تركيب الذرة

الذرة

يُشير مفهوم الذرّة إلى وحدة البناء الأساسيّة للأشياء، وقد تكوّنت بعد الانفجار العظيم؛ أي قبل 13.7 بليون عام، وتعود تسميتها بهذا الاسم إلى الكلمة اليونانيّة التي تعني عدم القابليّة للتجزأة؛ حيث اعتقد النّاس آنذاك أنّ الذرّة هي أصغر الأشياء في الكون ولا يُمكن تقسيمها إلى أجزاء أصغر منها، أمّا في الوقت الحالي فقد اكتشف العلماء تركيب الذرة؛ حيث إنّها تتكوّن من أجزاء أصغر منها وتتكون هذه الأجزاء من مكونات أصغر أيضًا.^[١]

أمثلة على الذرة

تُعدّ الذرّات هي الوحدات الأساسيّة للمادّة ولا يُمكن تقسيمها باستخدام أي وسيلة كيميائيّة، ويتميّز كل عنصر كيميائيّ يُوجد في الجدول الدوريّ للعناصر بأنّه مثال على الذّرات، ويُشار لكل عنصر باستخدام اسمه ورمزه الكيميائيّ والهوية الكيميائيّة، وما يأتي أمثلة على بعض الذّرات الموجودة على كوكب الأرض:^[٢]

• النيون.
• الهيدروجين.
• الأرغون.
• الحديد.
• الكالسيوم.
• الديوتيريوم؛ وهوأحد نظائر عنصر الهيدروجين.
• البلوتونيوم.
• البروتيوم؛ وهو أحد نظائر عنصر الهيدروجين.

البداية الفلسفية لتركيب الذرة

حاول العديد من العلماء الفلاسفة في العصور القديمة فهم الكون عن طريق التفكير بعمقٍ، وصاغ الفيلسوف اليونانيّ القديم ديموقريطوس أول نظرية ذريّة في العالم؛ حيث سعى العالم لمعرفة أصغر القطع في المادة والتي يُمكن أن تُحافظ على نفس الخصائص الأصليّة لها، كما كان الهدف من أبحاثه هو إيجاد أصغر القطع التي يُمكن إيجادها في جميع أنواع المواد، ففي حالة قص قطعة من القُماش إلى قطع صغيرة باستخدام المقص ستتوقّف العمليّة عند قطعة صغيرة جدًا ولا يُمكن قصّها، وقد افترض العالم أنّ هذه القطعة غير قابلة للتقسيم وأُطلق عليها اسم الذّرة.^[٣]

تركيب الذرة

تُشير الذرّة إلى أصغر وحدات المادّة التي تحتفظ بالخصائص الكيميائيّة الخاصّة بالعنصر، فعلى سبيل المثال تحتوي العملة الذّهبيّة على عدد كبير جدًا من ذرّات الذّهب المُصممة على شكل عملة بالإضافة إلى كميّة صغيرة من العناصر الأخرى على شكل شوائب، ولا يُمكن تقسيم ذرّات الذّهب إلى أشياء أصغر تحتفظ بنفس الخصائص، وتستمد ذرّة الذّهب خصائصها من الجسيمات الدقيقة الذريّة، حيث تحتوي الذّرة على عدّة مكونات تُعطيها الخصائص الكيميائيّة والفيزيائيّة، وفيما يأتي توضيح لتركيب الذرة:^[٤]

النواة

يتضمّن تركيب الذرة قسمين إحداهما نواة ذريّة صغيرة تتميّز بأنّها مركز الذّرة وتحتوي على جسيمات موجبة الشحنة تُسمّى البروتونات وجسيمات مُتعادلة غير مشحونة تُسمى النيترونات، ويُحدد عدد البروتونات داخل النواة العنصر الذي تُشكّله الذّرة، وعلى الرّغم من عدم حمل مكوّنات النواة لنفس الشحنة إلّا أنّهما يحملان كتلة مُتساوية تقريبًا؛ حيث تبلغ كتلة كل من البروتون والنيترون 1.67*10^-24 غرام، وتُعدّ وحدة الغرام غير مُناسبة لقياس الأجسام الصغيرة لذلك قام العلماء بقياس كتلة هذه الأجسام الدقيقة بوحدة دالتون أو وحدة الكتلة الذريّة؛ حيث يقترب وزن البروتون أو النيترون من 1 كتلة ذريّة.

