تكون الدقائق التي تتكون منها المادة في

تكون الدقائق التي تتكون منها المادة في

لب المادة وتُسمى الذرات وتكون في حالة حركة دائمة بسبب أن الذرة تتكون من بروتونات ونيوترونات.

تكون الذرة هي أصغر وحدة من المادة والتي تحتفظ بجميع الخصائص الكيميائية الخاصة بالعنصر، فعلى سبيل المثال، العملة الذهبية هي ببساطة عبارة عن عدد كبير جدًا من ذرات الذهب التي تكون مصبوبة على شكل عملة معدنية، وذلك يكون مع كميات صغيرة جدًا من العناصر الملوثة الأخرى، و بذلك يكون من الصعب تقسيم ذرات الذهب إلى أي شيء أخر أصغر وذلك يكون مع الاحتفاظ بخصائص الذهب، فنرى أن ذرة الذهب تحصل على خصائصها من الجسيمات دون الذرية الدقيقة التي تتكون منها في الأصل، وبشكل عام نجد أن الذرة تتكون من منطقتين الأولى عبارة عن النواة الذرية وهي تكون صغيرة جدًا، والتي تقع في وسط الذرة وتحتوي على الجسيمات موجبة الشحنة والتي تُسمى بروتونات، أما المنطقة الثانية التي تتكون منها الذرة فهي عبارة عن الإلكترونات وهي تكون سالبة الشحنة، وأكبر بكثير من المنطقة الأولى التي تقع فيها البروتونات، بالإضافة إلى أنها تدور حول حول النواة، ومن هنا يتكون التجاذب بين البروتونات ذات الشحنة الموجبة، والإلكترونات ذات الشحنة السالبة، وذلك ما يحافظ بشكل عام على تماسك الذرة.

تحتوي معظم الذرات على ثلاث أنواع من الجسيمات دون الذرية، والبروتونات والإلكترونات والنيوترونات، ونجد أن العناصر تتكون من كل الأنواع على حدى، ولكن نجد في عنصر النيتروجين استثناء وذلك لأنه يحتوي على بروتون واحد وإلكترون واحد، ولكنه لا يحتوي على نيوترون، ويتم تحديد تلك الأعداد البروتون في النواة في أي عنصر يكون الذرة، بينما يتم تحديد عدد الإلكترونات المحيطة بالنواة نوع التفاعلات التي ستخضع للذرة، وكل تلك الأنواع الثلاثة من الجسيمات دون الذرية موضحة تمامًا في ذرة الهيليوم والتي بحكم تعريفها تحتوي على بروتونين، بصفة عامة لا تحتوي البروتونات والنيوترونات على نفس الشحنة، ولكن يكون لها نفس الكتلة تقريبًا، والتي تكون حوالي 1.67 × 10 ^ {- 24} 1.67 × 10−24، أي تكون 1، 67 × 10 وتلك تكون بداية مرتفعة، ناقص الـ 24، حتى بذلك تُمثل جرامات مرتفعة الكتلة،

وبما أن الجرامات ليست وحدة مناسبة لقياس الكتل الصغيرة، فقد تم تعيين وحدة قياس جديدة من قِبل العلماء، كَـبديل لها وهي الدالتون أو وحدة الكتلة الذرية كما تُسمى amu.

وذلك لأن النيوترون أو البروتون الواحد له وزن قريب جدًا من 1 amu، تكون الإلكترونات أصغر بكثير جدًا في الكتلة من البروتونات، فقد تُمثل حوالي 1/1800 من وحدة الكتلة الذرية كلها، لذلك فهي لا تساهم كثيرًا في الكتلة الذرية الكلية للعنصر، ومن ناحية أخرى، تقوم الإلكترونات بالتأثير بشكل كبير ومُلاحظ على شحنة الذرة بما أنها ذات شحنة سالبة، والتي تساوي الشحنة الموجبة للبروتون، أما في الذرات المحايدة غير المشحونة، يكون عدد الإلكترونات التي تدور حول النواة مساوي تمامًا لعدد البروتونات داخل النواة، وبذلك يتم إلغاء الشحنات الموجبة والشحنات السالبة، مما يؤدي في النهاية إلى وجود ذرة بدون شحنة صافية، فبشكل عام ومختصر أيضًا البروتونات والنيوترونات والإلكترونات يكونوا ذوات حجم صغير جدًا وبالتالي معظم حجم الذرة يكون هكذا، فهناك ما يُمثل أكثر من 99 % من حجم الذرة فارغ، ومع كل ذلك الفراغ نجد أنه لا تقوم الأشياء الصلبة بالمرور من خلال بعضها البعض بشكل سهل، وذلك يرجع إلى أن الإلكترونات السالبة تقوم بسحب بقية الشحنات المخالفة من الذرة، وبالتالي تحدث عملية التنافر كلما اقتربت الذرات من بعضها لاختلاف الشحنات، وبذلك تُعرف الصلابة.

