كيف تختلف الذرات

الاختلاف بين الذرات

تعتبر السمة المميزة لذرة عن الأخرى هي عدد البروتونات الموجودة بها، وهذا هو ما يميز منتج عن الآخر، وفي الذرة ، يعتبر عدد البروتونات هو العدد الذري ، بينما

يتركز معظم حجم الذرة

في النواة التي تتكون من البروتونات والنيوترونات ، حيث أن كتلة بروتون واحد أكبر بنحو 1835 مرة من كتلة الإلكترون، وتؤدي إضافة بروتون إلى الذرة إلى تكوين عنصر جديد ، أما إضافة نيوترون فتؤدي إلى إنشاء نظير أو نسخة أثقل من تلك الذرة.

وعادة ما يُشار للعدد الذري بالحرف Z” ، والذي يُعرَّف بأنه عدد عناصر الشحنة الموجبة “البروتونات” في النواة، على سبيل المثال، إذا كانت الذرة تحتوي على Z 6 ، فهذا يعني الكربون، بينما Z لـ 92 تقابل اليورانيوم.

وتضم الذرة في الغالب عدد متساوٍ من البروتونات والإلكترونات بحيث تتوازن الشحنات الموجبة والسالبة تمامًا، وبما أن الإلكترونات هي التي تحدد طريقة تفاعل ذرة مع أخرى ، فإن نسبة البروتونات التي تتواجد في النواة هو التي تحدد الخصائص الكيميائية للذرة في النهاية.

وما يجعل الأمر فريدًا هو حقيقة أن جميع الذرات ليس لديها نفس عدد البروتونات في النواة، ويمكنك العثور عليها جميعًا في الجدول الدوري، فلنلقِ نظرة على العناصر المشتركة للزئبق والنحاس، فالزئبق عنصر به 80 بروتونًا في نواته، لذلك فإن العدد الذري له 80، بينما يتكون النحاس من ذرات بها 29 بروتونًا في النواة، لذلك ، فإن العدد الذري له هو 29.

ويختلف نصف القطر الذري في الجدول الدوري بشكل ثابت، حيث يزداد نصف القطر الذري من أعلى إلى أسفل في الجسم، وينخفض ​​على مدى فترة من اليسار إلى اليمين، ويعد الهيليوم هو أصغر جسيم، بينما أكبر جسيم هو فرانسيوم.

وتتكون كل المواد من ذرات ، وهذه الذرات غير قابلة للتدمير أو التجزئة ، وتتشابه كتلة وخصائص جميع الذرات مع عنصر معين ، ويتم إنتاج المركبات بواسطة مزيج من شكلين مختلفين أو أكثر من الذرات.

وعلى أساس قانون الحفظ الجماعي، كان يُعتقد أن الذرات ، لأنها غير قابلة للتدمير ، لا يمكن تكوينها أو تقسيمها إلى قطع أصغر ، لكن اكتُشف لاحقًا أن الذرات تنقسم إلى أجزاء أصغر.[1]

وقد يعتقد الكثير من الناس أن الذرات والعناصر هي نفسها، ومع ذلك، فإن الذرات والعناصر لها بعض الاختلافات التي تبدو واضحة عند البدء في تفكيك

مكونات الذرة

، ويتمثل الفرق الرئيسي في أن العناصر مصنوعة من الذرات، وستتعرف على الاختلافات الأخرى بين الذرات والعناصر من خلال شرح هذين المصطلحين.[2]

ما هي الذرة

ربما سمعت عن مصطلح الذرة الذي تم طرحه في الكيمياء، فكل مركب أو جزيء أو عنصر تصادفه سوف يتكون من ذرات، على سبيل المثال، يتكون البشر من الذرات، ويتكون الهواء من الذرات، وجهاز الكمبيوتر الخاص بك مصنوع من الذرات، فكل شيء مصنوع من الذرات.

لهذا السبب لا يمكنك البدء في فهم الفرق بين الذرات والعناصر دون أن تفهم أولاً ماهية الذرة ومكوناتها، وببساطة، الذرات هي المكون الأساسي للعناصر، إنها بعض أصغر الأجزاء مما يمكن أن تسميه المادة العادية.

وإذا كانت ترغب في

اكتشاف مكونات الذرة

، فيجب أن تعلم أنها مثل أي شيء آخر، تحتوي على عدد قليل من الأشياء المختلفة التي تدور بداخلها، وتشمل هذه الجسيمات “النيوترونات، بدون شحنة”، “البروتونات، موجبة الشحنة”، “الإلكترونات، سالبة الشحنة”.

وتوجد البروتونات والنيوترونات في النواة الذرية للذرة، بينما تدور الإلكترونات حول النواة الذرية، بشكل مشابه للطريقة التي تدور بها الكواكب حول الشمس، حيث أن القشرة تدور حولها الكثير من الإلكترونات الصغيرة.

