اكتشاف
الذرة وتطور نظرياتها
الذرة
كان
الاعتقاد السائد منذ القدم أن الذرة ليست قابلة للانقسام، وبالتالي جاء أصل كلمة
الذرة من الكلمة الإغريقية أتوموس. تعتبر الذرة حجر الأساس لبناء العنصر الكيميائي
وبالتالي فإنها تحمل الخواص الكيميائية للعنصر. تتألف ذرة العنصر من جزئين رئيسيين
وهما النواة والالكترونات، تقع النواة في مركز الذرة وتحتوي على البروتونات
الموجبة والنيترونات المتعادلة وبالتالي تكون النواة موجبة الشحنة، بينما تدور
الالكترونات السالبة حول النواة في شكل سحابة إلكترونية. تعد الذرة أصغر بناء يمكن
من خلاله تمييز العنصر الكيميائي عن باقي العناصر الأخرى، وهي التي تحمل خصائص
العنصر ويستطيع العلماء من خلال الخواص التي تحملها الذرة تحديد كون العنصر قادراً
على خوض تفاعل كيميائي أم خامل كيميائياً.
لقد بدأ
الخوض في موضوع الذرة منذ عهد الإغريق على يد بعض الفلاسفة أبرزهم ديموقريطس والذي
نادى بأن الذرة أصغر جزء من المادة ولا يوجد ما هو أصغر منها، والذرة تتحرك في
الفراغ، والذي يحدد خواص الذرات من عنصر لآخر هو شكلها وحجمها فقط، وقد أصبحت
النظريات بعد ذلك تتوالى من قبل العلماء الذين أتوا بعده في محاولة منهم لوضع
نظريات تفسر تركيب الذرة وخصائصها. وفيما يلي سوف نتطرق إلى توضيح تطور نظريات
الذرة منذ عصر الإغريق وحتى العصر الحديث.
تطور
نظريات الذرة
نظرية
دالتون
يعد
النموذج الذي وضعه دالتون لتصور الذرة أول الخطوات الإيجابية في محاولة تفسير خصائص
الذرة، ويعد مبدأ حفظ الكتلة الذي جاء به دالتون حجر الأساس الذي استخدمه العلماء
من بعده لوضع نظرياتهم حول المادة. وفيما يلي فروض نظرية دالتون:
ü
تتكون المادة من أجزاء صغيرة ليست قابلة للإنقسام، أطلق
عليها ذرات.
ü
ذرات العنصر الواحد متشابهة في الخواص، بينما تختلف ذرات
العناصر المختلفة.
ü تتحد ذرات العناصر
المختلفة بنسب ثابتة مكونة المواد (قانون حفظ الكتلة).
نظرية
طومسون
في
محاولة منه لدراسة الذرة، قام طومسون بدراسة أشعة الكاثود عام 1897م وقد أثبت بذلك
وجود جسيمات أصغر من الذرة والتي أطلق عليها فيما بعد اسم الإلكترونات. لقد أدى
اكتشاف طومسون للإلكترونات إلى حدوث ثورة علمية، وبذلك تدارك العلماء المفهوم
الخاطئ الذي توارثته الأجيال عبر السنين عن كون الذرة ليست قابلة للانقسام. وقد
تحير العلماء بعد اكتشاف الإلكترونات؛ حيث أن الذرة متعادلة الشحنة فلا بد من وجود
جزء موجب كي يعادل الشحنة السالبة للإلكترونات.
وقد
حاول طومسون جاهداً حل ذلك اللغز، وقد توصل في النهاية إلى أن الذرة عبارة عن كتلة
موجبة الشحنة، بينما تكون الإلكترونات السالبة مغروسة بداخلها مما يفسر الطبيعة
المتعادلة للذرة. ومن هنا بدأ العلماء يحاولون بجد لمحاولة تفسير بنية الذرة
مستخدمين النموذج الذي وضعه طومسون، والذي قام بحل الألغاز حول التصورات السابقة
لبنية الذرة.
نموذج
رذرفورد
لقد وضع
رذرفورد النموذج النووي عام 1911م والذي ينص على التالي:
§
الذرة تتكون من نواة مركزية موجبة الشحنة تدور حولها
الإلكترونات السالبة.
§
تتخلل الفراغات معظم الذرة وأنها ليست مصمتة.
§
كتلة الإلكترونات صغيرة جدا عند مقارنتها بالنواة،
وبالتالي فإن كتلة الذرة تتركز في النواة.
§
الذرة متعادلة كهربياً؛ بحيث يكون عدد الشحنات الموجبة
في النواة مساويا لشحنة الإلكترونات السالبة.
§
تدور الإلكترونات بشكل ثابت حول النواة، ويستمر الدوران
نتيجة لوجود قوة أطلق عليها قوة الطرد المركزية.
نموذج
بور
لقد قام
بور ببناء النموذج الخاص به في تصور الذرة عام 1913م معتمدا بذلك على فروض
رذرفورد، وينص هذا النموذج على ما يلي:
§
تدور الإلكترونات حول النواة في مستويات ثابتة للطاقة.
§
تتدرج الطاقة في مستوى الطاقة بصورة ثابتة يتم التعبير
عنها بأرقام صحيحة من 1 إلى 7 أطلق عليها الأعداد الكمية الرئيسية.
§
إن الفراغات التي تتخلل الذرة هي منطقة محرمة على
الإلكترونات التواجد بها.
§
عند وجود الإلكترون في مستوى الطاقة الخاص به فإنه لا
يفقد أي طاقة، وإذا اكتسب قدرا من الطاقة مساويا للفرق بين طاقة المستويين فإنه
ينتقل إلى مستوى طاقة أعلى، ولكنه سرعان ما يفقد تلك الطاقة ويعود مرة أخرى إلى
المستوى الخاص به.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق