الذرة

الذرّة تعرف بأنها أصغر شيء يمكن الحصول عليه في المادة عند تجزيئها، وهي متعادلة الشحنة؛ وإذا تمّت تجزئة الذرة فإن أجزاءها ستمتلك شحنة كهربائية، والذرة أيضاً هي حجر الأساس في الكيمياء، وهي أصغر مكوّنٍ في المادة يمكن أن يُظهِر خصائص كيميائيّة ووفقًا لعلم الذرة.تُعدّ الذرات هي المكون الأساسي لجميع المواد الموجودة في الكون، فكلّ عنصر موجود في الجدول الدوري يمتلك تركبيه الذري الفريد والمختلف عن باقي العناصر، فلكل عنصر خصائصه الفيزيائية المميّزة له اعتماداً على كتلته الذريّة، وقد مرت الذرة بالكثير من مراحل الدراسة حتى وصل العلماء لما نعرفه اليوم.

تاريخ الذرة :

تاريخ الذرة يعود لآلاف السنين، حيث كانت فكرة وجود شيء صغير يشكل مكونات المادة موجودة في العديد من الثقافات القديمة، كان الفيلسوف اليوناني القديم ديموكريتوس أول من استخدم مصطلح “ذَرَّة” للإشارة إلى جزء لا يمكن تفتيته بأي وسيلة داخلية ومع ذلك، فإن دراسة الذرة والبحث في هياكلها وخواصها لم تتقدم بشكل كبير حتى العصور الحديثة.

في القرن التاسع عشر، اكتشف العالم الألماني يوهانس يونغ أن العناصر الكيميائية يمكنها الجمع في تركيبات جديدة من خلال تفاعلات كيميائية. وهذا الاكتشاف طلق مصطلح “الزويترة” أو “الجزيء” لوصف هذه التراكيب الصغيرة فيما بعد، في بداية القرن العشرين، أجرى العالم البريطاني إرنست رذرفورد تجارب تثبت أن الذرة مكونة من نواة مركزية محاطة بالإلكترونات المتحركة حولها هذه التجارب ستؤسس لما يُعرف الآن بنموذج رذرفورد – بوهر للذرة.

ومن هنا، استمرت الدراسات والاكتشافات في مجال الذرة، حيث توسعت فهمنا لأنواع الذرات المختلفة وكيفية تفاعلها وتداخلها لتشكيل المركبات الكيميائية المتنوعة ويمثل تاريخ الذرة اكتشافات عديدة مهمة مثل اكتشاف الإشعاع والصوديوم والبوتاسيوم والألمونيوم وغيرها الكثير.

مكونات الذرة

عند النظر بشكل أدقّ إلى الذرة نفسها، فإنه بالإمكان التعرف على مكوناتها؛ فهي تتكون من بروتونات موجبة الشحنة، ونيوترونات متعادلة الشحنة، وإلكترونات سالبة الشحنة، وما يحدد عدد كلٍّ منها هو نوع العنصر.

البروتونات :

البروتون هو جسيم ذو شحنة موجبة يتم العثور عليه في نواة الذرات يتكون من ثلاثة كواركات متصلة معًا بواسطة التبادل المستمر لجسيم وسيط يسمى غلون و يحمل البروتون وزنًا نسبيًا تقريبًا يساوي 1 وحدة، فإن البروتون يعد أحد المكونات الأساسية للمادة ويشكل الأساس لبناء الذرات. وهو يتفاعل مع الإلكترونات في الذرة لتشكيل الشحنة الكهروستاتية الأساسية، وهو مسؤول عن التفاعلات الكيميائية في المادة وعدة خواص أخرى. في الفهرس الفيزيائي، يتم تعيين الكتلة الذرية النسبية للبروتون بقيمة تقريبية مقدارها 1.00784 وحدة كتلة ذرية.

النيوترونات :

النيوترونات هي جزيئات دقيقة بلا طاقة كهربائية تتكون من ثلاثة أجزاء أساسية: الكواركات والجلونات والموجات-ضمة و توجد داخل أنوية الذرات وتساهم في تشكيل النيوكليوس، المركز المركزي للذرة.

تكون النيوترونات ذات كتلة تقريبًا مساوية لكتلة البروتونات، ولكنها لا تملك شحنة كهربائية،  تتفاعل النيوترونات مع البروتونات والإلكترونات بوساطة القوة النووية، التي تسمح لها بالتماسك معًا في النواة ،  تلعب النيوترونات دورًا حيويًا في تفاعلات الانشطار النووي والاندماج ، وهما العمليتين المسؤولتين عن توليد طاقة النجوم والأسلحة النووية. بفضل خصائصها، يتم استخدام النيوترونات أيضًا في العديد من التطبيقات العلمية والمهنية ، مثل تشكيل المفاعلات النووية والتصوير الطبي للأنسجة الحية.

شاهد ايضاً كيفية حساب الكتلة.

