جاري تحميل ... electrokarim77

إعلان الرئيسية

close

أخبار ساخنة

إعلان في أعلي التدوينة

close

 
ما هي الذرة Atom؟



تُعرَّف الذرة Atom بأنها أصغر جسيم من مادة يمكن أن يوجد بمفرده أو يتحد مع ذرات أخرى لتكوين جزيء.

في عام 1808 ، نشر الكيميائي والفيزيائي وعالم الأرصاد الجوية الإنجليزي الشهير جون دالتون نظريته عن الذرة.  في ذلك الوقت ، تم فتح العديد من الظواهر الكيميائية غير المبررة بسرعة من خلال نظرية دالتون.  ومن ثم ، أصبحت النظرية أساسًا نظريًا للكيمياء.  كانت افتراضات نظرية دالتون الذرية على النحو التالي.


تتكون كل المواد من جسيمات صغيرة غير قابلة للتجزئة وغير قابلة للتدمير تسمى الذرات.

 جميع ذرات ( Atom ) نفس العنصر لها خصائص متطابقة ولكنها تختلف عن ذرات العناصر الأخرى.

 تتحد ذرات Atom العناصر المختلفة معًا لتكوين مركب.
 

التفاعل الكيميائي ليس سوى إعادة ترتيب هذه الذرات.

 لا يمكن إنشاء الذرات أو تدميرها بأي وسيلة.


كان لنظرية دالتون بعض العيوب مثل ؛  نحن نعلم اليوم أنه يمكن تدمير الذرات.  كما أن بعض ذرات نفس العناصر تختلف في كتلتها (النظائر).  فشلت النظرية أيضًا في تفسير وجود المتآصلات.


ولكن في العصر الحديث ، يعتمد مفهوم الذرة على الجمع بين مزايا نموذج رذرفورد الذري ونموذج بوهر الذري.  تتكون جميع المواد من ذرات.  تتكون جميع الذرات من ،

نواة
 الإلكترونات


نواة الذرة Atom


تقع النواة في وسط الذرة.  قطر النواة حوالي 1/10000 قطر ذرة كاملة.  تتركز كتلة الذرة بأكملها تقريبًا في نواتها.  تتكون النواة نفسها من نوعين من الجسيمات ،


بروتون
 نيوترون


بروتون proton

البروتونات هي جسيمات موجبة الشحنة.  شحنة كل بروتون هي 1.6 × 10-19 كولوم.  يمثل عدد البروتونات في نواة الذرة العدد الذري للذرة.




نيوترون Neutron

لا تحتوي النيوترونات على أي شحنة كهربائية.  يعني أن النيوترونات جسيمات محايدة كهربائيًا.  كتلة كل نيوترون تساوي كتلة البروتون.

 النواة موجبة الشحنة بسبب وجود بروتونات موجبة الشحنة.  في أي مادة ، يرتبط وزن الذرة والخصائص المشعة بالنواة.




الإلكترونات Electrons


الإلكترون هو جسيم سالب الشحنة موجود في الذرات.  شحنة كل إلكترون هي 1.6 × 10 - 19 كولوم.  هذه الإلكترونات تحيط بالنواة.  بعض الحقائق عن الإلكترونات في الذرة مذكورة وموضحة أدناه ،



إذا كانت الذرة تحتوي على نفس عدد البروتونات والإلكترونات ، فإن الذرة تكون متعادلة كهربائيًا لأن الشحنة السالبة للإلكترونات تحيد الشحنة الموجبة للبروتونات.

 تدور الإلكترونات حول النواة في أصداف (تسمى أيضًا مدارات).
 
تفرز قوة جذب على الإلكترونات سالبة الشحنة بواسطة نواة موجبة الشحنة.  تعمل قوة الجذب هذه كقوة جذب مركزية مطلوبة لثورة الإلكترونات حول النواة.

 ترتبط الإلكترونات القريبة من النواة ارتباطًا وثيقًا بالنواة ويصعب سحب (إزالة) هذه الإلكترونات من الذرة مقارنة بالإلكترونات البعيدة عن النواة.

