التصنيفات
العلوم الفيزيائية

التركيب الذري

التركيب الذري :

– إن الذرة (Atom) تتكون من نواة (Nucleus) تتركز فيها كتلة الذرة وإلكترونات (Electrons) . تدور الإلكترونات حول النواة فى مسارات محددة وهى تشبه إلى حد كبير حركة الكواكب حول الشمس .
– والنواة تتكون من
بروتونات (Protons) موجبة الشحنة ونيوترونات (Neutrons) متعادلة الشحنة والإلكترونات سالبة الشحنة لتكون الذرة متعادلة .

تعليم_الجزائر

– ويعرف العدد الكتلي Aللنواة بمجموع عدد البروتونات Z والنيوترونات N وكتلة البروتون تساوي تقريباً كتلة النيوترون التي تزيد بمقدار 2000 مرة كتلة الإلكترون وهي مربوطة بعضها البعض بقوة نووية (Strong nuclear force ) تبلغ 10 آلاف القوة الكهرومغناطيسية التي تربط الإلكترونات بالنواة.

تعليم_الجزائر

هذ ه القوة لا تؤثر إلا على مسافة صغيرة جداً تبلغ 10 -15 متر أي واحد على ألف من الميليون مليون من المتر.

** وعلى سبيل المثال
نواة ذرة الهيدروجين بها بروتون واحد وليس بها نيوترونات أى أن العدد الكتلى لها يسـاوى واحد والعدد الذرى يساوى واحد .
– أما ذرة الهليـوم فبها عدد 2 نيوترونات وعدد 2 بروتونـات أي أن العــدد الكـتـلى لها يســاوى 4 (A = Z + N ) والعدد الذرى لذرة الهليوم 2 ، أي أن الذرة بها إلكترونان لتكون الذرة متعادلة الشحنة .
– ونواة ذرة الكربون بها 6 بروتونات ، 6 نيوترونات وبذلك يكون العدد الكتلى لها 12 والعدد الذرى 6 .

تعليم_الجزائر

** ومن هذه الأمثلة نستنتج أن : –
* الذرات تتساوى فيها عدد البروتونات وعدد الإلكترونات .
* بإضافة بروتون تنتج ذرة جديدة .
– إن هذا التوضيح للتركيب الذرى الحديث بدأ فى نهاية القرن التاسع عشر بأن العناصر تتكون من وحدات صغيرة لا تتجزأ تسمى ذراتAtoms وهى أصغر وحدة للعنصر لها كل خواصه الكيميائية .

نبذة تاريخية :

– عام 1887 أُكتشف الإلكترون وأكدت التجارب أن كل الذرات بها إلكترونات سالبة الشحنة وأن الذرة لها تركيب معين ولابد أن تحتوى أيضاً على شحنات موجبة لتكون الذرة متعادلة .

– عام 1898 استطاع العالم الإنجليزي جى.جى تومسون J.J. Thomson وضع نموذج للذرة تتوزع فيها الإلكترونات والشحنات الموجبة بانتظام وسمى نموذج كعكة الفاكهة (Fruitcake) ولم يثبت صحة هذا التصور لتركيب الذرة.

تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر

عام 1911 تم عمل تجربة استطارة أيونات الهليوم عن طريق شريحة رقيقة من الذه ب (Rutherford’s Scattering exp) تحت إشراف العالم إيى راذرفورد E. Rutherford حيث وجد أن معظم الأيونات تخللت شريحة الذهب فى خط مستقيم وقليل منها فقط انحرف من هذا المسار .

تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر

** وبذلك أمكن إثبات أن الذرة تتكون من نواة ذات شحنة موجبة وحجم صغير يبلغ واحد على مائة ألف من حجم الذرة ،أي أن الذرة مكان مفرغ empty space

تعليم_الجزائر

والنواة لها كثافة عالية وتتركز فيها كتلة الذرة
ذلك لأن:-

* كتلة البروتون تساوى تقريباً 2000 مرة كتلة الإلكترون .
* وكتلة البروتون تساوى تقريباً كتلة النيوترون .
تعليم_الجزائر
– عام 1913 وضع إن. بوهر N. Bohr النموذج الحديث لحركة الإلكترونات حول النواة حيث تدور فى مسارات ذات طاقة محددة يرمز لها (K,L,M,N,O,P,Q)
تعليم_الجزائر