الإلكترونات :

الإلكترونات هي جزء صغير من الذرة، تحمل شحنة سالبة وتدور حول نواة الذرة و تعتبر الإلكترونات جزءًا لازمًا في بناء المادة وتلعب دورًا هامًا في التفاعلات الكيميائية وتوصيل التيار الكهربائي، يستخدم المنظمون غايت من تلك الخصائص للتحكم في تدفق التيار الكهربائي وخلق أجهزة إلكترونية متطورة مثل الكمبيوترات والهواتف الذكية وشبكات الاتصالات ، بفضل تكنولوجيا الإلكترونات، يمكننا أيضًا توليد وتخزين الطاقة الكهربائية بكفاءة في أجهزة مثل الألواح الشمسية والبطاريات و على الصعيد الأساسي، تتفاعل الإلكترونات مع بعضها البعض وتتحرك بسرعات هائلة وغير محدودة بين المستويات الإلكترونية في الذرات و تعتبر الإلكترونات أيضًا مفتاحًا لفهم العديد من الظواهر المادية والكهربائية في عالمنا.

أنواع الذرات

1. 1. الذرات المتعادلة: هي الجسيمات الأساسية التي تشكل المادة و هناك العديد من الذرات المتعادلة المختلفة، ولكن هنا بعض الأمثلة على بعض الذرات المتعادلة:
2. ذرة الهيدروجين: تتألف من بروتون واحد في نواة الذرة وإلكترون واحد يدور حولها.
3. ذرة الأوكسجين: تحتوي على 8 بروتونات و 8 نيوترونات في النواة الذرية، و 8 إلكترونات تدور حول النواة.
4. ذرة الكربون: يحتوي على 6 بروتونات و 6 نيوترونات في النواة، و 6 إلكترونات في مداراتها الخارجية.
5. ذرة الحديد: يحتوي على 26 بروتونًا و 30 نيوترونًا في النواة، و 26 إلكترونًا يدورون حولها.
6. ذرة الرصاص: تحتوي على 82 بروتونًا و 126 نيوترونًا في النواة، و 82 إلكترونًا يدورون حولها.

الأيونات

الأيونات هي جزيئات أو ذرات مشحونة كهربائيًا، ويمكن تشكيلها عن طريق إضافة أو إزالة إلكترونات من ذرات أو جزيئات، ويكون لكل أيون شحنة كهربائية موجبة إذا فقد إلكترونًا أو شحنة سالبة إذا أكتسب إلكترونًا.

يلتقط الأيونات المشحونة بعضها البعض ويتكون معها روابط كيميائية لتشكيل المركبات الكيميائية المعروفة تيلعب الأيونات دورًا مهمًا في الكيمياء الحيوية والصناعية، وتستخدم في عمليات مثل تحلية المياه، وتنقية المواد الصناعية، وتوليد الطاقة الكهربائية في البطاريات.

النظائر

النظائر هي عناصر متشابهة جداً من حيث تركيبها الذري، لكنها تختلف في عدد النيوترونات في نواتها.

هذا التفاوت البسيط في النواتج يؤدي إلى فروق هامة في الخواص الفيزيائية والكيميائية للعناصر، مما يجعلها قابلة للاستخدام في مجالات مختلفة مثل الطاقة النووية وعلم الآثار والطب.

الذرّات المشعة

الذرّات المشعة هي ذرات تحتوي على نواة غير مستقرة وتتحلل بنشاط مشعٍ و يتم ذلك عادةً من خلال انبعاث ذرات فرعية أو ذرات أشعة قوية.

يُستخدم الإشعاع الناتج من هذه الذرات في العديد من التطبيقات، مثل الصناعة، الطب والأبحاث العلمية.

المواد المضادة :

المواد المضادة هي نوع من الذرات التي تتفاعل مع ذرات أخرى بطريقة خاصة و تُستخدم المواد المضادة بشكل رئيسي في مجال الطب النووي وتقنية الإشعاع، حيث يتم استخدامها في تقديم علاج لبعض أنواع السرطان وكذلك في أجهزة الفحص الطبي.

شاهد ايضا كيفية موازنة المعادلات الكيميائية 2023.

مستقبل الذرّة :

الذرة لديها مستقبل مشرق في عدة مجالات بدءًا من الطاقة، فإن الطاقة النووية التي تنتجها الذرة تُعتبر واحدة من أنظف وأكثر الطرق فعالية لتوفير الكهرباء،  كما تتطور التكنولوجيا لاستخدام الذرة في مجالات أخرى مثل الطب والصناعة.

على سبيل المثال، يُستخدم الذرة في عمليات العلاج الإشعاعي لمكافحة السرطان وتشخيص الأمراض باستخدام التصوير النووي و تستخدم الذرة أيضًا في مجال البحث العلمي والتحقيقات النووية.

ومن المحتمل أن نرى تطويرًا مستقبليًا في مجال التكنولوجيا النووية، مثل الطاقة من الثورة النووية أو الاستفادة من الذرة في مجالات أخرى مثل الزراعة وعلوم الحياة.

إن مستقبل الذرة واعد ومليء بالإمكانيات.

أتمنى أن أكون قد  قدمت الفائدة العلمية عن الذّرة وبعض مواضيعها

لاتترددوا في مشاركتنا  تعليقاتكم وآرائكم في قسم التعليقات من الأسفل

ودمتم في أمان الله والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته ❤️‍.