من جسيمات الذرة ويوجد في نواة الذرة وليس له شحنة

النيوترون

هو من جسيمات الذرة ويوجد في نواة الذرة وليس له شحنة

.

النيوترون هو جسيم متعادل الشحنة وموجود في كل الذرات ما عدا ذرة الهدروجين وترتبط النيوترونات مع البروتونات مكونة ما يسمى بالنيوكليونات، وتم اكتشاف النيوترون من قبل العالم الفيزيائي جيمس تشادويك وكان ذلك في عام 1932 وقد وجد العديد من الباحثين أن بعض العناصر تخضع للانشطار عند قذفها بالنيوترون ويسمى هذا النوع من التفاعلات باسم التفاعلات النووية حيث أن كل نواة منشطرة تنتج نيوترونات حرة إضافية وأدى ذلك إلى التطوير وتكوين القنبلة الذرية كما تم إنتاج الطاقة الكهربائية من هذه التفاعلات النووية وإنتاج الكثير من النظائر المشعة والتي لها فوائد متعددة ولذا فإن دراسة النيوترون مهمة لمعرفة المعلومات عن النواة الذرية والتفاعلات النووية ومفهوم بنية المادة بشكل عام.[1]

يوجد في نواة الذرة جسيمات تحمل شحنة موجبة تسمى

يوجد في نواة الذرة جسيمات تحمل شحنة موجبة تسمى

بروتونات.

تتركز كتلة الذرة بأكملها في النواة فهي تحتوي على البروتونات والنيوترونات التي تسمى معاً نيوكليونات وكتلة البروتون حوالي 1.6726219 × 10*-27 وتم اكتشاف البروتونات عام 1909من قبل

العالم رذرفورد

ووجد العلماء أن كتلة البروتون تساوي كتلة ذرة الهيدروجين حيث أن ذرة الهيدروجين تحتوي على إلكترون واحد وبروتون واحد ونظراً لأن كتلة الإلكترون لا تكاد تذكر حيث تبلغ كتلة البروتون 1840 ضعف كتلة الإلكترون ولذا فإن كتلة البروتون تساوي كتلة ذرة الهيدروجين.[2]

الجسيمات ذات الشحنة السالبة في الذرة هي

الجسيمات ذات الشحنة السالبة في الذرة هي

الإلكترونات.

الإلكترون هو جسيم خفيف وكتلته لا تذكر عند مقارنتها بكتلة البروتون أو النيوترون وبالتالي لا يتم حساب كتلته عند حساب كتلة الذرة وتم اكتشاف الإلكترون من قبل العالم طومسون خلال لدراسته لأشعة الكاثود في عام 1897 وترتبط الإلكترونات بالذرة من قوى التجاذب بينه وبين البروتونات حيث أن عدد الإلكترونات مساوياً لعدد البروتونات في الذرة المستقرة وقد تحتوي الذرة على إلكترونات أكثر أو أقل من الشحنات الموجبة فتعرف هذه الذرات بالأيونات وقد تكون سالبة الشحنة أو موجبة وتتحرك الإلكترونات حول النواة في مدارات.[3]

حقائق حول النواة

الذرة عبارة عن مساحة فارغة حيث أن نواة الذرة تحتوي تقريباً على كل كتلة الذرة فهي شديدة الكثافة فالإلكترونات تساهم بكتلة لا تذكر حيث أن 1836 إلكتروناً يساوي حجم واحد بروتون، وتدور الإلكترونات في مسافة بعيدة جداً عن النواة مما يجعل كل ذرة فارغة بنسبة 99.9%.
يوجد في الكون أكثر من مئة نوع مختلف من الذرات وحوالي 92 منها طبيعي بينما ما تبقى يتم صناعته في المختبرات حيث أول ذرة صنعها الإنسان كانت التكنيشيوم التي تحتوي على 43 بروتوناً ويمكن أن نصنع منها ذرات جديدة من خلال إضافة المزيد من البروتونات إلى نواة الذرة ولكن هذه الذرات تكون غير مستقرة وتتحلل في وقت قصير إلى ذرات أصغر.
تتماسك مكونات الذرة من خلال ثلاث قوى حيث أن النيوترونات والبروتونات ترتبط مع بعضها البعض عن طريق قوى تسمى القوى النووية سواء كانت قوية أو ضعيفة وكذلك تترابط من خلال قوى التجاذب الكهربائي بين البروتونات والإلكترونات بينما قوى التنافر الكهربائية تجعل البروتونات تبتعد عن بعضها البعض، والقوى النووية بين البروتونات والنيوترونات أقوى بكثير من القوى الكهربائية وهي أقوى أيضاً من الجاذبية بحوالي 1038 مرة.
كلمة الذرة هي في الأصل كلمة يونانية وتعني غير قابل للتجزئة والذي سماها كذلك الفيلسوف اليوناني ديموقريطس في القرن الخامس قبل الميلاد، حيث اعتقد ديموقريطس أن المادة تتكون من جسيمات لا يمكن تجزئتها إلى جسيمات أصغر مما جعل العلماء يعتقدون أن الذرة هي الوحدة الأساسية للمادة ولكن ما توصل إليه العلم بعد ذلك أن الذرات هي اللبنات الأساسية للعناصر ويمكن تقسيمها إلى أجزاء أصغر من خلال الانشطار والانحلال النووي.
الذرات صغيرة جداً حيث يبلغ متوسط الذرة حوالي عُشر جزء من المليار من المتر حيث أكبر ذرة هي السيزيوم وأصغر ذرة هي الهيليوم.
الذرات على الرغم من أنها أصغر وحدة في العنصر إلا أنها تتكون من جسيمات أصغر تسمى اللبتونات والكواركات فالإلكترون هو لبتون أما البروتون والنيوترون فهما عبارة عن ثلاثة كواركات.
أكثر الذرات انتشاراً في الكون هي ذرة الهيدروجين حيث أنها تمثل ما يقرب من 74% من نسبة الذرات الموجودة في مجرة درب التبانة.
في جسم الإنسان يوجد حوالي سبع مليارات ذرة ويتم استبدال حوالي 98% منها كل عام.[4]