– عام 1932 اكتشف العالم جى شادويك J. Chadwick الجسيمات المتعادلة ” النيوترونات “

تعليم_الجزائر

– واستطاع العالم دبلي هيزنبرج W. Heisenberg توضيح تركيب نواة الذرة من بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات متعادلة الشحنة.
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر

رأس الصفحة

النظــــائــــر :

النظائرهي ذرات لعنصر واحد تتساوى في عددها الذرى (Z) ومتماثلة بالتالى من حيث صفاتها الفيزيائية وتفاعلاتها الكيمائية . تختلف عن بعضها البعض في وزنها الذرى أى في العدد الكتلى(A)لأنويتها و بالتالى فى عدد النيوترونات (N) .
– وعلى سبيل المثالذرة الهيدروجين العادي وعددها الذري 1 لها نظيران الأول يسمى الديتيريوم s 2 1 Hويختلف عن الهيدروجين العادي بأن نواته بها نيوترون بالإضافة إلى البروتون أي أن ا لعدد الكتلي للنواة 2 في حين أن نواة الهيدروجين العادي s 1 1 Hعددها الكتلي (A 1 = ( A . أما النظير الثاني فهو التريتيوم والعدد الكتلي لنواته 3 أي تحتوي النواة على 2 نيوترون وبروتون واحد w . 1 3 1 H

تعليم_الجزائر

أما ذرة الكربون العادى فتحتوى نواتها
6 بروتونات و6 نيوترونات s 12 6C ولها نظيران الأول s 13 6C والثاني C s 14 6 وتحتوى أنويتها على سبعة نيوترونات وثمان نيوترونات على التوالى .
التركيب الذري :

– إن الذرة (Atom) تتكون من نواة (Nucleus) تتركز فيها كتلة الذرة وإلكترونات (Electrons) . تدور الإلكترونات حول النواة فى مسارات محددة وهى تشبه إلى حد كبير حركة الكواكب حول الشمس .
– والنواة تتكون من
بروتونات (Protons) موجبة الشحنة ونيوترونات (Neutrons) متعادلة الشحنة والإلكترونات سالبة الشحنة لتكون الذرة متعادلة .

تعليم_الجزائر

– ويعرف العدد الكتلي Aللنواة بمجموع عدد البروتونات Z والنيوترونات N وكتلة البروتون تساوي تقريباً كتلة النيوترون التي تزيد بمقدار 2000 مرة كتلة الإلكترون وهي مربوطة بعضها البعض بقوة نووية (Strong nuclear force ) تبلغ 10 آلاف القوة الكهرومغناطيسية التي تربط الإلكترونات بالنواة.

تعليم_الجزائر

هذ ه القوة لا تؤثر إلا على مسافة صغيرة جداً تبلغ 10 -15 متر أي واحد على ألف من الميليون مليون من المتر.

** وعلى سبيل المثال
نواة ذرة الهيدروجين بها بروتون واحد وليس بها نيوترونات أى أن العدد الكتلى لها يسـاوى واحد والعدد الذرى يساوى واحد .
– أما ذرة الهليـوم فبها عدد 2 نيوترونات وعدد 2 بروتونـات أي أن العــدد الكـتـلى لها يســاوى 4 (A = Z + N ) والعدد الذرى لذرة الهليوم 2 ، أي أن الذرة بها إلكترونان لتكون الذرة متعادلة الشحنة .
– ونواة ذرة الكربون بها 6 بروتونات ، 6 نيوترونات وبذلك يكون العدد الكتلى لها 12 والعدد الذرى 6 .

تعليم_الجزائر

** ومن هذه الأمثلة نستنتج أن : –
* الذرات تتساوى فيها عدد البروتونات وعدد الإلكترونات .
* بإضافة بروتون تنتج ذرة جديدة .
– إن هذا التوضيح للتركيب الذرى الحديث بدأ فى نهاية القرن التاسع عشر بأن العناصر تتكون من وحدات صغيرة لا تتجزأ تسمى ذراتAtoms وهى أصغر وحدة للعنصر لها كل خواصه الكيميائية .

نبذة تاريخية :

– عام 1887 أُكتشف الإلكترون وأكدت التجارب أن كل الذرات بها إلكترونات سالبة الشحنة وأن الذرة لها تركيب معين ولابد أن تحتوى أيضاً على شحنات موجبة لتكون الذرة متعادلة .

