المحتوى
تعتبر الذرة ، المستمدة من كلمة يونانية تترجم بشكل فضفاض إلى "تلك التي لا يمكن تقسيمها" ، على نطاق واسع الوحدة الأساسية لكل المسألة. تتكون الذرات من جزيئات دون ذرية تسمى البروتونات والنيوترونات والإلكترونات ، حيث يقيم الاثنان السابقان في نواة الذرة ويمثلان كل كتلته تقريبًا ، والإلكترونات محصورة في مدارات على حافة الذرة. يتراوح عدد البروتونات في الذرات التي تحدث بشكل طبيعي من 1 إلى 92 ؛ تتوافق هذه الذرات المختلفة مع العناصر التي لها خواص كهروكيميائية مختلفة بسبب تفاوت كتلها والترتيب الفريد لجزيئاتها المكونة في الفضاء.
الذرة
الذرات جزيئات صغيرة للغاية ولا يمكن تقسيمها أكثر إلا بوسائل غير عادية. التفكير في القطع التي تشكل اللغز. من الناحية الفنية ، يمكن فصلها إلى قطع صغيرة من الورق المقوى والورق عن طريق تدميرها ، ولكن لأغراض عملية ، فإن هذه القطع هي العناصر الأساسية غير القابلة للتجزئة لألغاز بانوراما.
تتكون الذرات من بروتونات تحمل شحنة كهربائية موجبة ؛ الإلكترونات التي تحمل شحنة سالبة ؛ والنيوترونات ، التي تحمل أي تهمة. وهكذا في ذرة عادية محايدة كهربائيا ، يكون عدد البروتونات وعدد الإلكترونات مساويا.
تساوي الكتلة الذرية للذرة تقريبًا عدد البروتونات بالإضافة إلى عدد الإلكترونات ، نظرًا لأن كتلة الإلكترونات لا تكاد تذكر.
البروتون
البروتون ، في الواقع ، هو جسيم مؤشر أي ذرة. إن عدد البروتونات في الذرة هو الذي يحدد هوية العنصر الذي تنتمي إليه الذرة ؛ بمعنى آخر ، إذا كانت للذرتين عدد مختلف من البروتونات ، فهي ليست نفس العنصر.
يحدد عدد البروتونات في عنصر ما عدده الذري ، Z. الهيدروجين هو العنصر الأخف وله بروتون واحد (Z = 1) ؛ اليورانيوم هو أثقل عنصر يحدث بشكل طبيعي ويحتوي على 92 بروتون (Z = 92). كل بروتون ، الذي تم تعيينه كتلة 1.00728 وحدات الكتلة الذرية (آمو) ، لديه تهمة المعينة +1.
يمكن أن توجد الذرات مع بروتون في نواةها ، كما هو الحال مع ذرات الهيدروجين. لكن النواة التي لا تحتوي على بروتون واحد على الأقل مصاحبة ، ليست ذرة.
النيوترون
تتشابه النيوترونات من حيث الحجم مع البروتونات ، حيث يبلغ مقدارها 1.00867 ، وتعيش أيضًا في نواة الذرات. يكون عدد النيوترونات الموجودة في الذرة في تكوين أكثر ثباتًا عادة أكبر من عدد البروتونات ، مع زيادة هذا التباين مع زيادة العدد الذري. ذرة الهيدروجين ، على سبيل المثال ، تحتوي على بروتون ولكن ليس لديها نيوترونات ، بينما تحتوي ذرة الهيليوم على اثنتين من كل منهما. يحتوي القصدير ، من ناحية أخرى ، على 50 بروتون و 69 نيوترون ، بينما يحتوي اليورانيوم على 92 و 146 على التوالي.
عدد البروتونات زائد النيوترونات في الذرة هو عدد كتلتها ، م. وبالتالي فإن عدد النيوترونات في الذرة هو عدد كتلتها الذرية ناقص عددها الذري ، أو M - Z.
إذا كانت الذرة تكسب أو تفقد النيوترونات ، فإنها تظل نفس العنصر ولكنها تصبح نظيرًا لهذا العنصر. يتم تحديد نظائر مختلفة عن طريق إلحاق M بالزاوية العلوية اليسرى من الاختصار لهذا العنصر. فمثلا، 14C هو نظير للكربون (Z = 6) يحتوي على ثمانية نيوترونات بدلاً من الستة المعتادة.
الإلكترون
الإلكترونات صغيرة (0.000549 amu) ، وهي جسيمات سالبة الشحنة توصف بأنها تدور حول البروتونات والنيوترونات التي تشكل نواة الذرات ، على غرار الكواكب التي تدور حول الشمس. هذا وصف تقريبي في أحسن الأحوال ، حيث أدى التقدم في فيزياء الكم إلى مفهوم المدارات المنفصلة حول النواة التي قد "تقفز" الإلكترونات بينها. تتوافق هذه المدارات مع مستويات طاقة كهرومغناطيسية مختلفة وتعطى أسماء مثل s و p و d و f. تنبع حركة الإلكترونات من وجود شحنة لها -1 ومنجذبة إلى نواة موجبة الشحنة.
عادة ، فإن عدد الإلكترونات في الذرة يساوي Z ، مما يجعل هذه الذرات محايدة في الشحن الكلي. تحتوي بعض الذرات على أعداد مختلفة من البروتونات والإلكترونات ، مما ينتج عنه شحنة موجبة أو سالبة. وتسمى هذه الذرات أيونات.