نظريات الذرة

نظرية دالتون.
نظرية رذرفورد.
نظرية بوهر.
نظرية الكم للذرة.

نظرية دالتون

: اقترح

دالتون

أن كل عنصر كيميائي يتكون من نوع واحد من الذرات لا يمكن تدميره بأي وسيلة كيميائية وأشار دالتون إلى ذلك عند قيامه بتطوير قانون النسب والذي ينص على أن نسب كتل العناصر في المركب هي عبارة عن أعداد صحيحة صغيرة واستعانأيضاً بقانون حفظ الكتلة لأنطوان لافوازييه والذي ينص على أن كتلة نواتج التفاعل تساوي كتلة المواد المتفاعلة واستعان أيضاً بقانون النسب المحددة الذي ينص على أن كتل العناصر في المركب تحدث دائماً بنفس النسبة.

نظرية رذرفورد

: حيث أن رذرفورد وجد أن الشحنة الموجبة للذرة ومعظم كتلة الذرة كانت في نواة أو مركز الذرة وقام بوصف حركة دوران الإلكترونات حول النواة الصغيرة موجبة الشحنة بنموذج يشبه حركة الكواكب، وقبل ذلك اكتشف طومسون الإلكترون مما نفى فكرة أن الذرة أصغر وحدات المادة.

نظرية بوهر

: حيث أن نموذج رذرفورد كان صحيحاً ولكنه لم يستطع تفسير أطياف الانبعاث والامتصاص للذرات ولا السبب الذي لا يجعل الإلكترونات تنصدم في النواة ولذا في عام 1913 تم اقتراح نموذج بوهر للذرة والذي ينص على أن الإلكترونات تدور حول النواة في مسافات محددة من النواة ولا يمكن للإلكترونات أن يحدث لها تصادم مع النواة ولكنها يمكن أن تنتقل من مستوى طاقة إلى مستوى طاقة آخر.

نظرية الكم للذرة

: حيث أن نظرية بوهر أوضحت الخطوط الطيفية للهيدروجين ولكن بوهر لم يحدد سلوك الذرات داخل الإلكترونات المتعددة ففي عام 1913 قام فريدريك سودي في وصف النظائر والتي كانت عبارة عن أشكالاً متعددة لذرة عنصر واحد حيث أنها تحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات والتي تم اكتشافها في عام 1932، حيث أن ميكانيكا الكم أوضحت أن الذرات تتكون من جسيمات أصغر ويمكن أن نجد الإلكترون في أي مكان في الذرة ولكن الاحتمال الأكبر أن نجده في مستويات الطاقة وبدلاً من وصف نموذج رذرفورد للمدارات على أنها دائرية فقد أوضحت النظرية الحديثة على أنها كروية وتم اكتشاف جسيمات أصغر من الذرة وهي البروتونات والنيوترونات والإلكترونات على الرغم من أن الذرة لا يمكن تقسيمها باستخدام أي وسيلة من الوسائل الكيميائية.

النظرية الذرية هي عبارة عن وصف علمي لطبيعة الذرة والمادة حيث وفقاً للنظرية الحديثة فإن المادة تتكون من جسيمات صغيرة تسمى الذرات وذرات العنصر الواحد تكون متطابقة ولكنها مختلفة عن ذرات العناصر الأخرى، وتقوم الذرات بالاتحاد مع ذرات أخرى بنسب ثابتة وذلك لتكوين المركبات والجزيئات.[5]