تتكون الذرة من قسمين رئيسين هما
المحتويات
الكيمياء هي دراسة المادة وخصائصها وتكوينها و يعالج العناصر الكيميائية التي تتكون منها المادة ، ويقسم هذه العناصر إلى مكوناتها وأقسامها ، ثم يدرس الذرات ومكوناتها التي تتكون منها المادة الكيميائية فيما يلي سنتعرف على مكونات الذرة فلا بد عند دراسة أي موضوع علمي من أن يكون الدارس ملما ببعض المسلمات والمفاهيم والحقائق المرتبطة بالموضوع والتي بدونها لا يمكن فهمه، وحتى يتمكن الدارس من فهم المكونات الرئيسية للذرة فسنعالج في البداية الحقائق الأساسية اللازمة لهذا الفهم .
ما هي الذرة
الذرّة Atom، هي الجزء الأصغر في العناصر الكيميائية، حيث تشكّل في مجموعها عنصراً كيميائياً، وتمنحه خوّاصه الكيميائية، وهي التوزيع الإلكتروني، والكتلة، وعدد البروتونات ومدى قدرته على التفاعل الكيميائي. تعتبر الذرة غير قابلة للانقسام، وتعّد الجزء الأصغر الذي يمنح العنصر مجموعة من المميزات والخصائص التي يمتاز بها عن غيره من العناصر الكيميائية، وهذا ما يوجد الفرق بينهم.
مكونات الذرة
تتكون الذرة من مجموعة من الإلكترونات (سالبة الشحنة تقريبًا) ، لأن هذه الإلكترونات تدور حول نواة موجبة الشحنة وذات حجم متناهي الصغر ، وتتكون النواة الذرية من مجموعة من البروتونات والنيوترونات ، وقيمة البروتون موجبة ، و الآخرى متعادلة .
وبشكل أدق، فإنّ الذرّة تتكون من ثلاثة جسيمات تشكّل المكون الرئيسي لأية ذرة في العناصر الكيميائية، وهي الإلكترون، والبروتون، والنيوترون، حيث يتصف الإلكترون بأنه ذو كتلة تبلغ 9.11× 10 13- كغم، وتعتبر أقل من كتلة البروتونات والنيوترونات، أما النيوترونات فإنها تعتبر أصغر ما تتكون منه المادة. يسمى عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة بالعدد الذري.
كم يبلغ حجم الذرة
لا يمكن تحديد حجم الذرة بسهولة حيث أن المدارات الإلكترونية ليست ثابتة ويتغير حجمها بدوران الإلكترون فيها. ولكن بالنسبة للذرات التي تكون في شكل بلـّورات صلبة، يمكن تحديد المسافة بين نواتين متجاورتين وبالتالى يمكن عمل حساب تقديري لحجم الذرة. والذرات التي لا تشكل بلـّورات صلبة يتم استخدام تقنيات أخرى تتضمن حسابات تقديرية. فمثلا حجم ذرة الهيدروجين تم حسابها تقريبيا على أنه 1.2× 10−10 م. بالمقارنة بحجم البروتون وهو الجسيم الوحيد في نواة ذرة الهيدروجين 0.87× 10−15 م. وعلى هذا فإن النسبة بين حجم ذرة الهيدروجين وحجم نواتها تقريبا 100,000.وتتغير أحجام ذرات العناصر المختلفة، ويرجع ذلك لأن العناصر التي لها شحنات موجبة أكبر في نواتها تقوم بجذب إلكترونات بقوة أكبر ناحية النواة.
