ملخص الفصل ٣: تركيب الذرة
أهم أفكار كل درس في سطور، ومثال محلول، ورقم الصفحة في كتاب الطالب لتعود إليه. افتح الفصل في الكتاب (صفحة ٧٤)
3-1 الأفكار القديمة للمادة
- اقترح ديموقريطوس أن المادة تتكون من جسيمات صغيرة جدًا لا تتجزأ سماها الذرات، لكن أرسطو رفض الفكرة، ولم تكن هذه الآراء مبنية على تجارب.
- تنص نظرية دالتون الذرية على أن المادة تتكون من ذرات، وأن ذرات العنصر الواحد متشابهة وتختلف عن ذرات العناصر الأخرى، وأنها تتحد بنسب عددية بسيطة لتكوين المركبات، ويُعاد ترتيبها في التفاعلات.
- فسرت نظرية دالتون قانون حفظ الكتلة، لكن تبيّن لاحقًا خطؤه في أن الذرة لا تتجزأ وأن جميع ذرات العنصر الواحد متماثلة في الكتلة.
3-2 تعريف الذرة
- الذرة أصغر جزء من العنصر يحتفظ بخواصه، وهي صغيرة جدًا لكن يمكن تصويرها اليوم بالمجهر النفقي الماسح STM.
- الإلكترون جسيم سالب الشحنة كتلته صغيرة جدًا اكتُشف في تجارب أنبوب الأشعة المهبطية، وقد حدد طومسون نسبة شحنته إلى كتلته، ثم قاس مليكان مقدار شحنته فأمكن حساب كتلته.
- بيّنت تجربة رذرفورد على صفيحة الذهب أن معظم حجم الذرة فراغ، وأن كتلتها وشحنتها الموجبة تتركزان في نواة صغيرة فيها البروتونات الموجبة، ثم أثبت شادويك وجود النيوترونات المتعادلة في النواة.
3-3 كيف تختلف الذرات؟
- العدد الذري هو عدد البروتونات في نواة الذرة، وهو الذي يحدد نوع العنصر، ويساوي عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة.
- النظائر ذرات للعنصر نفسه تتساوى في عدد البروتونات وتختلف في عدد النيوترونات، والعدد الكتلي مجموع البروتونات والنيوترونات، لذا فعدد النيوترونات يساوي العدد الكتلي مطروحًا منه العدد الذري.
- وحدة الكتل الذرية amu تساوي جزءًا من اثني عشر جزءًا من كتلة ذرة الكربون-12، والكتلة الذرية للعنصر هي المتوسط الموزون لكتل نظائره بحسب نسبة وجود كل نظير في الطبيعة.
3-4 الأنوية غير المستقرة والتحلل الإشعاعي
- التفاعل النووي يغير نواة الذرة فقد يحولها إلى ذرة عنصر آخر، بخلاف التفاعل الكيميائي الذي يقتصر على الإلكترونات ولا يمس النواة.
- النشاط الإشعاعي انبعاث تلقائي لإشعاعات من أنوية غير مستقرة تفقد بها طاقة، ويستمر التحلل الإشعاعي حتى تتكون نواة مستقرة.
- أنواع الإشعاع ثلاثة: جسيمات ألفا وهي أنوية هيليوم شحنتها 2+، وجسيمات بيتا وهي إلكترونات سريعة شحنتها 1−، وأشعة جاما وهي طاقة عالية بلا شحنة ولا كتلة فلا تنحرف في المجال الكهربائي.
مثال محلول
للبورون نظيران في الطبيعة: البورون-10 وكتلته 10.013 amu ونسبة وجوده 19.9%، والبورون-11 وكتلته 11.009 amu ونسبة وجوده 80.1%. احسب الكتلة الذرية للبورون.
- الكتلة الذرية = مجموع (كتلة النظير × نسبة وجوده كعدد عشري).
- إسهام البورون-10 = 10.013 amu × 0.199 = 1.993 amu.
- إسهام البورون-11 = 11.009 amu × 0.801 = 8.818 amu.
- الكتلة الذرية = 1.993 amu + 8.818 amu = 10.811 amu، أي نحو 10.81 amu.
- تحقق: مجموع النسب 19.9% + 80.1% = 100%، والناتج يقع بين 10.013 amu و11.009 amu وأقرب إلى البورون-11 لأنه الأكثر وجودًا.
الإجابة: الكتلة الذرية للبورون نحو 10.81 amu.
ملخص من إعداد هلا سكول، راجعه فيصل عزيز. المرجع الأساسي هو كتاب الطالب؛ ارجع إلى الصفحات المذكورة.