 يظهر هيكل ذرات الألومنيوم في الشكل أدناه-
 



ما هي الذرة Atom؟




مطلوب كمية محددة من الطاقة لإزالة الإلكترون من مداره.  الطاقة المطلوبة لإزالة الإلكترون من المدار الأول هي أكثر بكثير مقارنة بالطاقة المطلوبة لإزالة الإلكترون من المدار الخارجي.  ويرجع ذلك إلى أن قوة الجذب التي تفرزها النواة على الإلكترونات في المدار الأول هي أكثر بكثير مقارنة بقوة الجذب التي تفرزها إلكترونات المدار الخارجي.  وبالمثل ، فإن الطاقة المطلوبة لإزالة الإلكترون من المدار الثاني ستكون أقل مقارنة بالمدار الأول وأكبر من المدار الثالث.  ومن ثم ، يمكننا القول أن الإلكترونات الموجودة في المدار مرتبطة بكمية محددة من الطاقة.  وبالتالي فإن المدارات أو الأصداف يشار إليها أيضًا بمستويات الطاقة.


يُشار إلى مستويات الطاقة بالأحرف K ، L ، M ، N ، إلخ. حيث ، K هو أقرب مدار للنواة وله أدنى مستوى طاقة.  على العكس من ذلك ، فإن المدار الخارجي يحتوي على أعلى مستوى من الطاقة.


يتم إعطاء الحد الأقصى لعدد الإلكترونات في أي مستوى طاقة بواسطة "2n2" ، حيث يمثل n عددًا صحيحًا ويمثل "عدد الكم الأساسي".  بالنسبة لمستويات الطاقة المختلفة ، قيمة "n" والحد الأقصى لعدد الإلكترونات كما هو موضح في الجدول أدناه



Sl. No

مستوى الطاقة أو المدار

رقم الكم الرئيسي "n"

أقصى عدد للإلكترونات (2n²)

1

K

1

2 × 1² = 2

2

L

2

2 × 2² = 8

3

M

3

2 × 3² = 18

4

N

4

2 × 4² = 32




  • الصيغة المذكورة أعلاه (2n2) المستخدمة لتحديد الحد الأقصى لعدد الإلكترونات في أي غلاف لها بعض القيود.  لا يمكن أن يتجاوز عدد الإلكترونات في الغلاف الخارجي (أعلى مستوى للطاقة) 8. على سبيل المثال ، دعونا نفكر في ذرة الكالسيوم ، حيث تحتوي على 20 إلكترونًا تدور حول نواتها.  وفقًا لصيغة القاعدة أعلاه ، أي 2n2 ، سيكون توزيع الإلكترونات كإلكترونين في المستوى K ، و 8 إلكترونات في المستوى L وسيكون هناك توازن 10 إلكترونات.  لكن الإلكترونات الموجودة في معظم مستويات الطاقة الخارجية لا يمكن أن تتجاوز 8. وبالتالي ، سيكون هناك 8 إلكترونات في المستوى M وسوف ينتقل إلكترونان متوازنان إلى مستوى الطاقة التالي ، أي أن إلكترونين ينتقلان إلى المستوى N.  يظهر تكوين الإلكترون لذرة الكالسيوم في الشكل أدناه-




ما هي الذرة Atom؟



  • تسمى الإلكترونات الموجودة في أقصى مستوى للطاقة "إلكترونات التكافؤ".  أقصى عدد ممكن من "إلكترونات التكافؤ" هو 8. إذا كان عدد الإلكترونات في المدار الخارجي 8 ، تصبح الذرة مستقرة.  المادة التي تحتوي ذراتها بشكل طبيعي على 8 إلكترونات في غلافها الخارجي (المدار) ، لا تتفاعل مع المواد الأخرى.  تمتلئ الغازات الخاملة مثل الهيليوم والنيون والأرجون والكريبتون وما إلى ذلك بشكل كامل معظم الأصداف الخارجية وبالتالي لا تتفاعل مع المواد الأخرى.


  • ترتبط "إلكترونات التكافؤ" للذرة ارتباطًا غير محكم بالنواة ويمكن تحريرها / إزالتها بطريقة مختلفة ، أي عن طريق التسخين ، عن طريق تطبيق الجهد الكهربائي وما إلى ذلك.


