ماالجسيمات الموجودة في نواة الذرة ؟

admin32022-12-22

55 4 دقائق

جدول المحتويات

ماالجسيمات الموجودة في نواة الذرة ؟.. الذرة هي الوحدة الأساسية للمادة ، وتأتي كلمة atom من الكلمة اليونانية التي تعني غير قابلة للتجزئة ، أي أن الذرة غير قابلة للتجزئة ، وتشكلت الذرة بعد الانفجار العظيم قبل 13.7 مليار سنة و في الماضي ، أعتقد الناس أن الذرة هي أصغر شيء في الكون ولا يمكن تقسيمها حيث أظهرت الدراسات أن الذرة تتكون من ثلاثة جسيمات.

ماالجسيمات الموجودة في نواة الذرة ؟

البروتونات والنيوترونات والإلكترونات

عدد البروتونات في نواة الذرة

البروتون هو جسيم مستقر موجود داخل النواة بشحنة موجبة وسالبة ، وهو ما يعادل الشحنة السالبة للإلكترون ، وهي 1.6 × 10-19 كولوم و كتلة البروتون تبتلع 1.672621637 × 10-27 كجم ، وفقًا لبعض الآراء ، من الناحية النظرية ، فإن الحد الأدنى لعمر النصف هو 1035 سنة ، بينما تعتقد نظريات أخرى أن البروتونات سوف تتحلل وفقًا للمبادئ الكيميائية ، فإن عدد البروتونات في النواة يسمى العدد الذري التي تنتمي إليها الذرة ، ويكون العدد الذري بين عنصر ، فمثلاً في الكلور العدد الذري يساوي 17 ، مما يعني أن كل ذرة كلور تحتوي على 17 بروتونًا.

ما هي مكونات الذرة

هي الوحدة الأساسية للمادة وهيكل العناصر المحدد حيث أن الإغريق في ذلك الوقت كانوا يعتقدون أن الذرة هي أصغر شيء في الكون ولا يمكن تقسيمها ومع ذلك ، نعلم الآن أن مكونات الذرة تتكون من ثلاثة أنواع من الجسيمات هما البروتونات والنيوترونات والإلكترونات ، ونعلم أنها تتكون أيضًا من جسيمات أصغر (مثل الكواركات).

وكما ذكرنا ، تشكلت الذرات بعد الانفجار العظيم قبل 13.7 مليار سنة فعندما يبدأ الكون شديد الحرارة والكثافة في التمدد ، حتى يصبح أكثر برودة ، ومن ثم تسمح الظروف بتكوين الكواركات والإلكترونات حيث تتجمع الكواركات معًا لتشكل البروتونات والنيوترونات ، ويتم دمج هذه الجسيمات في النواة وفقًا للمنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) ، حدث كل هذا خلال الدقائق القليلة الأولى من ولادة الكون ومعا نتعرف على مكونات الذرة الأساسية :-

البروتينات

البروتونات هي جسيمات موجبة الشحنة توجد في النواة اكتشفها رذرفورد في تجارب أنبوب أشعة الكاثود التي أجريت بين عامي 1911 و 1919 حيث تبلغ كتلة البروتونات حوالي 99.86٪ من كتلة النيوترونات.

و عدد البروتونات في الذرة في كل عنصر فريد على سبيل المثال ، تحتوي ذرة الكربون على ستة بروتونات ، وتحتوي ذرة الهيدروجين على بروتون واحد ، وتحتوي ذرة الأكسجين على ثمانية و يتم تمثيل عدد البروتونات في الذرة بعدد ذرات العنصر ويحدد عدد البروتونات أيضًا السلوك الكيميائي للعنصر من أجل زيادة العدد الذري ، حيث يتم ترتيب العناصر في الجدول الدوري للعناصر.

الإلكترونيات

بالمقارنة مع البروتونات والنيوترونات ، فإن الإلكترونات صغيرة جدًا لدرجة أنها أصغر بأكثر من 1800 مرة من البروتونات أو النيوترونات وفقًا لبيانات مختبرات جيفرسون ، تبلغ كتلة الإلكترونات حوالي 0.054٪ من كتلة النيوترونات.

وفقًا بيانات من معهد تاريخ العلوم ، اكتشف الفيزيائي البريطاني جوزيف جون طومسون أن الإلكترونات في عام 1897 كانت تسمى الإلكترونات في الأصل “جسيمات” ، ولها شحنة سالبة ، وتنجذب إلى البروتونات الموجبة الشحنة حيث تحيط الإلكترونات بالنواة في مسار يسمى “المدار “، وهي فكرة اقترحها الفيزيائي النمساوي إروين شرودنغر في عشرينيات القرن الماضي و اليوم ، يُطلق على هذا النموذج اسم النموذج الكمي أو نموذج السحابة الإلكترونية حيث أن المدار الداخلي حول الذرة كروي ، لكن المدار الخارجي أكثر تعقيدًا.

