يقدم لكم موقع إقرأ في هذا المقال تقرير عن الذرة ، و تعريف الذرة ، و تاريخ الذرة ، و مكونات الذرّة ، و خصائص الذرة ، و أنواع الذرات ، الذرة هي اللبنة الأساسية في كل مادة موجودة من حولنا، حيث كل مادة سواء كانت ماء أو هواء أو تراب تتكون من نوع واحد أو أكثر من الذرات، وكل مادة تختلف عن الأخرى في نوع وعدد الذرات التي تدخل فيها، وتتكون كل ذرة من نواة الذرة موجبة الشحنة، والبروتونات موجبة الشحنة، والنيوترونات متعادلة الشحنة، بالإضافة إلى الإلكترونات التي تدور حول النواة وإشارتها سالبة الشحنة، فيما يلي تقرير عن الذرة .

تقرير عن الذرة

تقرير عن الذرة
تقرير عن الذرة

تُعرّف الذرة بأنّها أصغر جزء في المادة يُمكن الحصول عليه بعد تجزئتها دون إطلاق شحنات كهربائية، وتحمل الذرة صفات العنصر الكيميائي الذي تُمثله، وبالتالي فهي تُعدّ وحدة البناء الأساسية في الكيمياء بشكلٍ عام، ومن الجدير بالذكر أنّ أصل كلمة الذرة (بالإنجليزية: Atom) يعود للفظ اليوناني (بالإنجليزية: Atomos)؛ والذي يعني الشيء غير القابل للفصل.

تعريف الذرة

تعرف الذرة (بالإنجليزية: Atom) بأنها أصغر شيء يمكن الحصول عليه في المادة عند تجزيئها، وهي متعادلة الشحنة؛ وإذا تمّت تجزئة الذرة فإن أجزاءها ستمتلك شحنة كهربائية، والذرة أيضاً هي حجر الأساس في الكيمياء، وهي أصغر مكوّنٍ في المادة يمكن أن يُظهِر خصائص كيميائيّة.

ووفقًا لعلم الذرة، تُعدّ الذرات هي المكون الأساسي لجميع المواد الموجودة في الكون، فكلّ عنصر موجود في الجدول الدوري يمتلك تركبيه الذري الفريد والمختلف عن باقي العناصر، فلكل عنصر خصائصه الفيزيائية المميّزة له اعتماداً على كتلته الذريّة، وقد مرت الذرة بالكثير من مراحل الدراسة حتى وصل العلماء لما نعرفه اليوم.

تاريخ الذرة

تُوضّح النقاط الآتية بعض المحطات التي مرّ فيها اكتشاف الذرة عبر التاريخ:

  • اقتُرح مفهوم الذرة سنة 450 قبل الميلاد على يد الفيلسوف الإغريقي ديمقراط، لكن اقتراحه ظل طيّ النسيان لأكثر من 2000 سنة.
  • أعاد جون دالتون تقديم مفهوم الذرة مرة أخرى سنة 1800م، إذ قدّم أدلة على وجودها، وطوّر النظرية الذرية؛ وكانت تبدو نظريته صحيحة نسبياً، إلا أنّ خطأه الوحيد كان بافتراضه أنّ الذرة أصغر جسيم على الإطلاق.
  • اكتشف طومسون سنة 1897م الإلكترون، فاقترح نموذج طومسون للذرة الذي افترض فيه أنّ الإلكترونات مبعثرة في بحر من الشحنات الموجبة.
  • اكتشف رذرفورد نواة الذرة سنة 1911م، ثم اكتشف البروتونات لاحقاً، وافترض أنّ الإلكترونات تدور حول النواة.

قديهمك:

مكونات الذرّة

عند النظر بشكل أدقّ إلى الذرة نفسها، فإنه بالإمكان التعرف على مكوناتها؛ فهي تتكون من بروتونات موجبة الشحنة، ونيوترونات متعادلة الشحنة، وإلكترونات سالبة الشحنة، وما يحدد عدد كلٍّ منها هو نوع العنصر. وفيما يأتي بيان لكلّ مكوّن من مكوّنات الذرة:

البروتونات

البروتون (بالإنجليزية: Proton) هو جسيم دون ذريٍّ يمتلك شحنة موجبة مساوية لمقدار شحنة الإلكترون، وفيما يأتي أبرز خصائصه:

  • تبلغ كتلته 1.67262×10-27كغ، وهي تساوي 1836 ضعف كتلة الإلكترون.
  • عدد البروتونات هو العدد الذي يمثل العدد الذري للعنصر، وهو أيضاً ما يحدد ترتيب العناصر في الجدول الدوري.
  • ساد اعتقاد حتى وقتٍ متأخر من القرن العشرين حول أنّ البروتون جسيم أوّلي؛ أي لا يوجد شيء داخله ولا يمكن تقسيمه، حيث قام علماء فيزياء الجسيمات الأولية بالكشف عن تركيب البروتونات، وتم تصنيفها ضمن الباريونات (بالإنجليزية: Baryons)، والباريونات عبارة عن جسيمات تتكون بشكلٍ أساسي من ثلاث جسيمات أولية تُعرَف بالكواركات (بالإنجليزية: Quarks).

