تعلم أن الذرة ليست أصغر جزء من المادة فهي تحتوي الكترونات وبروتونات ونيوترونات ؛ ولكن كيف تم اكتشاف كل مكون من مكونات الذرة ؟لم يكن لمفهوم الإلكترون أن يظهر لولا اعلان اليساندرو فولتا Allesandro Volta في العشرين من آذار مارس عام 1800 عن اختراعه لعمود فولتا ، وهو الصورة البدائية للعمود الجاف ( البطارية ) ، عندما جمع بين معدنين مختلفين ، هما الخارصين والفضة ، بعد أن فصل بينهما بقطعة من قماش بللها في محلول من ملح ، وربط هذا الزوج بمثله ثم بمثله ، فلما تسلسلت ، أعطت السلسلة تياراً كهربائياً ضعيفاً ، تزداد قوته بزيادة طول السلسلة .
أوقد هذا الاختراع شعلة في رأس جونز برزيليوس Jons Berzelius ، وأخذ يعمل على امرار الكهرباء القادمة من عمود فولتا خلال محاليل المركبات ، وأعلن بعد عامين من اختراع عمود فولتا أن العناصر المعدنية ( الأيونات الموجبة من محلول المركب بالمفهوم الحديث ) تذهب دائماً الى القطب السالب المربوط بعمود فولتا ، بينما العناصر غير المعدنية ( الأيونات السالبة من محلول المركب بالمفهوم الحديث ) تذهب دائماً الى القطب الموجب .عام 1806 قام الشاب الإنجليزي همفري دافي Humphry Davy في معمله بصنع بطارية فولتية قوية من النحاس ، وفي أكتوبر تشرين أول من ذلك العام أجرى الطاقة الكهربائية التي جاءت من مائة وخمسين عموداً في وعاء يحتوي على البوتاس السائح ، وبعد برهه ظهرت كرات من مادة كالفضة على الطرف الموجب من سلك البلاتين المتصل بالبطارية ، لم تلبث أن اشتعلت من ذات نفسها ، ولم يكن هذا العنصر الذي فصله إلا عنصر البوتاسيوم .وبذلك الكشف يكون دافي قد فتح باباً واسعاً للكيميائيين لاستخلاص العناصر وفي عام 1834 أبدى العالم الانجليزي مايكل فارادي Michael Faraday اهتماماً بدراسة أثر التيار الكهربائي في محاليل ومصاهير المركبات الكيميائية ، وقد بين أن إمرار التيار الكهربائي فيها يحدث تفاعلات كيميائية لاحظ فارادي عند إمرار تيار كهربائي خلال مصهور كلوريد النحاس ترسب النحاس على القطب السالب لخلية التحليل ، وتصاعد غاز الكلور عند القطب الموجب ، وقد قاده ذلك للإستنتاج بأن جسيماً كهربائياً قد دخل على الأيون الموجب ( أيون النحاس ) وحوله إلى ذرة متعادلة ( ذرة نحاس ) ، وفي نفس الوقت خرج الجسيم الكهربائي من الأيون السالب ( أيون الكلور ) وحوله إلى ذرات متعادلة أو جزيئاً متعادلاً ( جزيء الكلور ) . وهذا ما دعاه للاستنتاج بأن الذرات تحتوي على جسيمات سالبة الشحنة .تزايد اهتمام العلماء في تلك الأثناء كثيراً بفهم طبيعة الكهرباء ، وبمـا أنـه من المتعذر رؤية التيار الكهربائي عند مروره خلال سلك ، فقد حاول العلمـاء توليد تيار كهربائي من تلقاء نفسه عن طريق سحب الهواء من أنبوب ، ثـم امـرار التيار من خلال الفراغ, في عام 1855 قام المخترع الألماني هينريش غزلر باختراع مضخة هواء جيدة قادرة على تفريغ الهواء من أنبوب زجاجي ، وقد وصل الضغط في الأنبوب إلى 1/10000 من الضغط الجوي العادي وباختراع هذه المضخة قام العالم يوليوس بلكر J . Pluckier عام 1859 بتصميم أول أنبوب تفريغ زجاجي يتصل طرفيه من الداخل بلوحين فلزيين ، وتم ربط اللوحين الفلزيين بكل مـن القطب السالب والقطب الموجب لمصدر عالي الفولتية ، وبعد سحب الهواء جزئياً من داخل الأنبوب بوساطة مضخة غزلر ، حدثت مفاجأة طار بلكر لها طرباً ، فقد تشكلت حزمة ضوئية خضراء اللون بين اللوحين الفلزين ، مما يعني سريان التيار الكهربائي خلال الفراغ ، وهو ما كان يحلم به العلماء ولتفسير اللغز الذي حيـر العلماء فـي تفسير طبيعة الأشعة المهبطية افترض العلماء أن الحزمة الضوئية شكل من أشكال الضوء . ولكن الأشعة المهبطية انحرفت عـن مسارها عند تعريضها لمجال مغناطيسي وهذا ما لا يحدث للضوء.
