تعريف الذرة ومكوناتها pdf، الذرة هي أصغر جزء من المادة التي يمكن تقسيمها، ويفكر كثير من الناس في معنى الذرة وخاصة الطلاب الذين يدرسون الكيمياء، فما معنى الذرة؟ وما هي مكوناته؟ وما هو شكل الذرة الذي توصل إليه العلماء؟
تعريف الذرة
- الذرة هي أصغر جسيم يمكن للكيمياء التعامل معه.
- تحتفظ الذرة بشحنتها الإلكترونية.
- تسمى الذرة “ذرة” في اللغة الإنجليزية بعد الكلمة اليونانية “أتموس”، والتي تعني “غير قابلة للتجزئة”.
- تتكون الذرة من إلكترونات تحيط بها شحنة سالبة في سحابة إلكترونية، وتحيط الإلكترونات بنواة بشحنة موجبة تقع في مركز الذرة.
- تتكون نواة الذرة من بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات غير مشحونة.
- الذرة هي أساس الكيمياء.
- تتكون جميع العناصر الموجودة في الطبيعة من مجموعات كبيرة من الذرات.
مكونات الذرة
- تتكون الذرة من مجموعة من الإلكترونات ذات البروتونات السالبة والموجبة والنيوترونات المحايدة، ويختلف عدد كل منها وفقًا لنوع الذرة.
- مركز الذرة هو نواة الذرة، ومن المعروف أنه يوجد حول نواة الذرة فراغ يسمح للإلكترونات بالحركة حولها.
- الإلكترونات التي تدور حول النواة هي أخف جزء من الطبيعة، لذا يمكنها التحرك بحرية حول النواة.
- الذرة محايدة، بسبب وجود إلكترونات سالبة مع بروتونات موجبة، مما يجعل الذرة محايدة.
1- البروتون
- جسم ذري من ذرة شحنة مساوية لعدد الإلكترونات في الذرة، وهي موجبة الشحنة.
- كتلة البروتون 67262 × 10-27، أي 1836 ضعف كتلة الإلكترون.
- العدد الذري للعنصر هو عدد البروتونات في الذرة، وهو العدد الذري الذي يحدد ترتيب العنصر في الجدول الدوري.
- في أوائل القرن العشرين، اعتقد العلماء أن البروتون هو جسيم أولي، ولا يمكن تقسيمه ولا يوجد شيء بداخله.
- بعد ذلك، أثبت الفيزيائيون أن البروتونات يمكن تقسيمها إلى بروتونات أصغر وبالتالي تكون فارغة في الداخل.
- تصنف البروتونات تحت الباريونات، وهي جسيمات تتكون من 3 جسيمات أولية تسمى الكواركات.
2 – نيوترونات
- إنه جسيم أصغر من ذرة موجودة في نوى جميع العناصر باستثناء الهيدروجين العادي، الذي تحتوي نواته على بروتون واحد فقط.
- لا تحتوي النيوترونات على شحنة كهربائية وهي محايدة.
- تسمى النيوترونات والبروتونات “نيوكليونات”. لأنها تقع في الفضاء الضيق لنواة الذرة، والتي تمثل 99٪ من كتلة الذرة.
- مثل البروتون، اعتقد العلماء أن النيوترونات هي جسيمات أولية لا يمكن تقسيمها ولا تحتوي على شيء بداخلها، لكن الفيزيائيين أثبتوا خلاف ذلك في القرن الماضي.
- مثل البروتونات، تُصنف النيوترونات على أنها باريونات، وهي مكونة من 3 كواركات.
- القوة النووية القوية هي التي تحافظ على توازن النواة، والقوة النووية أكبر من قوة تنافر الشحنة الموجبة للبروتونات، وبالتالي تستطيع النواة الحفاظ على وحدتها.
3- الإلكترونات
- تحمل الإلكترونات شحنة سالبة أساسية، وتعتبر الإلكترونات جسيمات أولية، أي لا يمكن تقسيمها إلى أصغر منها وليس لها شحنة من الداخل، على عكس البروتونات والنيوترونات.
- الإلكترونات هي أخف الجزيئات داخل الذرة، لذلك عند حساب كتلة ذرة معينة لا يمكننا حساب كتلة الإلكترون لأنها صغيرة جدًا.
