صف أهم مكونات الذرة

hanan2021-11-24

218 3 دقائق

صف أهم مكونات الذرة

الذرة

مكونات الذرة هي مجموعة من الأجسام التي تختلف في وظائفها وخصائصها وحجمها ولكنها معا تكون ما يطلق عليه الذرة، وفي مقالنا التالي سوف نتناول سويا مجموعة من أهم المعلومات حول الذرة وأهم المكونات التي تتكون منها.

ما هي الذرة؟

الذرة هي أصغر وحدة تتكون منها أي مادة، فمن الممكن أن نطلق عليها أنها أصغر وحدة بنائية لأي عنصر كيميائي موجود على سطح الأرض وكل ذرة تحمل خصائص المادة الكيميائية التي تكونها، والذرة تعتبر أصغر جزء من الممكن أن تنقسم المادة عليه دون أن تحدث عملية تحرير الجسيمات المشحونة كهربائيا، ولذلك فإنها تعتبر الوحدة البنائية الأساسية للمادة.

أما تسمية كلمة الذرة فهي ترجع إلى الكلمة اللاتينية أتوموس atomus أنها تعني غير قابل للانقسام.

ما هي مكونات الذرة؟

بالرغم أن النظريات القديمة تذهب إلى أن الذرة هي أصغر في المادة ولا يمكن أن تنقسم إلى أجزاء أصغر إلا أن التجارب والنظريات الحديثة أثبتت أن الذرة تحتوي على مجموعة من الأجزاء الأصغر منها، وفيما يلي سوف نتعرف على أهم المكونات التي تحتوي عليها الذرة:

النواة Nucleus
تعتبر النواة هي مركز الذرة، وهي التي تتكون منها معظم كتلة الذرة، وقد تم اكتشاف النواة على يد العالم إرنست رذرفورد في عام 1911، والنواة الواحدة تتكون من مجموعة من البروتينات كما أنها تتكون من مجموعة من النيوترونات أيضا، ولكن هنا يواجهنا سؤال مهم وهو الطريقة التي يتم بها ربط مكونات النواة مع بعضها البعض، والحقيقة أن جزيئات النواة تترابط مع بعضها البعض من خلال قوى يطلق عليها قوى الترابط النووي strong force، ودون هذه القوى فإن مكونات النواة سوف تتفكك مما يعمل على تشتيت الذرة وتفكك أجزائها.

البروتونات Protons
أما البروتونات فهي أيضا جزء من أجزاء النواة، وهي عبارة عن جسيمات لها شحنة موجبة، والبروتونات تنقسم إلى ثلاثة جسيمات أولية يطلق عليها اسم كواركات (Quark)، وهذه الكواركات لها ترتيب معين داخل البروتونات حيث يوجد اثنان منها في الأعلى بينما يوجد واحد فقط منها في الأسفل، أما كتلة البروتونات فهي تصل إلى 1.673×10-27 كيلوغرام، ويعتبر العالم رذرفورد أيضا هو مكتشف البروتونات.

النيوترونات Neutrons
النيوترونات من الأجزاء المكونة للنواة لكنها تختلف عن البروتونات من حيث أن شحنتها متعادلة، وقد قام العالم رذرفورد بافتراض وجود النيوترونات داخل الذرة في عام 1920، أما العالم تشادويك كان هو العالم الذي أكد وجودها وذلك في عام 1932.

أما بالنسبة لكتلة النيوترونات فهي تعتبر أكبر من كتلة البروتونات لكن بنسبة بسيطة للغاية حيث تصل كتلتها إلى 1.6749×10-27، لكنها تتشابه من البروتونات من حيث وجود الكواركات لكن ترتيب الكواركات داخلها يختلف حيث يوجد اثنان منها في الأعلى واثنان في الأسفل.

