سلسلة الذرة ومُكوناتها – الحلقة الأولى
(مقدمة)
في هذه السلسة المقالية سنتحدث عن الذرة ومكوناتها بالتفصيل لنُلقى نظرة اولاً على الذرة ومكوناتها؛ سنبدأ بالذرة، الذرة هي الوحدة الأساسية للمادة أي أنها أصغر مُكون لأي مادة و على ذلك فهي الهيكل التعريفي لأي عنصر، كُل شيء حولنا مُكون من ذرات، شاشة حاسوبك تتكون من ذرات، المكتب التي توضع عليه مُكون من ذرات، لذلك فالهواء الذي تتنفسه حتمًا مُكون من ذرات، جسدك يتكون من خلايا صغيرة، هذه الخلايا تتكون من جزيئات مُعقدة، هذه الجزيئات تتكون من دقائق أصغر ألا وهي الذرات؛ حسنًا، ولكن ما هي الذرة؟ أو ما شكلها؟ أفضل طريقة لكي نتخيل الذرة هي أنها سلسلة من الدوائر أو الُكرات في مجموعات.
الذرة تتكون من ثلاث أجزاء أصغر وهم : البروتونات والنيوترونات والإلكترونات – سنتحدث عن كل جزء بالتفصيل ولكن فيما بعد – البروتونات والنيوترونات أثقل من الإلكترونات وتقع البروتونات والنيوترونات في مركز الذرة والذي يُعرف بالنواة، أما الإلكترون فوزنه خفيف للغاية ويقع في سحابة دورانية تحيط بالنواة ونصف قطر هذه السحابة الإلكترونية أكبر عشرة ألاف مرة من النواة.
البروتون والنيوترون لهما تقريبا نفس الكتلة، ومع ذلك، فإن البروتون الواحد يَزِن أكثر من 1836 إلكترون . تحتوي الذرة دائمًا على نفس العدد من البروتونات والإلكترونات، بإضافة بروتون إلى الذرة أصبحت عنصرًا جديدًا، أما بإضافة نيوترون فتصبح نظير لنفس الذرة (النظير هو نسخة أثقل لنفس العنصر).
من أهم أجزاء الذرة هي النواة، وقد تم اكتشافها عام 1911، ولكن لم يُتَعارف على أجزائها حتى عام 1932؛ علميًا تستقر كل طاقة الذرة في النواة وهذه الطاقة الكامنة بداخلها من أهم مصادر الطاقة على وجه الأرض وهي المعروفة بالطاقة النووية، أما البروتون فهو الجسيم ذو الشحنة الموجبة والذي يقع بنواة الذرة، وقد تم اكتشاف البروتون عن طريق العالم إيرنست راذرفورد في فترة متصلة بين عام 1911 وعام 1919 م ، عدد البروتونات في الذرة يعتبر بمثابة البصمة أو الهوية لكل عنصر فعدد البروتونات يختلف من عنصر إلى أخر، على سبيل المثال فذرة الكربون تحتوي على 6 بوتونات أما الهيدروجين فيحتوي على واحد فقط أما الأكسجين فيحتوي على 8 بروتونات، يُعبِر عدد البروتونات في كل عنصر عما يُعرف بالعدد الذري لهذا العنصر.
سنتحدث بالتفصيل أكثر عن البروتونات في الحلقات الآتية، أما الأن سنعطي نبذة أيضًا عن الإلكترون؛ الإلكترون هو جسيم سالب الشحنة، والإلكترونات تحيط بالنواة في مسارات وهمية تُعرف بالمدارات، المدارات الداخلية حول الذرة تكون كروية أما المدارات الأبعد فتكون أكثر تعقيدًا، أهم الإلكترونات بالنسبة للكيمياء هي الإلكترونات الموجودة في المدار الأخير (أبعد مدار – مشغول بالإلكترونات – عن النواة) وهي ما تُعرف بإلكترونات التكافؤ وهي التي تتحكم في الخصائص الكيميائية والفيزيائية للعنصر.
النيوترون هو جسيم عديم الشحنة يوجد في نواة الذرة، كتلة النيوترون أكبر بدرجة طفيفة من كتلة البروتون، والنيوترون مثل البروتون يتكون من جسيمات أصغر تُسمى الكواركات – سنتحدث عنها تفصيلًا فيما بعد – اُكْتُشِف النيوترن بواسطة العالم جيمس شادويك عام 1932.
ذكرنا بالأعلى كلمة نظير، ما هو النظير؟ نظير العنصر هو العنصر ذاته ولكن بعدد نيوترونات مختلف ولكن عدد البروتونات ثابت لا يتغير لنظائر نفس العنصر؛ على سبيل المثال، الهيدروجين له ثلاثة نظائر معروفة وهي (البروتيوم -protium) و (الديوتريوم -deuterium) و(التريتريوم-tritium)، فالبروتيوم هو الهيدروجين العادي الذي يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على نيوترونات ونرمز له بالرمز 1H، أما الديوتريوم فهو نظير يحتوي على بروتون ونيوترون ونرمز له بالرمز D أو 2H، وأخيرًا التريتيوم هو النظير الذي يحتوي على بروتون واحد ونيوترونين والذي نرمز له بالرمز T أو 3H.
سنتحدث في المقال التالي عن جزء مهم من أجزاء الذرة بالتفصيل وهو البروتون.
| إعداد | Amira Esmail |
| مراجعة | Esraa Adel |
المصادر:
