هل عدد البروتونات هو الذي يحدد هوية الذرة

عدد البروتونات هو الذي يحدد هوية الذرة

عدد البروتونات هو الذي يحدد هوية الذرة

الموجودة في نواة الذرة

.

فالذرة تتكون من البروتونات والنيوترونات وهي عبارة عن نواة صغيرة موجبة الشحنة محاطة بعدد كبير من الالكترونات سريعة الحركة ويطلق على عدد البروتونات الموجود بالذرة الرقم الذري أو رقم البروتون ويتم تحديد الخصائص الكيميائية للذرة من خلال عدد البروتونات وعدد الالكترونات وترتيب الالكترونات ويتساوى عدد الالكترونات في الذرة مع عدد البروتونات الموجودة في النواة عندما تكون الذرة محايدة كهربائياً، ويعرف عدد النيوترونات في النواة بالرقم النيوتروني ويعطى بالرمز N والعدد الإجمالي للبروتونات والنيوترونات في النواة يساوي N= A+2 حيث أن A عدد الكتلة وتعمل النيوترونات على تثبيت النواة لأنها تجذب بعضها البعض مما يساعد على تعويض التنافر الكهربائي الذي يحدث بين البروتونات.[1]

ما هي الذرة

الذرة هي أصغر وحدة يمكن تقسيم المادة إليها


وهي أصغر وحدة تحدد الخصائص المميزة لكل عنصر كيميائي وهي وحدة البناء الأساسية في الكيمياء وتتكون من البروتونات التي تحمل شحنة موجبة ونيوتروناتليس لها شحنة  محاطة بالالكترونات التي تحمل شحنة سالبة والقوى الكهربائية هي التي تربط الالكترونات بالنواة، وتتكون الجزيئات من ذرات مرتبطة بروابط كيميائية يصعب كسرها وجميع الذرات لها نفس الحجم تقريبا فالنواة التي تحتوي على 3 إلكترون لها نفس حجم النواة التي تحتوي على 90 إلكترون وكتلة الذرة تتركز في النواة على الرغم من صغر حجمها وأهم ما يميز الذرة عدد البروتونات الموجودة في النواة ويرمز له بالرمز z بينما يؤثر عدد النيوترونات على كتلة الذرة ولا يؤثر على خصائصها الكيميائية ولذا فإن النواة المكونة من ستة بروتونات وستة نيوترونات سيكون لها نفس الخصائص الكيميائية للنواة التي تحتوي على ستة بروتونات وثمانية نيوترونات على الرغم من اختلاف كلا منهما ويطلق على النواتين الذي بهما نفس عدد البروتونات وعدد مختلف من النيوترونات نظائر لبعضهما البعض وجميع العناصر لها عدد من النظائر.[2]

مكونات الذرة

• النواة.
• البروتون.
• النيوترون.
• الالكترون.

النواة

: تحتوي النواة على كتلة الذرة وتتكون البروتونات والنيوترونات واللذان يسميان معاً بالنيوكليونات وتدور الالكترونات حول النواة وهي أخف وزناً من النواة.

البروتون

: توجد في نواة الذرة وتحمل شحنة موجبة والعدد الإجمالي للبروتونات في الذرة يسمى بالعدد الذري.

النيورتون

: تشترك مع البروتونات في نواة الذرة وهي جسيمات ذات شحنة متعادلة تتشابه النيوترونات مع البروتونات في الوزن عند 1.0087 على مقياس الكربون.

الالكترون

: تدور حول النواة وتحمل شحنة سالبة ووزنها أخف بكثير من البروتونات والنيوترونات حيث تبلغ كتلتها 1/1836 من كتلة البروتونات، وتدور حول النواة في مستويات تسمى مستويات الطاقة ويحتوي كل مستوى من المستويات على عدد محدد من الإلكترونات والمستوى الأول هو الأقرب للنواة ويعتمد عدد مستويات الطاقة على العدد الإجمالي من الإلكترونات.[3]

العدد الكتلي والعدد الذري

العدد الكتلي للذرة هو العدد الإجمالي للبروتونات والنيوترونات

في النواة (النكليونات) ويسمى أيضاً الكتلة الذرية النظائر المختلفة لنفس الغنصر لها عدد كتلي مختلف حيث أن نواتها تحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات أما

العدد الذري فهو عدد البروتونات في الذرة

والنظائر لها نفس العدد الذري وتختلف فقط في عدد النيوترونات والمقصود بمصطلح النظائر هو الذرات التي تختلف فقط في عدد النيوترونات والمقصود بالكتلة الذرية النسبية هي متوسط الكتل الذرية لجميع النظائر المختلفة.

مثال على النظائر غاز الكربون الموجود في الغلاف الجوي على شكل غاز له ثلاثة نظائر منها الكربون_12 والكربون _13 وهما مستقران والكربون _14 المشع وتوجد هذه النظائر في الغلاف الجوي حيث يمثل الكربون _ 12 النسبة الأكبر حوالي 99% والكربون _13 يمثل 1% والكربون _14 موجود بنسبة صغيرة جداً، ونظراً لأن النباتات تسحب ثاني أكسيد الكربون من الهواء لعملية البناء الضوئي فإن نسبة الكربون _14 في أنسجتها تساوي نسبة الكربون _14 الموجودة في الغلاف الجوي وبما أن الحيوانات تأكل النباتا فإن نسبة الكربون في أجسامها هي نفس نسبته في الغلاف الجوي ولكن عندما يموت الكائن الحي فإنه يتوقف عن امتصاص الكربون _14 وبالتالي تنخفض نسبة الكربون _14 في جسمه تدريجياً حيث يتحول الكربون _14 إلى نيتروجين _ 142 ويستخدم العلماء هذه الخاصية في حساب عمر الكائنات الحية إذا لم تتجاوز الخمسين ألف عاماً حيث يتم مقارنة نسبة الكربون _ 14 والكربون _12 في جسم الكائن الحي ونسبته في الغلاف الجوي، وكذلك يمكن استخدامها لقياس نصف عمر العناصر على سبيل المثال يبلغ نصف عمر البوتاسيوم _40 حوالي 1.25 مليار سنة ويبلغ نصف عمر اليورانيوم _235 حوالي 700 مليون سنة واستخدم أيضاً لقياس عمر الصخور.[4][5]

كم عدد البروتونات في الذرة

عدد البروتونات في الذرة يساوي العدد الذري .

لحساب عدد البروتونات في الذرة لا بد أولاً من جمع بعض المعلومات حول العنصر المراد معرفة عدد بروتونات ذرته وذلك من خلال استخدام الجدول الدوري ومن هذه المعلومات معرفة العدد الذري للعنصر والوزن الذري فالرقم الذري هو الرقم الموجود أعلى اليسار والوزن الذري هو الموجود في الأسفل على سبيل المثال عنصر الكريبتون عدد الذري 36 ووزنه الذري 83,80,000 ثم يكون عدد البروتونات مساوياً للعدد الذري.

على سبيل المثال العدد الذري للكريبتون 36 فإن عدد بروتوناته 36 وإزاد أو نقص عدد البروتونات في ذرة الكريبتون فإنها ستكون عنصراً مختلفاً تماماً ومثال على ذلك إزالة بروتون واحد من ذرة الكريبتون ينتج ذرة البروم ولحساب عدد الالكترونات لا بد أن نعرف أولاً أنه هناك توازن بين عدد البروتونات موجبة الشحنة وعدد الإلكترونات سالبة الشحنة ويجب أن تحتوي الذرة على أعداد متساوية من البروتونات والالكترونات ومثال على ذلك ذرة الكريبتون تحتوي على 36 إلكتروناً و 36 بروتوناً، ويمكن للذرة أن تكتسب أو تفقد إلكتروناً ليصبح اسمها أيوناً، والأيون ما هو إلا ذرة مشحونة كهربائياً فإزالة أو إضافة إلكترون من الذرة لا يغير العنصر بل يحدث تغيير في شحنته فقط ومثال لذلك عند إزالة إلكترون من ذرة الكريبتون يؤدي إلى تكوين أيون الكريبتون والذي يكتب هكذا kr+ فالعلامة + تعني أنه أيون  موجب الشحنة أي تم إزالة إلكترون سالب الشحنة من الذرة.[6]

النظائر

النظائر هي نوعين أو أكثر من نواة العنصر الكيميائي تحتوي على نفس العدد الذري ونفس الخواص الكيميائية ولكن تختلف في الكتلة الذرية وتختلف في الخواص الفيزيائية وكل عنصر يحتوي على نظير واحد أو أكثر والسبب في وجود تلك النظائر هو اختلاف عدد النيوترونات في نواة الذرة وتعتمد خصائص النظير عدد العدد الكتلي أي عدد البروتونات والنيوترونات، ويمكن استخدام مصطلح النوكليد لوصف نظائر معينة وفي هذه الحالة نهتم بالخصائص الننوية للذرة بدلاً من الخصائص الكيميائية.

تم اكتشاف النظائر في عام 1910 وذلك عند دراسة النشاط الإشعاعي حيث اكتشف العالم الفيزيائي هنري أنه يمكن تحويل عنصر لعنصر آخر مثل عنصر اليورانيوم والثورويوم وفي البداية كان يعتقد أن هذه المواد المشعة عناصر أخرى وتم تسميتها بأسماء مختلفة مثل اليورانيوم سمي نظيره بالأيونيوم والثوريوم سمي نظيره بالميزوثوريوم ولكن بعد فترة اكتشف أنه لا يمكن تمييز الخواص الكيميائية للميزوثوريوم عن الثوريوم واكتشف العالم الكيميائي فريدريك سودي في عام 1910 أن العناصر ذات الأوزان الذرية المختلفة (يطلق عليها الآن الكتل الذرية) تحتوي على نفس الخصائص الكيميائية وبالتالي تكون في نفس المكان في الجدول الدوري وهذا ليس في العناصر المشعة فقط بل في العناصر المستقرة أيضاً.[7]