الصف : السابع
الدرس : الثامن
العنوان : اكتشاف أجزاء الذرة
الأفكار البدائية عن المادة :-
1- فروض ديموقريطوس :-
أعتقد أن المادة تتكون من أجسام صغيرة و صلبة يتعذر تقسيمها أو تكوينها أو تدميرها ، و أطلق علي هذه الجسيمات اسم Atom = الذرة
اختلاف الذرات يؤدي إلى اختلاف المادة (فبتالي تحدد خصائص الذرات خواص المادة) .
اعتقد أنه يوجد فراغ بين هذه الذرات ← هذا الاعتقاد اعترض عليه أرسطو .
2- فروض أرسطو :-
لم يؤيد فكرة وجود فراغات بين الذرات
أيد فكرة أن كل المواد تتكون من النار و الماء و الهواء و التراب
3- فروض دالتون (النموذج الذري) :
تتكون كل المواد من ذرات يتغير تقسيمها أو تكوينها أو تدميرها (طبقا لقانون حفظ الكتلة)
أثناء حدوث التفاعل الكيميائي ، لا يمكن أن تتحول ذرات العنصر إلي ذرات عنصر أخري
تتطابق ذرات العنصر بعضها مع بعض لكنها تختلف عن ذرات عنصر آخرى
تندمج الذرات بنسب محددة
الذرة :- ۔
هي الجزء الأصغر من العنصر ، الذي يمثل هذا العنصر
حجم الذرة : تختلف حجم الذرة باختلاف العناصر
He < H < O
جميع الذرات صغيرة للغاية و لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ولا بعض المجاهر
يمكن رؤية الذرة بواسطة المجهة النفقي الماسح (STM )
الذرات ليست أصغر جسيمات في المادة لأن الذرة تحتوي على جسيمات أصغر .
1- طومسون (إكتشاف الإلكترونات) :-
إذا تم إفراغ الأنبوب من معظم الهواء الموجود بداخله ، و مررنا الكهرباء من خلال الأسلاك فإن الأشعة ستنتقل من أحد الأقطاب إلى الطرف الآخر من الأنبوب ، تسمي هذا الشعاع (أشعة الكاثود)
ولمعرفة ما إذا كان الشعاع يحمل شحنة أم لا ، نضع صفائح مختلفة الشحنة من كل ناحية مما يؤدي إلي ميل الشعاع إلى الصفيحة الموجبة
بما أن الشحنات المتشابهة تتنافر و المختلفة تتجاذب فبتالي هذا الشعاع (شحنته سالبة)
استنتج طومسون أن أشعة الكاثود تتكون من جسيمات صغيرة سالبة الشحنة و أطلق علي هذه الجسيمات إلكترونات
الإلكترون : هو جسيم يحمل شحنة كهربائية واحد ( 1- )
بما أن الذرة متعادلة فإنه يجب أن تحتوي الذرة علي جسيمات موجبة الشحنة
النموذج الذري لطومسون :
أقترح أن الذرة عبارة عن جسم كروي له شحنة موجبة موزعة علية بالتساوي في أنحائه
2- رذرفورد (اكتشاف النواة) :-
حصل رذرفورد على جسيمات ألفا موجبة الشحنة و كثافتها عالية من مادة مشعة
سمح لجسيمات ألفا أن تصطدم بلوح معدني مبطن من مادة تومض عند مكان اصطدام جسيمات ألفا ، بالتالي استطاع بذلك تحديد مكان و عدد جسيمات ألفا الساقطة على اللوح من خلال الومضات الظاهرة عليه
وضع رذرفورد صحيفة رقيقة جدا من الذهب تعترض مسار جسيمات ألفا قبل أن تصطدم باللوح المعدني و استنتج ما يلي :
المشاهدة ← النتائج
معظم جسيمات ألفا ظهر أثرها في نفس المكان الأول الذي ظهرت فيه قبل وضع صحيفة الذهب ← الذرة معظمها فراغ و ليست كرة مصمتة كما قال كل من (دالتون و طومسون)
نسبة قليلة جدا من جسيما ألفا لم تنفذ من صحيفة الذهب ، و لكنها ارتدت في عكس مسارها ← يوجد بالذرة جزء كثافته كبيرة و يشغل حيز صغير جدا أطلق عليه (نواة الذرة)
ظهور بعض ومضات على جانبي الموضع الأول ← لابد أن تكون شحنة هذه النواة و التي تتركز فيها معظم كتلة الذرة متشابهة لشحنة جسيمات ألفا الموجبة ، لذلك تنافرت معها
النموذج الذري لرذرفورد :
أن الذرة تتكون من فراغ ، و أن بعض جسيمات ألفا المرتدة إلى الخلف لابد من أن تكون قد اصطدمت بكتل
كثيفة و موجبة ( نواة الذرة ) .
3- اكتشاف النيوترونات :-
اكتشف جيمس تشادويك أن النواة تحتوي إلى جانب البروتونات على النيوترونات
النيوترون : جسيم متعادل موجود في نواة الذرة .
4- النموذج الذري لبور :-
لقد درس بور ذرات الهيدروجين لأنها تحتوي على إلكترون واحد فقط
إفتراضيات بور لذرة الهيدروجين :-
1. يدور حول النواة عدد من الإلكترونات السالبة الشحنة مساويا لعدد البروتونات الموجبة الشحنة التي توجد داخل النواة
2. للإلكترونات الموجودة في مستوي الطاقة كمية محددة من الطاقة ، و للإلكترونات الأقرب إلى النواة طاقة أقل من الإلكترونات الأبعد من النواة
3. عند إضافة طاقة إلى الذرة ، تكتسب الإلكترونات الطاقة و تنتقل من مستوى طاقة منخفض إلي مستوي طاقة أعلى
4. عندما تعود الإلكترونات إلى مستوى الطاقة المنخفض ، ينبعث منها كمية معينة من الطاقة على صورة ضوء (هذا هو الضوء الذي تراه عند تسخين العناصر)
عیوب نموذج بور : لقد أظهرت الأبحاث أن مستويات الطاقة غير مرتبة في مدارات دائرية
5- النموذج الذري الحديث :-
تكون الإلكترونات سحابة إلكترونات
سحابة إلكترونات : هي منطقة محيطة بنواة الذرة يتواجد فيها الإلكترون على الأرجح
من المستحيل تحديد كل من سرعة الإلكترون و موقعه بالضبط عند لحظة زمنية معينة .
6- الكواركات :-
إن البروتونات و النيوترونات تتكون من جسيمات أصغر باسم الكواركات
يوجد 6 أنواع من الكواركات : الفوقي - التحتي - الجذاب - الغريب - العلوي - السفلي
يتكون البروتون من : اثنين من الكواركات الفوقية ، كوارك واحد تحتي
يتكون النيوترون من : اثنين من الكواركات التحتية ، كوارك واحد فوقي