أقسام الذرة ومكوناتها :
تتكون الذرة (كما يظهر في الشكل) من قسمين أساسيين :
النـواة : وهي صغيرة الحجم موجبة الشحنة وثقيلة الوزن بالنسبة لباقي مكونات الذرة.
المحيط الخارجي : وهو عبارة عن مجموعـة مستويات تتحـرك فيها الإلكترونات حول النواة بسرع هائلة ، والمحيط الخارجي كبير الحجم مقارنة بالنواة وسالب الشحنة وخفيف الوزن, أي أن صفاته تعاكس صفات النواة. ويجب أن يذكر من الآن أننا عند الرسم على الورق لا نستطيع أن نراعي نسبة حجم النواة إلى حجم المحيط وهي 1 : 100000 .
ما الدقائق التي تتكون منها الذرة في النواة وفي مستويات المحيط الخارجي ؟ هذا ما ستعرفه الآن
تحوي النواة نوعين من الدقائق هي :
البروتونات (Protons) : المقطع (Proto) يعني الأصل أو الأساس ، وهذا هو المكون الأولي للذرة والمسؤول عن خواصها ، والبروتونات دقائق تحمل شحنة موجبة (+) وثقيلة الوزن .
النيوترونات (Neutrons ) : هذه الدقيقة متعادلة ولا تحمل شحنة وهذا هو معنى كلمة نيوترون . النيوترونات هي اثقل دقائق الذرة وزنـاً فـوزن النيوترون اكبر بمقدار ضئيل من وزن البروتون .
أما مستويـات المحيط الخارجي فتتحرك فيها دقائق من نـوع ثالث هي الإلكترونات (Electrons) ومقطع (Electo ) معناه ( كهربائي ) ، والإلكترون دقيقة تحمل شحنة سالبة (-) معادلة بالضبط لشحنة البروتون الموجبة ، أما وزنه فهو خفيف جدا ويعادل1/1836 من وزن البروتون .
أيمكنك الآن أن تفسر لماذا تعتبر كتلة الذرة مركزة في نواتها ?
التعادل Neutralization
يعني مفهوم التعادل في الكيمياء أن يكون عدد الشحنات الموجبة في مادة ما مساويا لعدد الشحنات السالبة فيها وبالتالي يكون مجموعها صفرا من حيث الشحنة لان كل شحنة موجبة تلغي شحنتها بفعل شحنة سالبة ، وعلى سبيل المثال الشحنة (+7) تعادل الشحنة (-7) وتكون النتيجة صفرا من الشحنات .إن ذرات العنصر الواحد المنفرد تكون متعادلة ، وتفسير ظاهرة التعادل هنـا أن كل ذرة تحتوي في نواتها على عدد من البروتونات الموجبة الشحنة مساويا لعدد الإلكترونات السالبة التي تحتل المحيط الخارجي للذرة وتدور حول نواتها.
العدد الكتلي أو عدد الكتلة(1)
بما أن البروتون والنيوترون أثقل بكثير من الإلكترون كما ذكرنا سابقا ، لذلك يمكن إهمال كتلة الإلكترون عند الحديث عن الكتلة الذرية .
وضع الكيميائيون مفهوما أسموه العدد الكتلي وهو عدد صحيح مجرد (ليس له وحدة) .يمثل العدد الكتلي مجموع عدد البروتونات والنيوترونات الموجودة في نواة ذرة العنصر.
موضوع: الذرة ومكوناتها 
الأحد نوفمبر 30, 2008 9:24 pm