الإلكترونات

تُعدّ الإلكترونات المكوّن الثاني من تركيب الذرة، وتتميّز بأنّها الجزء الأكبر وتُوجد على شكل غيمة مكوّنة من الإلكترونات سالبة الشحنة تدور حول النّواة، ويسهم التّجاذب بين البروتونات مُوجبة الشحنة والإلكترونات سالبة الشحنة في المحافظة على توازن الذّرة، ويسهم عدد الإلكترونات المُحيط بالنواة في تحديد نوع التفاعلات الكيميائيّة التي ستخضع لها الذّرة، كما تتميّز الإلكترونات بامتلاكها كتلة أصغر بكثير من كتلة البروتون؛ حيث تبلغ 1/1800 كتلة ذريّة، وبالتّالي فإنّها لا تُشارك بشكلٍ كبيرٍ في الكتلة الذريّة الكليّة، وعلى الرّغم من عدم إسهامها بالكتلة إلّأ أنّها تؤثّر في شحنة الذّرة؛ حيث إنّ كل إلكترون سالب الشحنة مساوٍ لشحنة البروتون الموجبة، وفي الذّرة غير المشحونة أو المُتعادلة يكون عدد الإلكترونات التي تدور حول النواة مساوٍ لعدد البروتونات داخل النواة؛ حيث إنّ حذف الشحنة السالبة بالشحنة الموجبة تجعل الذرّة مستقرة ومتعادلة.

ربط مكونات الذرة

يحتوي كل عنصر على عدد مُختلف من البروتونات؛ فعلى سبيل المثال تحتوي جميع ذرّات الهيدروجين على بروتون واحد أمّا جميع ذرّات الكربون فتحتوي على 6 بروتونات، ويمكن قبل توضيح كيفية ربط مكونات الذرة معرفة بعض المعلومات التي تدور حولها كالآتي:^[٥]

• تحتوي بعض أنواع المواد على نوع واحد من الذرّات كالذّهب، بينما يحتوي البعض الآخر على مجموعة من الذرّات التي تتحد معًا لتكوين المركّبات ككلوريد الصوديوم.
• يتكون معظم حجم الذّرة من الفراغ.
• يُوجد أكثر من 100 نوع من الذرّات، حيث يُوجد 92 نوع بشكلٍ طبيعيٍ أمّا بقيّة الأنواع فتُصنّع بالمختبرات.
• تتميّز الذّرة بأنّها صغيرة جدًا ويمتلك عنصر السيزيوم حجم أكبر الذرّات؛ حيث يزيد حجم ذرته تقريبًا 9 أضعاف عن حجم ذرة العنصر الذي يمتلك الحجم الأصغر وهو الهيليوم.
• تتكوّن الذرّة من جسيمات أصغر حجمًا تُسمّى الكواركات واللبتونات؛ حيث يُعدّ كل إلكترون لبتون أمّا البروتونات والنيترونات فتتكوّن كل منها من ثلاثة كواركات.
• يتميّز الهيدروجين بأنّه أكثر أنواع الذّرات تواجدًا في الكون؛ حيث تبلغ نسبة ذرّات الهيدروجين في مجرّة درب التبانة 74% تقريبًا.
• يمتلك جسم الإنسان حوالي 7 مليار مليار مليار ذرّة، ويتم تغيير 98% منها بشكلٍ يوميّ.

ويرتبط تركيب الذرّة -أي الأجزاء التي تُشكّلها- عن طريق ثلاثة أنواع من القوى؛ حيث ترتبط البروتونات والنيترونات معًا عن طريق قوى النّواة الضعيفة والقويّة، كما يربط التّجاذب الكهربائيّ الإلكترونات والبروتونات معًأ، أمّا التنافر الكيميائيّ فيدفع البروتونات عن بعضها البعض وتتميّز قوة الجذب النووية بأنّها أكبر بكثير من قوّة التنافر الكهربائي؛ حيث تتميّز القوة التي تربط البرتونات والنيترونات معًا بأنّها أقوى من قوّة الجاذبيّة الأرضيّة بمقدار 1038 ضعف تقريبًا؛ إلّا أنّها تُطبّق على مدى قصير فقط وبالتالي يجب أن تكون الجسيمات قريبة جدًا من بعضها البعض للتمكّن من التأثّر بالقوّة.^[٥]

المراجع

1. ↑ "What is an Atom?", www.livescience.com, Retrieved 18-08-2019. Edited.
2. ↑ "What Are Some Examples of Atoms?", www.thoughtco.com, Retrieved 20-08-2019. Edited.
3. ↑ "Atomic Structure: Definition, History & Timeline", study.com, Retrieved 22-08-2019. Edited.
4. ↑ "Matter, elements, and atoms", www.khanacademy.org, Retrieved 22-08-2019. Edited.
5. ^ ^{أ ب} "10 Interesting Facts About Atoms", www.thoughtco.com, Retrieved 22-08-2019. Edited.