وافترض أن الذرة عبارة عن كرة موجبة الشحنة تتضمن إلكترونات سالبة الشحنة موزعة فيها مثل حبات الزبيب في كعكة.
• نموذج راذرفورد (1911):
  • أجري راذرفورد تجربة ورق الذهب، واكتشف وجود نواة موجبة الشحنة في مركز الذرة، وتحيط بها الإلكترونات في مدارات دائرية.
• نموذج بور (1913):
  • اقترح بور أن تدور الإلكترونات حول النواة في مدارات طاقة محددة، وأن انتقالها بين هذه المدارات يصدر أو يمتص طاقة على شكل فوتونات.
• نموذج ميكانيكا الكم (1926):
  • يصف سلوك الإلكترونات في الذرة باستخدام ميكانيكا الكم، ويفترض وجود مناطق احتمالية لوجود الإلكترونات بدلاً من مدارات محددة.

أهمية فهم تركيب الذرة:

• يُساعد فهم تركيب الذرة على تفسير العديد من الظ