بحث عن تعريف الذرة ومكوناتها وخصائصها في الكيمياء؟

علم الكيمياء هو العلم الذي يهتم بخواص المواد وتركيبها وهيكلها والتحولات التي تمر بها والطاقة التي يتم إطلاقها أو امتصاصها أثناء هذه التحولات، وفي هذا المقال في موقع مفاهيم سوف أوضح تعريف الذرة ومكوناتها. وكل مادة سواء كانت طبيعية أو منتجة بشكل مصطنع فهي تتكون من نوع واحد أو أكثر من الأنواع الفردية من الذرات التي تم تحديدها كعناصر كيميائية، إليكم تعريف الذرة ومكوناتها.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• تعريف الذرة ومكوناتها
  • مكونات الذرة
• رسم الذرة ومكوناتها
• النموذج الذري
• خصائص الذرات
• الكتلة الذرية

تعريف الذرة ومكوناتها

• تعرف الذرة (Atom) بأنها أصغر شيء يمكن أن يتم الحصول عليه في المادة عندما يتم تجزيئها كما أنها هي متعادلة الشحنة، وإذا تمت تجزئة الذرة فإن أجزاءها سوف تمتلك شحنة كهربائية والذرة أيضا هي حجر الأساس في الكيمياء كما أنها هي أصغر مكون في المادة يمكن أن يظهر خصائص كيميائية.
• فوفقا لعلم الذرة تعتبر الذرات هي المكون الأساسي لكافه المواد التي توجد في الكون، حيث أن كل عنصر موجود في الجدول الدوري سوف يمتلك تركبيه الذري الفريد والمختلف عن باقي العناصر، كما أن لكل عنصر خصائصه الفيزيائية المميزة له اعتماداً على كتلته الذرية حيث قد مرت الذرة بالكثير من مراحل الدراسة حتى وصل العلماء لما نعرفه اليوم.

مكونات الذرة

عندما يتم النظر بشكل أدق إلى الذرة نفسها فإنه يمكن أن يتم التعرف على مكوناتها حيث أنها تتكون من بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات متعادلة الشحنة وإلكترونات سالبة الشحنة وما يحدد عدد كل منها هو نوع العنصر.

ويمكننا توضيح تعريف الذرة ومكوناتها من خلال الآتي:

البروتونات:

• حيث أن البروتون (Proton) هو جسيم دون ذرى سوف يمتلك شحنة موجبة مساوية لمقدار شحنة الإلكتروني.

وفيما يأتي إليكم أبرز خصائصه:

• حيث تبلغ كتلته 1.67262×10-27 كغ فهي تساوي 1836 ضعف كتلة الإلكترون.
• كما أن عدد البروتونات هو العدد الذي يمثل العدد الذري للعنصر، كما أنه هو أيضاً ما يحدد ترتيب العناصر في الجدول الدوري.
• ساد اعتقاد حتى وقت متأخر من القرن العشرين حول أن البروتون هو جسيم أولي أي لا يوجد شيء بداخله ولا يمكن تقسيمه كما قام علماء فيزياء الجسيمات الأولية بالكشف عن تركيب البروتونات.
• كما يتم تصنيفها ضمن الباريونات (Baryons) حيث أن الباريونات هي عبارة عن جسيمات تتكون بشكل أساسي من ثلاث جسيمات أولية تعرف بالكواركات (Quarks video player

النيوترونات:

• النيوترون (Neutron) هو عياره عن جسيم دون ذري موجود في أنوية جميع العناصر ما عدا الهيدروجين العادي اذا فإن نواته تحوي على بروتون واحد فقط.

وفيما يأتي أهم وأبرز خصائص النيوترونات:

• النيوترونات لا تمتلك شحنة كهربائية.
• كما أن كتلتها تبلغ 1.67493×10-27كغ؛ أي أنه أثقل من البروتون بقليل كما انه يعادل ضعف كتلة الإلكترون بـ 1839 مره.
• حيث تعرف البروتونات والنيوترونات بالنيوكليونات ( Nucleons) لأنهما محصوران في الحيز الضيق والكثيف الذي يمثل 99.9% من كتلة الذرة والمعروف بالنواة.
• كما هو الحال بالنسبة للبروتون حيث ان النيوترون ظل يعتبر جسيما أوليا حتى أنهى هذا الاعتقاد علماء فيزياء الجسيمات في نهاية القرن الماضي.

مثل البروتونات حيث أن النيترونات تعتبر من مجموعة الباريونات التي تحتوي على ثلاثة كواركات فالجدير بالذكر ايضا أنها ما يحافظ على تماسك النواة على الرغم من عدم وجود جسيمات سالبة داخلها بل فقط جسيمات متعادلة وموجبة هو ما يعرف بالقوى النووية القوية التي تفوق قوة تنافر البروتونات الموجبة مع بعضها البعض والتي تحافظ على تماسك النواة.