- كان العالم طومسون هو من اكتشف الإلكترون، واكتشفه عند دراسة أشعة الكاثود، وساعد اكتشاف الإلكترون على فهم الذرة أكثر فأكثر.
- تتوزع الإلكترونات بمستويات طاقة مختلفة حول نواة الذرة.
- عندما تفقد الذرة إلكترونًا، فإنها تتأين.
- يمكن أن توجد الإلكترونات بحرية بجانب الأيونات، وهي حالة من المادة تعرف باسم “البلازما”.
- يصنف علماء جسيمات الإلكترونات الإلكترونات في مجموعة الفرميون، والتي وصفتها إحصائية فيرمي دراش.
4- النموذج الذري
- معظم المواد مصنوعة من جزيئات يمكن فصلها عن بعضها البعض.
- تتكون الجزيئات من ذرات مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط كيميائية، لكن يصعب فصلها.
- تتكون كل ذرة من إلكترونات ونواة متماسكة بقوة كهربائية.
- لفصل النواة عن الإلكترونات، يجب أن تكتسب الإلكترونات طاقة كافية لتهرب من القوة الكهربائية للنواة للهروب من مدارها.
- الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات هي جسيمات طويلة العمر، على عكس الجسيمات الذرية الأخرى، من أجل التخلص منها، يجب أن يكون لها طاقة عالية جدًا تنتهي في وقت قصير وتنتقل إلى جزيئات أخرى أقوى.
ممتلكات الذرة
- يعتبر العدد الذري من أهم خصائص الذرة، وهو يتوافق مع عدد البروتونات داخل الذرة، أو عدد الشحنات الموجبة، أو يمثل عدد الإلكترونات في الذرة المحايدة كهربائيًا.
- يرتبط العدد الذري بالتفاعلات الكيميائية، لذلك من المهم ذكره عند الحديث عن التفاعلات.
- الكتلة الذرية، حيث يؤثر عدد النيوترونات على كتلة الذرة، لكنها لا تؤثر على خواصها الكيميائية.
- لتوضيح فكرة الكتلة الذرية، يمكن إعطاء مثال لذرة الكربون، التي تحتوي على 6 بروتونات و 6 نيوترونات.
- الفرق الوحيد بين نظيري الكربون هو الكتلة الذرية.
- كتلة الذرة تساوي عدد البروتونات مضروبًا في عدد النيوترونات.
- البروتونات والنيوترونات الموجودة على سطح نواة الذرة أقل ارتباطًا بإحكام من داخل النواة.
نموذج دالتون للذرة
- تستند نظرية دالتون على قانون الحفاظ على الكتلة والنسبة الثابتة التي اكتشفها العلماء من قبل.
- تنص النظرية على أن المادة تتكون من العديد من الجسيمات التي لا يمكن تقسيمها، أي الذرات، وهي صغيرة الحجم جدًا.
- تتشابه ذرات العنصر نفسه في خصائص مثل الكتلة والشكل والحجم، وتختلف عن ذرات العناصر الأخرى.
- الذرة ليست منقسمة، صغيرة جدًا وصلبة من الداخل.
- يمكن أن تتحد ذرات العناصر المختلفة مع بعضها البعض، ولكن بنسبة عددية بسيطة، وتكون الذرات المدمجة أشياء مختلفة.
- الاتحاد الكيميائي ليس سوى تغيير في توزيع الذرات.
- تعرف نظرية دالتون شكل الذرة، وتشرح بعض الحقائق التي لا يستطيع العلماء تفسيرها، وتتنبأ النظرية ببعض قوانين الكيمياء.
نموذج فاراداي للذرة
- أثبت فاراداي أن الذرات لها شحنة كهربائية تسمى الإلكترون.
- لم يصنع أي نماذج ذرية، لكنه جرب تحليل الملح.
نموذج طومسون للذرة
- اكتشف طومسون الجسيمات التي تتكون منها أشعة الكاثود، وتمكن من إثبات أنها أصغر من الذرات، وأطلق عليها اسم الإلكترونات.