وتتكون الغالبية العظمى من المادة من عدة جزيئات يمكن فصلها بسهولة نسبيًا، بينما تتكون الجزيئات من عد ذرات مرتبطة بروابط كيميائية يصعب تكسيرها، وتتكون كل ذرة فردية من جسيمات أصغر، وهي الإلكترونات والنواة، وهذه الجسيمات مشحونة كهربائيًا، والقوى الكهربائية الموجودة على الشحنة مسؤولة عن تماسك الذرة معًا.

وتعتبر نظرية

ديموقريطس

من أقدم النظريات عن الذرات، والتي كانت تقوم على أن الذرات تتحرك بحرية وتنتشر بشكل منفضل عن بعضعا، إلا أنه تم استبعادها لاحقًا لفشلها في شرح طريقة اندماج الذرات.[2]

ما هو العنصر

بعد التعرف على الذرات، حان الوقت للنظر في العناصر، فإذا كنت قد شاهدت جدولًا دوريًا للعناصر، فمن المحتمل أن يكون لديك فكرة عن ماهية العناصر، ولكن لتقسيمها إلى تعريف بسيط، فإن العناصر كلها أنواع مختلفة من الذرات التي نعرف أنها موجودة على الأرض، ويتم ترتيبهم حسب العدد الذري في الجدول الدوري للعناصر.

على سبيل المثال، الذهب عنصر، وإذا كنت ستحتفظ بقطعة من الذهب الخالص في يدك، فستحتفظ بمادة تشمل عناصر أخرى مثل الهيدروجين، البورون، الكربون، النيون، المغنيسيوم، السيليكون، الألومنيوم، الكلوريد، الأكسجين، والكالسيوم.[2]

المادة والعناصر

يشير مصطلح المادة إلى أي شيء له حيز في الفضاء وله كتلة، بعبارة أخرى، “الأشياء” التي يتكون منها الكون، وتتكون كل المواد من أجزاء تسمى العناصر، والتي لها خصائص كيميائية وفيزيائية محددة ولا يمكن تقسيمها إلى مواد أخرى من خلال التفاعلات الكيميائية العادية.

الذهب، على سبيل المثال، هو عنصر، وكذلك الكربونـ وهناك 118 عنصرًا في الكون، منهم 92 عنصرًا طبيعيًّا، أما العناصر المتبقية فقد تم تصنيعها في المختبرات، وهي غير مستقرة.

ويتم تحديد كل عنصر برمزه الكيميائي، وهو حرف واحد كبير، أو عندما يكون الحرف الأول مأخوذًا بالفعل بواسطة عنصر آخر، يكون مزيج من حرفين، ففي بعض العناصر يكون الرمز الكيميائي لها مأخوذ المصطلح الإنجليزي للعنصر، مثل C للكربون و Ca للكالسيوم، وفي البعض الآخر تكون الرموز الكيميائية للعناصر مأخوذة من أسمائها اللاتينية، على سبيل المثال، رمز الصوديوم هو Na، وهو شكل قصير من natrium، الكلمة اللاتينية للصوديوم.

والعناصر الأربعة الموجودة في كل الكائنات الحية هي الأكسجين (O) والكربون (C) والهيدروجين (H) والنيتروجين (N)، والتي تشكل معًا حوالي 96٪ من جسم الإنسان.

وفي العالم غير الحي، توجد العناصر بنسب مختلفة، وبعض العناصر المشتركة للكائنات الحية نادرة نسبيًا على الأرض ككل، كما أن جميع العناصر والتفاعلات الكيميائية فيما بينها تخضع لنفس القوانين الكيميائية والفيزيائية، سواء كانت جزءًا من العالم الحي أو غير الحي.[3]

الكتلة الذرية والنظائر

تتأثر كتلة الذرة بعدد النيوترونات الموجودة في النواة، ولكن دون أي تأثير على الخصائص الكيميائية للذرة، ولذلك، فإن النواة المكونة من ستة بروتونات وستة نيوترونات سيكون لها نفس الخصائص الكيميائية لنواة بها ستة بروتونات وثمانية نيوترونات ، على الرغم من اختلاف الكتلتين ، بينما النواة التي تحتوي على نفس عدد البروتونات مع اختلاف عدد النيوترونات يقال إنها نظائر لبعضها البعض ، وجميع العناصر الكيميائية لها العديد من النظائر.

ومن المعتاد توصيف النظائر المختلفة بإعطاء مجموع عدد البروتونات والنيوترونات في النواة، وهي كمية تسمى رقم الكتلة الذرية ، وتُقاس كتلة الذرات بوحدة الكتلة الذرية، والتي تُعرّف بأنها 1/12 من كتلة ذرة كربون، أو 1.660538921 × 10−24 جرام، وكتلة الذرة هي عبارة عن كتلة النواة مُضاف إليها كتلة الإلكترونات، لذا فإن وحدة الكتلة الذرية ليست بالضبط نفس كتلة البروتون أو النيوترون. [4]