تتكون الذرة من قسمين رئيسين هما
الجواب :
- البروتونات
- النيوترونات
تفسير ميكانيكا الكم للتركيب الإلكتروني للذرة
تتكون الذرة من سحابة من الشحنات السالبة (الإلكترونات) تحوم حول نواة موجبة الشحنة صغيرة جدا في المركز. تتكون النواة الموجبة من بروتونات موجبة الشحنة، ونيوترونات متعادلة. الذرة هي أصغر جزء من العنصر يمكن أن يتميز به عن بقية العناصر؛ إذ كلما غصنا أكثر في المادة لنلاقي البنى الأصغر لن يعود هناك فرق بين عنصر وآخر. فمثلاً، لا فرق بين بروتون في ذرة حديد وبروتون آخر في ذرة يورانيوم مثلاً، أو ذرة أي عنصر آخر. الذرة، بما تحمله من خصائص؛ عدد بروتوناتها، كتلتها، توزيعها الإلكتروني…، تحدد الفروق بين خصائص العناصر المختلفة، وكذلك تحديد قابلية عنصر ما لدخول تفاعل كيميائي من عدمه، أما بالنسبة لتساوي عدد البروتونات في أنوية واختلاف أعداد النيوترونات فهو مايسمي بنظائر العنصر الواحد. ظل تركيب الذرة وما يجري في هذا العالم البالغ الصغر، ظل وما زال يشغل العلماء ويدفعهم إلى اكتشاف المزيد. ومن هنا أخذت تظهر فروع جديدة في العلم حاملة معها مبادئها ونظرياتها الخاصة بها، بدءاً من مبدأ عدم التأكد، مروراً بنظريات التوحيد الكبرى، وانتهاءً بنظرية الأوتار الفائقة. أكثر النظريات التي لاقت قبولا لتفسير تركيب الذرة هي النظرية الموجية. وهذا التصور مبني على تصور نيلز بور مع الأخذ في الاعتبار الاكتشافات الحديثة والتطويرات في ميكانيكا الكم. و التي تنص على :
- تتكون الذرة من جسيمات تحت ذرية (البروتونات، الإلكترونات، النيوترونات).
- مع العلم بأن معظم حجم الذرة يحتوى على فراغ.
- في مركز الذرة توجد نواة موجبة الشحنة تتكون من البروتونات، النيوترونات (ويعرفوا على أنهم نويات)
- النواة أصغر 100,000 مرة من الذرة. فلو أننا تخيلنا أن الذرة بإتساع مطار هيثرو فإن النواة ستكون في حجم كرة الجولف
- في عام 1926م وضع العالم النمساوي ارفين شرودنجر معادلته الموجية التي تحمل اسمه، وعندما تم تطبيق المعادلة على ذرة الهيدروجين تبين أن حركة الإلكترون حول النواة تشبه السحابة واستبدل شرودنجر مفهوم المدار الإلكتروني بالأوربيتال ليتم وضع نموذج أكثر موضوعية للتركيب الإلكتروني للذرة:
- معظم الفراغ الذري يتم شغله بالأوربيتالات التي تحتوى على الإلكترونات في شكل إلكترونى محدد.
- كل أوربيتال يتسع لعدد 2 إلكترون، محكومين بثلاث أرقام كمية: عدد الكم الرئيسي و عدد الكم الثانوي و عدد الكم المغناطيسي.
- كل إلكترون في أي من الأوربيتالات له قيمة واحدة لعدد الكم الرابع والذي يسمى عدد الكم المغزلي.
- الأوربيتالات ليست ثابتة ومحددة في الاتجاه وإنما هي تمثل احتمالية تواجد 2 إلكترون لهم نفس الثلاث أعداد الكمية الأولى، وتكون آخر حدود هذا الأوربيتال هي المناطق التي يقل تواجد الإلكترون فيها عن 90%.
- تميل الإلكترونات إلى أن تشغل أقل مستويات الطاقة في الذرة، والذي تكون المدارات فيه قريبة للنواة (مستوى الطاقة الأول). وتكون الإلكترونات الموجودة في المدارات الخارجية (مدار التكافؤ) هي المسئولة عن الروابط الكيميائية المختلفة بين الذرات…. لمزيد من التفاصيل راجع التكافؤ والترابط