- كان نموذج طومسون قادرًا على إلغاء اعتقاد العلماء القدماء بأن الذرة كانت نموذجًا غير قابل للتجزئة.
- أكد اكتشاف طومسون أن الذرة في حالة سكون، وأن الإلكترونات غير الموجودة في مكانها الصحيح تجعلها تحاول تحقيق الاستقرار وبالتالي العودة إلى موقعها الأصلي.
- قال طومسون في نظريته أن الذرة عبارة عن كرة صلبة ذات شحنات موجبة.
- تحتوي الذرة على إلكترونات سالبة تخترق داخل الذرة وكذلك بذور برتقالية بداخلها.
- قال إن الذرة متعادلة كهربائيًا.
نموذج رذرفورد للذرة
- أثبت رذرفورد في تجربته أن الذرة تتكون من نواة تقع في مركز الذرة، وأن الإلكترونات ذات الشحنة السالبة تحيط بالنواة، وقام بمساواتها بالنظام الشمسي.
- ونفى أن تكون الذرة صلبة، وقال إن معظمها عبارة عن فضاء فارغ، لأن حجم النواة صغير جدًا مقارنة بالذرة نفسها.
- تعتمد كتلة الذرة بشكل كبير على كتلة النواة، لأن كتلة الإلكترونات أصغر من أن تُهمل.
- للذرة شحنة موجبة وسالبة، والشحنات الموجبة على الذرة والشحنات السالبة هي الشحنات على الإلكترونات.
- عدد الشحنات الموجبة في نواة الذرة يساوي عدد الشحنات السالبة في الإلكترون، وبالتالي فإن الذرة متعادلة كهربائيًا.
- تدور الإلكترونات حول نواة الذرة في مداراتها الخاصة.
- الذرة مستقرة لأن الإلكترونات تحت تأثير قوتين متساويتين في الحجم (القوتان هما قوة جذب النواة للإلكترونات، وقوة الطرد المركزي الناتجة عن دوران الإلكترونات حول النواة) والعكس صحيح. . في الاتجاه.
التناقض في نموذج رذرفورد للذرة
- إذا طبقنا قوانين الكهرومغناطيسية على ذرة، تصبح الذرة غير متوازنة ميكانيكيًا.
- أثبتت التجارب أن كل نوع من الذرات يصدر طيفًا خطيًا خاصًا به وله طول موجي محدد، ولكن وفقًا لروذرفورد، يدور الإلكترون حول النواة بتردد يتسبب في إشعاع الطيف في جميع الأطوال الموجية.
نموذج ذرة الحي
- تدور الإلكترونات حول النواة عند مستويات طاقة محددة ومحددة.
- كل مستوى من مستويات الطاقة التي يكون فيها مدار الإلكترونات ثابتًا ومحددًا ويتم التعبير عنه بأرقام صحيحة تسمى أرقام الكم الأساسية.
- المسافة بين النواة ومستويات طاقة معينة من الإلكترونات لا تسمح للإلكترونات بالدخول.
- إذا بقي الإلكترون في مستوى طاقته، فإنه لا يفقد أي طاقة، وإذا اكتسب الإلكترون طاقة، يطلق عليه طاقة الامتصاص، ويتحرك إلى مستوى طاقة أعلى، لكنه يفقد الطاقة المكتسبة بطريقة ما. أو في شكل طيف الانبعاث.
النموذج الذري الحديث
- تتكون الذرة من نواة ذات شحنة موجبة، ومصدر الشحنة الموجبة هو البروتونات في نواة الذرة.
- تتركز معظم كتلة الذرة في نواتها.
- نواة الذرة محاطة بالإلكترونات السالبة التي تحيط بها عند مستوى طاقتها، وتتحرك الإلكترونات بسرعة كبيرة.
- الإلكترونات السالبة لها خصائص الموجات.
- احتمالية العثور على إلكترونات في الفراغ بين نواة الذرة ومستوى الإلكترونات أقل من 10٪.
في التقرير السابق شرحنا تعريف الذرة ومكوناتها الرئيسية، ودرسنا النماذج المختلفة للذرات من قبل العلماء مثل رذرفورد ودالتون وبوهر وتومسون، وأخيراً وصلنا إلى النموذج الذري الحديث للذرة. .