الإلكترونات Electrons
الإلكترونات أيضا تعتبر جزء من الأجزاء المكونة للذرة وهي مجموعة من الجسيمات سالبة الشحنة، وهي تنجذب كهربائيا للبروتونات موجبة الشحنة، وقد كان اكتشاف الإلكترونات في عام 1897 على يد العالم الإنجليزي جوزيف جون طومسون.

أما العالم إروين شرودنغر فلقد وضع نموذج يوضح حركة الإلكترونات، حيث أنه وضع أنها تدور حول نواة الذرة من خلال مجموعة من المدارات، والإلكترونات لها حجم أصغر من كل من البروتونات والنيوترونات بما يقرب من 1800 مرة، حيث أن كتلتها تصل إلى 9.109×10-31، أما دراسة ترتيب الإلكترونات حول النواة من الممكن أن يتم معرفة الخصائص الفيزيائية للذرات المختلفة مثل درجة الغليان والقدرة على التوصيل وغيرها.

معلومات مهمة عن تاريخ الذرة

من الممكن أن نقول أن دراسة الذرة بدأت منذ عصور قديمة حيث أنه في عام 44- قبل الميلاد قام الفيلسوف ديموقراطيس بافتراض أن كل مادة من المواد تتكون من مجموعة من الجسيمات المتناهية في صغرها بطريقة لا يمكن تجزئتها وهذه الجسيمات يطلق عليها الذرات، والكون كله مخلوق من عدد لا نهائي ولا يمكن إحصائه من الذرات التي تتحرك بشكل مستمر ولا تتوقف عن الحركة أبدا، وكل الذرات تتحد حتى تقوم بتكوين المادة لكنها لا يمكن أن تقوم بعملية من عمليات الاندماج لكي تتحول إلى ذرة جديدة، وهناك العديد من الفلاسفة الذين اعترضوا على النظرية التي قام ديموقراطيس بتقديمها لأن نظرية أرسطو كانت تميل إلى أن العناصر الأساسية مثل الأرض والهواء والنار والماء هي التي تكونت منها كل مادة في الحياة.

أما العالم الإنجليزي جون دالتون فلقد قام بتقديم واحدة من أهم النظريات عن الذرة في عام 1803 وقد اعتمد في نظريته على مجموعة النظريات التي قدمها ديموقراطيس، وتعتمد نظرية دالتون على أن ذرات العنصر الواحد تكون متشابهة بينما ذرات العناصر المختلفة تختلف في صفاتها ووزنها، وأن الذرة لا يمكن أن يتم استحداثها أو تدميرها، وكل مادة في الحياة تتكون من خلال اتحاد عدد معين من الذرات.

ثم جاء علم 1897 ليقدم لنا العالم طومسون جزء مهم في عالم نظريات الذرة، حيث أنه قام باكتشاف الإلكترون وقد استطاع أن الذرة من الممكن أن يتم تقسيمها وقد قدم نموذج أطلق عليه فطيرة الزبيب Plum Pudding Model، وفيه مثل الذرة على أنها كرة موجبة الشحنة تنتشر فيها مجموعة من الدقائق سالبة الشحنة كما تتوزع حبات الزبيب في الفطير، وهذا ما يجعل الذرة متعادلة الشحنة.

أما العالم رذرفورد فلقد قدم في عام 1911 نظريته التي تنص على أن الذرة مكونة من نواة صغيرة الحجم موجبة الشحنة بينما تدور حولها مجموعة من الإلكترونات، بينما باقي مساحة الذرة فتكون فارغة.

تطورت النظريات والتجارب العلمية حول الذرة حيث قام العالم نيلز بور بتقديم توضيح عن أهم الخصائص التي تتميز بها الإلكترونات، ثم قام العالم إرفين شرودنغر بتطوير النموذج الكمي للذرة. أما كل من العالم موراي جيل مان Murray Gell-Mann والعالم وجورج زويغ (George Zweig) فلقد أكدوا أن كل من النيوترونات والبروتونات تتكون من مجموعة من الكواركات.