الإلكترونات:

• الإلكترونات (Electron) هي عباره عن جسيمات دون ذرية تحمل شحنة سالبة أساسية كما تعتبر بأنها من الجسيمات الأولية.

وفيما يأتي أبرز خصائص الإلكترونات:

• لا تحتوي على مكونات داخلها ولا يمكن أن يتم تجزيئها.
• لا يوجد ما هو أخف منها في الذرة.
• كما أن كتلة الإلكتروني سوف تبلغ حوالي 9.10938356×10-31 كغ كما أن هذه الكتلة لا يتم احتسابها عندما يتم حساب كتلة الذرة لصغرها الشديد.
• كما توجد الإلكترونات حول الأنوية كما أنها تكون مزروعة في مستويات الطاقة المختلفة وعندما يتم نزع إلكترون من مداره حول نواة فإن الذرة سوف تصبح متباينة وسوف تسمي أيونا.
• كما يمكن للإلكترونات أن توجد بشكلٍ حر جنبا إلى جنب مع الأيونات في حالة المادة المعروفة بالبلازما.
• وفي تصنيف علماء الجسيمات الأولية فإن الإلكترونات تكون واقعه ضمن مجموعة الفيرميونات Fermions كما يتم وصف سلوكها من خلال ان يتم إحصاء فيرمي ديراك.
• حيث تم اكتشاف الإلكترون من خلال العالم طومسون الابن (J.J. Thomson) وكان ذلك في أثناء دراسته لأشعة المهبط حيث أن هذا الاكتشاف ساهم كثيراً في فهم التركيب الذري.
• بما أن النواة موجبة الشحنة الكهربائية والإلكترونات التي تدور حولها سالبة الشحنة فذلك يعني وجود قوة كهربائية متبادلة بين النواة والإلكترونات تقوم بجذب الإلكترونات نحو النواة.

رسم الذرة ومكوناتها

النموذج الذري

بعد التعرف على تعريف الذرة ومكوناتها يمكننا معرفة أن معظم المواد من جزيئات تتشكل، كما ان فصل بين هذه الجزيئات عن بعضها البعض يكون سهل نوعاً ما حيث تتكون الجزيئات من:

• ذرات ترتبط ببعضها بروابط كيميائية مما سوف يجعل فصلها أصعب.
• كما أن كل ذرة تتكون من إلكترونات ونواة يرتبطان ببعضهما البعض بقوة كهربائية فبالتالي سوف يحتاج فصلهما عن بعضهما البعض أن يتم إكساب الإلكترونات طاقة كبيرة لكي تتمكن من الإفلات والخروج من مداراتها.
• كما تعتبر الإلكترونات والنيوكليونات (البرتونات والنيترونات) عباره عن جسيمات دون ذرية طويلة العمر نسبيًا أي أن اضمحلالها سوف يستغرق وقتا طويل نسبيًا.
• كما أن ذلك يكون على عكس الجسيمات دون الذرية الأخرى، حيث يحتاج هذا الأمر إلى أن يتم الحصول عليها طاقة عالية جداً وما تلبث إلا فترة قصيرة لكي تضمحل إلى جسيمات أخرى أكثر استقرار، كما أنها هي التي تشكل نماذج الذرة حيث تم تطوير نموذج الذرة فيما بعد عن طريق اكتشاف العلماء أكثر لمكوناتها.

خصائص الذرات

بعد التعرف على " تعريف الذرة ومكوناتها " هناك الكثير من الخصائص المهمة للذرات وهي التي تقوم بتحديد صفاتها وسلوكها فمن هذه الخصائص:

• العدد الذري حيث يعتبر العدد الذري (Atomic Number) من أهم خصائص الذرات حيث أنه يمثل عدد الشحنات الموجبة التي توجد في النواة.
• حيث أن البروتونات وهو أيضاً عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة، وكمثال على ذلك: العدد الذري لعنصر الكربون هو 6 بينما العدد الذري لعنصر اليورانيوم هو 92، وبما أن عدد الإلكترونات سوف يرتبط بالتفاعلات الكيميائية فإن العدد الذري سوف يكون مهم جداً عندما يتم الحديث عن التفاعلات الكيميائية.

الكتلة الذرية

سوف يؤثر عدد النيوترونات في النواة على كتلة الذرة (Atomic Mass) إلا إنه لا يؤثر على خصائصها الكيميائية فعلى سبيل المثال ذرة الكربون التي تحتوي على 6 بروتونات و6 نيوترونات سوف تمتلك الخصائص الكيميائية ذاتها لنظير الكربون الذي يمتلك 6 بروتونات و8 نيوترونات كما أن الفرق سوف يكون فقط في كتلة كلا من النظيرين، بينما يمثل العدد الكتلي لأي ذرة تكون حاصله على مجموع عدد كلا من البروتونات والنيوترونات.