النيوترونات

النيوترون (بالإنجليزية: Neutron) هو جسيم دون ذري موجود في أنوية جميع العناصر ما عدا الهيدروجين العادي؛ إذ إنّ نواته تحوي على بروتون واحد فقط، وفيما يأتي أبرز خصائص النيوترونات:

  • النيوترونات لا تمتلك شحنة كهربائية.
  • كتلتها تبلغ 1.67493×10-27كغ؛ أي أنّه أثقل من البروتون بقليل، وهو ما يعادل ضعف كتلة الإلكترون بـ 1839 مرّةً.
  • تُعرَف البروتونات والنيوترونات بالنيوكليونات (بالإنجليزية: Nucleons)؛ لأنهما محصوران في الحيز الضيق والكثيف الذي يمثل 99.9% من كتلة الذرة والمعروف بالنواة.
  • كما هو الحال بالنسبة للبروتون، فإن النيوترون ظل يُعدّ جسيماً أولياً حتى أنهى هذا الاعتقاد علماء فيزياء الجسيمات في نهاية القرن الماضي.
  • مثل البرتونات، فإن النيترونات تعدّ من مجموعة الباريونات التي تحتوي على ثلاثة كواركات، ومن الجدير بالذكر أيضاً أنها ما يحافظ على تماسك النواة على الرغم من عدم وجود جسيمات سالبة داخلها، بل فقط جسيمات متعادلة وموجبة هو ما يُعرَف بالقوى النووية القوية التي تفوق قوة تنافر البروتونات الموجبة مع بعضها البعض، وتحافظ على تماسك النواة.

الإلكترونات

الإلكترونات (بالإنجليزية: Electron) هي جسيمات دون ذرية تحمل شحنة سالبة أساسية، وتُعدّ من الجسيمات الأولية، وفيما يأتي أبرز خصائص الإلكترونات:

  • لا تحتوي على مكونات داخلها، ولا يمكن تجزيئها.
  • لا يوجد ما هو أخفّ منها في الذرة.
  • تبلغ كتلة الإلكترون 9.10938356×10-31 كغ، وهذه الكتلة لا يتم احتسابها عند حساب كتلة الذرة لصغرها الشديد.
  • توجد الإكترونات حول الأنوية، وتكون موزَّعة في مستويات الطاقة المختلفة، وعند نزع إلكترون من مداره حول نواة فإن الذرة تصبح مُتأيِّنةً، وتُسمّى أيوناً.
  • يمكن للإكترونات أن توجد بشكلٍ حر جنباً إلى جنب مع الأيونات في حالة المادة المعروفة بالبلازما.
  • في تصنيف علماء الجسيمات الأولية، فإن الإلكترونات تقع ضمن مجموعة الفيرميونات (بالإنجليزي: Fermions)، ويتم وصف سلوكها عن طريق إحصاء فيرمي ديراك.
  • تمّ اكتشاف الإلكترون بواسطة العالم طومسون الابن (بالإنجليزية: J.J. Thomson) أثناء دراسته لأشعة المهبط، وقد ساهم هذا الاكتشاف كثيراً في فهم التركيب الذري.
  • بما أن النواة موجبة الشحنة الكهربائية، والإلكترونات التي تدور حولها سالبة الشحنة فهذا يعني وجود قوة كهرباية متبادلة بين النواة والإلكترونات تجذب الإلكترونات نحو النواة.

خصائص الذرة

توجد العديد من الخصائص المهمّة للذرات، وهي التي تحدد صفاتها وسلوكها، ومن هذه الخصائص:

العدد الذري

يُعدّ العدد الذري (بالإنجليزية: Atomic Number) من أهمّ خصائص الذرات؛ إذ يمثّل عدد الشحنات الموجبة الموجودة في النواة؛ أي البروتونات، وهو أيضاً عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة، وكمثال على ذلك: العدد الذري لعنصر الكربون هو 6، بينما العدد الذريّ لعنصر اليورانيوم هو 92، وبما أن عدد الإلكترونات يرتبط بالتفاعلات الكيميائية، فإنّ العدد الذري مهم جداً عند الحديث عن التفاعلات الكيميائية.

الكتلة الذرية

يُؤثّر عدد النيوترونات في النواة على كتلة الذرة (بالإنجليزية: Atomic Mass)، لكنّه لا يؤثر على خصائصها الكيميائية، فعلى سبيل المثال ذرة الكربون التي تحتوي على 6 بروتونات و6 نيوترونات سوف تمتلك الخصائص الكيميائية ذاتها لنظير الكربون الذي يمتلك 6 بروتونات و8 نيوترونات، والفرق سيكون فقط في كتلة كلٍّ من النظيرين، بينما يُمثّل العدد الكتلي لأي ذرّةٍ حاصل مجموع عدد كلٍّ من البروتونات والنيوترونات.

أنواع الذرات

تتعدّد أنواع الذرات؛ وهي على النحو الآتي:

  • الذرات المتعادلة: هي ذرات يتساوى فيها عدد البروتونات التي في النواة مع عدد الإلكترونات التي حولها.
  • الأيونات: هي ذرات مشحونة بسبب فقد أو كسب الإلكترونات.
  • النظائر: تُعرّف النظائر بأنّها ذرات لها نفس عدد البروتونات لكن تختلف في عدد النيوترونات.
  • الذرات المشعة: هي الذرات التي تصدر فيها النيوترونات إشعاعاً في محاولة الوصول نحو الاستقرار.
  • المواد المضادة: هي الذرة التي تحمل شحنة مضادة وهي نادرة وضعيفة جداً.