المادة والعناصر

من المعروف أن المادة هي كل ما يشغل الفضاء ويكون له كتلة، أو بمعنى أخر أن المادة هي كل ما يتكون منه الكون بشكل عام، تتكون كل المواد من مواد أخرى تُسمى العناصر، والتي يكون لها خصائص كيميائية وخصائص فيزيائية محددة ولا يمكن تقسيمها إلى أي مواد أخرى وذلك يكون من خلال التفاعلات الكيميائية العادية، فعلى سبيل المثال الذهب، الذهب هو عبارة عن عنصر وكذلك عنصر الكربون أيضًا الذي يتكون من 118 عنصر، ولكن في كل الـ 118 عنصر هناك 92 عنصر فقط يعملون بشكل طبيعي، وقد تم صنع بقية العناصر في المختبرات ولكنها تكون غير مستقرة إلى حد كبير، في الطبيعي يتم تحديد كل عنصر برمزه الكيميائي، والذي يكون عبارة عن حرف واحد كبير أو يكون عبارة عن مزيج بين حرفين، في الطبيعي تتبع بعض العناصر المصطلح الموجود باللغة الإنجليزية للعنصر، مثل ما نراه مكتوب في الجدول الدوري و مثل الكالسيوم Ca والماغنيسيوم Mg وما إلى ذلك.

وقد تأتي الرموز الكيميائية للعناصر الأخرى من أسمائها اللاتينية، فعلى سبيل المثال، رمز الصوديوم هو Na، وهو عبارة عن شكل قصير من natrium، وتعني الصوديوم باللغة اللاتينية، وتعتبر العناصر الأربعة المشتركة في جميع الكائنات الحية هي الأكسجين O والكربون C والهيدروجين H والنيتروجين N، والتي تُمثل حوالي 6 % من جسم الإنسان في الأساس، ولكن في العالم الآخر الغير حي تُمثل تلك العناصر بنسب مختلفة، كما ان بعض العناصر المشتركة للكائنات الحية تكون إلى حدًا ما نادرة نسبيًا على كوكب الأرض، وبذلك نرى ان جميع العناصر والتفاعلات الكيميائية الحادثة بشكل عام تخضع إلى لنفس القوانين الكيميائية والفيزيائية معًا، وذلك يكون بغض النظر عما إذا كانت تلك العناصر جزء من العالم الحي، أو العالم الغير حي. [1]

خصائص الذرات

الخصائص الكيميائية.
الخصائص النووية.

من المعروف أن كل مادة سواء كانت صلبة أو سائلة أو غازية فهي تتكون من ذرات متعادلة أو متأينة على حد سواء، ويتم تحديد الخصائص الكيميائية للذرة من خلال عدد البروتونات وترتيب الإلكترونات بها، والتي يتبع ترتيبها علم ميكانيكا الكم، وذلك من خلال حساب عدد الإلكترونات في غلاف الإلكترونات لكل عنصر، وخاصًة فيما يخص غلاف التكافؤ الخارجي، وفيما يلي سوف نتعرف على خصائص الذرة، وإليك هي:

الخصائص الكيميائية:

يُطلق على العدد الإجمالي للبروتونات الموجودة في النواة الخاصة بالذرة، الرقم الذري، أو رقم البروتون، والذي يتم إعطاء الرمز Z لها، وفي الغالب عدد الإلكترونات في الذرة التي تكون محايدة كهربائيًا يكون لها نفس عدد البروتونات في النواة نفسها، ومن هنا يكون إجمالي الشحنة الكهربية للنواة يساوي الشحنة الأولية لها والتي هي 1،602 × 10

-19

كولوم ، وبالتالي يتأثر كل إلكترون بالمجالات الكهربائية التي تنتجها الشحنة النووية الموجبة، وبناءًا على ذلك يتم اختصار الخصائص الكيميائية للذرة في عدة نقاط وإليك هي: [2] [3]

الإلكترونات متقاربة.
ذات كهروسالبية عالية.
طاقة التأين للعناصر مختلفة.

الخصائص النووية:

يتم تحديد الخصائص النووية الذرية، من خلال عدد البروتونات وعدد النيوترونات الموجودة بالذرة، وذلك كله مع مراعاة المقاطع العرضية النووية للذرة، والتي بدورها قد تختلف بعدة أوامر من النيوكليد النيتروني، تكون الأكتينيدات ذات الأعداد الفردية للنيوترونات انشطارية ، أي أنها قابلة للانشطار البطيئ بالنيوترونات، بينما نجد أن الأكتينيدات التي تحتوي على أعداد نيوترونية ليست قابلة للانشطار تكون سريعة، ونظرًا لمبدأ استبعاد باولي، فإن النواة الثقيلة أي التي تحتوي على عدد زوجي من البروتونات وعدد زوجي من النيوترونات تكون مستقرة جدًا، وذلك يحدث بسبب الدوران المزدوج لها، أو بمعنى آخر النواة التي تحتوي على عدد فردي من البروتونات والنيوترونات تكون في الغالب غير مستقرة. [2]