ويشير التكوين الإلكتروني للذرة إلى موضع الإلكترون في ذرة نموذجية وفقًا لبيانات من مختبر لوس ألاموس الوطني ، يمكن للكيميائيين استخدام التكوين الإلكتروني والمبادئ الفيزيائية للتنبؤ بالخصائص الذرية ، مثل الثبات ونقطة الغليان والتوصيل.

نيوترونات

وفقًا جمعية الفيزياء الأمريكية ، اقترح رذرفورد نظرية الوجود النيوتروني في عام 1920 واكتشفها تشادويك في عام 1932 حيث أنه أثناء التجربة ، تم اكتشاف النيوترونات عندما انبعثت الذرات على صفيحة رقيقة من البريليوم والجسيمات دون الذرية لا تطلق أي شحنة نيوترونات.

والنيوترونات عبارة عن جسيمات غير مشحونة توجد في جميع النوى (باستثناء الهيدروجين) حيث أن كتلة النيوترونات أكبر بقليل من كتلة البروتونات ، و تتكون النيوترونات أيضًا من كوارك واحد “علوي” (بشحنة موجبة تبلغ 2/3) وكواركين “سفليين” (لكل منهما شحنة ثلث سالبة).

تاريخ الذرة

يمكن إرجاع النظرية الذرية إلى ما لا يقل عن 440 قبل الميلاد ، العالم والفيلسوف اليوناني (ديموقريطس) وفقًا أندرو جي فان ميلسن ، مؤلف كتاب النظرية الذرية للذرات حيث أنه ، من المرجح أن ديموقريطس قد بنى نظريته الذرية على أعمال الفلاسفة الأوائل (مطبعة جامعة دوكين ، 1952).

حيث بدأ تفسير ديموقريطس للذرة بحجر فتم قطع الحجر الذي تم تقطيعه إلى نصفين فإذا تم قطع الحجر بشكل مستمر ، فسيكون هناك حجر حجمه صغير بما يكفي بحيث لا يمكن قطعه مرة أخرى ومن هنا يأتي مصطلح “الذرة” من الكلمة اليونانية التي تعني “غير قابل للتجزئة” ، وخلص دي كري كريتوس إلى أن الذرة يجب ألا تكون النقطة التي ينقسم فيها الوجود (أي شكل من أشكال المادة)

حيث يتضمن تفسيره الأفكار التالية حيث توجد الذرات بشكل مستقل عن بعضها البعض ، وعدد الذرات غير محدود ، ويمكن للذرات أن تتحرك ، ويمكن دمجها لتشكيل المادة ولكن لا يمكن الاندماج في ذرة جديدة ، حيث تندمج مع بعضها البعض وفقًا للكون ، ولكن لا يمكن تقسيمها اليوم ومع ذلك ، نظرًا لأن معظم الفلاسفة في ذلك الوقت وخاصة أرسطو المؤثر – كانوا يعتقدون أن كل المادة تتكون من الأرض والهواء والنار والماء ، فقد تم تعليق نظرية دي كريكيت الذرية.

حيث روّج العديد من العلماء الآخرين النموذج الذري ، بما في ذلك نيلز بور (استنادًا إلى نموذج رذرفورد ، والذي يتضمن خصائص الإلكترونات بناءً على طيف الهيدروجين) ، و إيرفينغ شرودنجر (الذي طور نموذجًا كميًا للذرة) ، و فيرنر هايزنبرغ (مدعيًا ذلك منهم لا يستطيع معرفة سرعة الإلكترونات في نفس الوقت ، و موراي جيل مان وجورج زويغ حيث أن تطوير البروتونات ونظرية أن النيوترونات تتكون من كواركات.

حيث لاحظ العلماء أن عددًا صغيرًا من جسيمات ألفا مبعثر بزاوية كبيرة على الاتجاه الأصلي للحركة ، وتجد معظم الجسيمات صعوبة في المرور عبرها وكان رذرفورد قادرًا على تقريب حجم نواة الذهب ووجد أنها أصغر بـ 10000 مرة على الأقل من حجم الذرة بأكملها ، ومعظم الذرات فارغة و لا يزال نموذج رذرفورد للذرة هو النموذج الرئيسي المستخدم اليوم