  • تشكل "إلكترونات التكافؤ" الروابط لتثبيت ذرات المادة معًا.  يتم تحديد معظم خصائص المواد من خلال هذه الروابط في المواد.

  • تنقسم كل قشرة رئيسية (مستوى الطاقة) إلى قذائف فرعية.  تسمى هذه الغلاف الفرعي المدارات.  يتم تحديد هذه القذيفة الفرعية / المدارات بواسطة s ، p ، d ، f وما إلى ذلك مع الرقم الكمي المقابل ، l = 0 ، 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، .... (n-1) إلخ. عدد الأصداف الفرعية في أي  الغلاف الرئيسي يساوي الرقم الكمي الأساسي 'n'.  يمكن تحديد سعة الإلكترون لأي غلاف رئيسي عن طريق إضافة سعة الإلكترون للأغلفة الفرعية.  يتم التحكم في السعة الإلكترونية القصوى للأغلفة الفرعية بصيغة 2 (2l + 1).  قدرات الأصداف الفرعية موضحة في الجدول أدناه-








Sl. No

قشرة فرعية

رقم الكم (I)

سعة الإلكترون للقشرة الفرعية

 2 (2I + 1)

1

S

0

    2(2 × 0 + 1) = 2

2

P

1

2(2 × 1 + 1) = 6

3

D

2

    2(2 × 2 + 1) = 10

4

F

3

    2(2 × 3 + 1) = 14




  • القذيفة الأولى ، أي القذيفة K ، سيكون لها رقم كمي رئيسي 1 ومدار واحد s ، ومن ثم يُشار إلى المدار s على أنه 1s.

  •  الغلاف الثاني ، أي القشرة L سيكون لها رقم كمي رئيسي 2 وسيكون لها مدار واحد s و p مداري ويشار إليهما على أنهما 2s و 2 p على التوالي.


  •  الغلاف الثالث ، أي القذيفة M ، سيكون لها رقم كمي رئيسي 3 وسيكون لها مدار مداري واحد s ، وواحد p ، وواحد مداري ويشار إليها على أنها 3s و 3p و 3d على التوالي وما إلى ذلك.

  •  هنا لدينا شيء آخر لنتذكره وهو أن المدار s يحتوي على مدار شبه مداري وأن كل مدار فرعي يمكن أن يحتوي على إلكترونين كحد أقصى.  المدار p له 3 شبه مداري و d لديه 5 شبه مداري.


  •  يتم ملء الجزء تحت المداري ذو الطاقة المنخفضة أولاً ثم يملأ المدار الأعلى التالي.  لن تكون هناك أي فرصة لملء أي مداري أو شبه مداري أعلى قبل اكتمال الملء في مداره السفلي.


إذا مررنا بالأمثلة أدناه فسيكون ذلك واضحًا لنا.


التركيب الذري ( Atomic ) للألمنيوم يحتوي على 13 إلكترونًا








التركيب الذري للنحاس يحتوي على 29 إلكترونًا



هنا يمكن ملاحظة أن المدار ثلاثي الأبعاد يتمتع بمستوى طاقة أعلى من 4 ثوانٍ


التركيب الذري ( Atomic ) للفضة يحتوي على 47 إلكترونًا







هنا يمكن ملاحظة أن المدار ثلاثي الأبعاد في مستوى طاقة أعلى من 4s وبالمثل فإن المدار 4d في مستوى طاقة أعلى من 5s بالمثل.



النظرية الذرية الحديثة



إن النظرية الذرية الحديثة أكثر تطوراً بقليل من نظرية دالتون.  تسمى النظرية الذرية الحديثة أيضًا باسم نظرية الكم.  يظهر مفهوم ازدواجية جسيم الموجة هنا.  تقول أن الإلكترونات التي تعتبر جسيمات يمكن أن تتصرف أحيانًا مثل الموجات.  إذن للذرة نواة محاطة بسحب احتمالية.  هذه الغيوم هي على الأرجح مواقع الإلكترونات.  يمكن حساب حجم وشكل هذه السحب باستخدام معادلات الأمواج.

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

إعلان أسفل المقال

إتصل بنا

نموذج الاتصال

الاسم

بريد إلكتروني *

رسالة *