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
