بنية الذرة

بحلول عام 1900 ، تم اكتشاف أن الذرة لم تكن جسيمًا بسيطًا غير قابل للتجزئة ، ولكنها تحتوي على جسيمات شبه ذرية.

 اكتشف طومسون (J.J. Thomson) الجسيمات الشبه ذرية وهي "الإلكترون".

كان طومسون أول شخص اقترح نموذجًا لبنية الذرة.

في عام 1886 ، اكتشف إ. غولدشتاين وجود إشعاعات جديدة في تفريغ الغاز وأطلق عليها اسم أشعة القناة canal rays.

تم اكتشاف جسيم شبه ذري موجب الشحنة بتجارب أشعة القناة وأطلق عليه اسم البروتون.

 

نموذج ذرة طومسون

اقترح طومسون أن الذرة تتكون من كرة موجبة الشحنة وأن الإلكترونات (الشحنة السالبة) محتواه فيها(كما هو موضح في الصورة أدناه).

علاوة على ذلك ، قال طومسون أن الشحنات السالبة والموجبة متساوية في الحجم. وبالتالي ، فإن الذرة ككل متعادلة كهربائيًا.

 

نموذج ذرة رذرفورد

رذرفورد معروف بأنه "أب" الفيزياء النووية.

اشتهر رذرفورد إلى حد كبير بعمله في النشاط الإشعاعي واكتشاف نواة ذرة باستخدام تجربة رقائق الذهب (كما هو موضح في الصورة أدناه.

قال رذرفورد أنه في الذرة يوجد مركز موجب الشحنة يعرف بالنواة.

قال رذرفورد أن كل كتلة الذرة تقريبًا موجودة في النواة.

وفقًا لروذرفورد ، تدور الإلكترونات حول النواة في مدارات محددة جيدًا.

 

نموذج بوهر للذرة

مدد نيلز بور نموذج رذرفورد وحسن عيوبه.

وفقًا لبوهر ، يُسمح فقط بمدارات خاصة معينة تُعرف باسم مدارات منفصلة للإلكترونات داخل الذرة.

قال بور إن الإلكترونات لا تشع طاقة أثناء الدوران في مدارات منفصلة.

سمى بوهر المدارات كمستويات طاقة (كما هو موضح في الصورة أدناه).

يمثل بوهر هذه المدارات بالأحرف K ، L ، M ، N ، ... أو الأرقام ، n = 1،2،3،4 ،….

 

نيوترون

في عام 1932 ، اكتشف جيه تشادويك جسيمًا شبه ذري جديد ، أي نيوترون.

النيوترون ليس له شحنة وكتلته تساوي تقريبا كتلة البروتون.

توجد النيوترونات في نواة جميع الذرات ، ما عدا الهيدروجين.

توزيع الإلكترونات في مدارات مختلفة

يتم الحصول على الحد الأقصى لعدد الإلكترونات التي يمكن أن توجد في المدار الواحد بواسطة الصيغة 2n2..

"n" هو رقم المدار أو مؤشر مستوى الطاقة ، أي 1 ، 2 ، 3 ،….

 

وفقًا للصيغة المحددة

المدار الأول ، أي K-shell سيكون = 2 × 12 = 2

 

المدار الثاني ، أي L-shell سيكون = 2 × 22 = 8

 

المدار الثالث ، أي M-shell سيكون = 2 × 32 = 18

 

المدار الرابع ، أي N-shell سيكون = 2 × 42 = 32

 

وبالمثل ، فإن الحد الأقصى لعدد الإلكترونات التي يمكن استيعابها في المدار الخارجي هو 8.

 

لا تمتلئ الإلكترونات في مدار معين ، ما لم يتم ملء المدارات الداخلية أولاً. هذا يعني أن المدارات تمتلئ بطريقة تدريجية ؛ بدءًا من المدار الداخلي إلى الخارجي.

 

التكافؤ

تُعرف الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي للذرة بإلكترونات التكافؤ.

وفقًا لنموذج Bohr-Bury ، يمكن أن يحتوي المدار الخارجي للذرة على 8 إلكترونات كحد أقصى.

 

العدد الذري

يُعرف العدد الإجمالي للبروتونات الموجودة في نواة الذرة بالعدد الذري.

يحدد عدد بروتونات الذرة العدد الذري.

يتم الإشارة إلى العدد الذري بالرمز "Z".

تُعرف كلا البروتونات والنيوترونات باسم بالنيوكليونات.

 

العدد الكتلي

يُعرف مجموع العدد الإجمالي للبروتونات والنيوترونات الموجودة في نواة الذرة بالرقم الكتلي.

 

النظائر

تُعرف ذرات العنصر نفسه ، التي لها نفس العدد الذري ولكن بأعداد كتلة مختلفة ، بالنظائر. على سبيل المثال تحتوي ذرة الهيدروجين على ثلاثة نظائر وهي البروتيوم والديوتيريوم والتريتيوم.

تتشابه الخواص الكيميائية لنظائر الذرة لكن خواصها الفيزيائية مختلفة.

 

 الايزوبارات (Isobars)

تُعرف ذرات العناصر المختلفة ذات الأعداد الذرية المختلفة ، والتي لها نفس العدد الكتلي ، باسم الأيزوبار. على سبيل المثال العدد الذري للكالسيوم هو 20 والعدد الذري للأرجون هو 18 ؛ علاوة على ذلك ، يختلف عدد الإلكترونات في هذه الذرات ، لكن العدد الكتلي لكلا هذين العنصرين هو 40.