تعريف الحجم الذري

الذرة

الذرة هي أصغر وحدة في المادة، وهي تتكون من ثلاثة جسيمات دون ذرية: البروتون والنيوترون والإلكترون، وتتشكل نواة الذرة من البروتونات والنيوترونات، وهي نواة كثيفة وذات شحنة موجبة، بينما يمكن العثور على الإلكترونات سالبة الشحنة حول النواة في سحابة إلكترونية، وعدد البروتونات الموجودة في النواة يساوي عدد الإلكترونات التي تحيط بها، مما يعطي للذرة شحنة محايدة، ومعظم كتلة الذرة موجودة في النواة، وهي صغيرة مقارنة بالحجم الكلي للذرة، وتُعرَّف وحدة الكتلة الذرية على أنها واحدة على الأقل من كتلة ذرة الكربون التي تحتوي على ستة بروتونات وستة نيوترونات في نواتها، وسيتناول هذا المقال تعريف الحجم الذري.^[١]

تعريف الحجم الذري

الحجم الذري هو الحجم الذي يشغله مول واحد من العنصر في درجة حرارة الغرفة، ويتم تعريف الحجم الذري، عادة، بالسنتيمتر المكعب لكل مول، والحجم الذري هو قيمة محسوبة باستخدام الوزن الذري والكثافة، ويمكن توضيح تعريف الحجم الذري من خلال العلاقة الآتية: الحجم الذري = الوزن / الكثافة الذرية.
وهناك طريقة أخرى لتعريف الحجم الذري، وهي استخدام نصف القطر الذري، أو الأيوني للذرة، حسب ما إذا كان التعامل مع أيون أم لا، ويستند هذا الحساب إلى فكرة وجود ذرة كروية، وذلك ليس دقيق تمامًا، ومع ذلك، فهو تقريب لائق. وفي هذه الحالة، يتم استخدام صيغة حجم الكرة، حيث r هو نصف القطر الذري، ويمكن توضيح قانون حجم الكرة كالآتي:
حجم الكرة= 4/3 * π * r³
وعلى سبيل المثال، ذرة الهيدروجين لها دائرة نصف قطرها الذري من 53 بيسوميتر، فيكون حجمها كالآتي:
حجم ذرة الهيدروجين = 4/3 * π * 533

= 623000 متر مكعب.^[٢]

تعريف الوزن الذري

بعد تعريف الحجم الذري يصبح من الملائم تناول الوزن الذري بشئ من التوضيح، فالوزن الذري هو نسبة متوسط ​​كتلة ذرات عنصر كيميائي تبعًا لبعض المقاييس، ويُسمى أيضًا الكتلة الذرية النسبية، وقد كانت الوحدة المعيارية للكتلة الذرية هي كتلة نظير الكربون 12، والنظير هو واحد من نوعين أو أكثر من ذرات العنصر الكيميائي نفسه الذي له أرقام كتلة ذرية مختلفة، ويبلغ الوزن الذري للهيليوم 4.002602، وهو المعدل نفسه الذي يعكس النسبة المعتادة للوفرة الطبيعية لنظائرها، ومفهوم الوزن الذري أساسي في الكيمياء، لأن معظم التفاعلات الكيميائية تحدث وفقًا للعلاقات العددية البسيطة بين الذرات، ونظرًا لأنه يكاد يكون من المستحيل دائمًا حساب الذرات المعنية مباشرةً، فإن الكيميائيين يقيسون المواد المتفاعلة والناتجة من خلال تقييم النتائج التي توصلوا إليها من خلال حسابات تتضمن الأوزان الذرية، وقد شغل السعي لتحديد الأوزان الذرية للعناصر، اهتمام أعظم الكيميائيين في القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، وأصبح عملهم التجريبي الدقيق مفتاحًا للعلوم والتكنولوجيا الكيميائية، وتخدم القيم الموثوقة للأوزان الذرية غرضًا مهمًا بطريقة مختلفة تمامًا، عند شراء السلع الكيميائية وبيعها على أساس محتوى واحد أو أكثر من المكونات، ومن الأمثلة على ذلك خامات المعادن باهظة الثمن مثل الكروم أو التنتالوم، ويجب تحديد محتوى هذه المكونات بواسطة التحليل الكمي، حيث تعتمد القيمة المحسوبة للمادة على الأوزان الذرية المستخدمة في الحسابات.^[٣]

المراجع

1. ↑ " The Atom ", chem.libretexts.org, Retrieved 14-08-2019. Edited.
2. ↑ " Atomic Volume Definition, Formula ", www.thoughtco.com, Retrieved 14-08-2019. Edited.
3. ↑ " Atomic weight ", www.britannica.com, Retrieved 14-08-2019. Edited.