– عام 1898 استطاع العالم الإنجليزي جى.جى تومسون J.J. Thomson وضع نموذج للذرة تتوزع فيها الإلكترونات والشحنات الموجبة بانتظام وسمى نموذج كعكة الفاكهة (Fruitcake) ولم يثبت صحة هذا التصور لتركيب الذرة.

تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر

عام 1911 تم عمل تجربة استطارة أيونات الهليوم عن طريق شريحة رقيقة من الذه ب (Rutherford’s Scattering exp) تحت إشراف العالم إيى راذرفورد E. Rutherford حيث وجد أن معظم الأيونات تخللت شريحة الذهب فى خط مستقيم وقليل منها فقط انحرف من هذا المسار .

تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر

** وبذلك أمكن إثبات أن الذرة تتكون من نواة ذات شحنة موجبة وحجم صغير يبلغ واحد على مائة ألف من حجم الذرة ،أي أن الذرة مكان مفرغ empty space

تعليم_الجزائر

والنواة لها كثافة عالية وتتركز فيها كتلة الذرة
ذلك لأن:-

* كتلة البروتون تساوى تقريباً 2000 مرة كتلة الإلكترون .
* وكتلة البروتون تساوى تقريباً كتلة النيوترون .
تعليم_الجزائر
– عام 1913 وضع إن. بوهر N. Bohr النموذج الحديث لحركة الإلكترونات حول النواة حيث تدور فى مسارات ذات طاقة محددة يرمز لها (K,L,M,N,O,P,Q)
تعليم_الجزائر

– عام 1932 اكتشف العالم جى شادويك J. Chadwick الجسيمات المتعادلة ” النيوترونات “

تعليم_الجزائر

– واستطاع العالم دبلي هيزنبرج W. Heisenberg توضيح تركيب نواة الذرة من بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات متعادلة الشحنة.
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر

النظــــائــــر :

النظائرهي ذرات لعنصر واحد تتساوى في عددها الذرى (Z) ومتماثلة بالتالى من حيث صفاتها الفيزيائية وتفاعلاتها الكيمائية . تختلف عن بعضها البعض في وزنها الذرى أى في العدد الكتلى(A)لأنويتها و بالتالى فى عدد النيوترونات (N) .
– وعلى سبيل المثالذرة الهيدروجين العادي وعددها الذري 1 لها نظيران الأول يسمى الديتيريوم s 2 1 Hويختلف عن الهيدروجين العادي بأن نواته بها نيوترون بالإضافة إلى البروتون أي أن ا لعدد الكتلي للنواة 2 في حين أن نواة الهيدروجين العادي s 1 1 Hعددها الكتلي (A 1 = ( A . أما النظير الثاني فهو التريتيوم والعدد الكتلي لنواته 3 أي تحتوي النواة على 2 نيوترون وبروتون واحد w . 1 3 1 H

تعليم_الجزائر

أما ذرة الكربون العادى فتحتوى نواتها
6 بروتونات و6 نيوترونات s 12 6C ولها نظيران الأول s 13 6C والثاني C s 14 6 وتحتوى أنويتها على سبعة نيوترونات وثمان نيوترونات على التوالى .


التصنيفات
العلوم الفيزيائية

الانشطار الذري

كيف يعمل الانشطار الذري

في أوائل القرن العشرين وبعد جهود مضنية توصل العلماء إلى مكونات الذرة والتي عرفت في ذلك الوقت بالبروتون والنيترون والإلكترون ولكن مع منتصف هذا القرن قام العلماء بإجراء تجارب أخرى أكثر تعقيدا بواسطة اختراع أجهزة عملاقة تعتمد فكرتها الأساسية على إطلاق الجزيئات الذرية مثل الإلكترون بسرعة قد تفوق سرعة الصوت حتى ترتطم بالذرة وانشطارها مما ينتج عنها جزيئات أخرى متناهيةالصغر تمثل المكونات الحقيقية للذرة.

لقد كان لهذه الأجهزة الفضل الكبير في اكتشاف المكونات الأساسية للمادة ومن بعدها تواصلت الجهود والمحاولات للكشف عن أسرار هذا الكون.

كان الهدف من إجراء تلك التجارب هو الوصول إلى المكونات الحقيقية للذرة من خلال استخدام أجهزة إطلاق الجزيئات الذرية وتحليل الإشعاعات الناجمة عن ارتطام أحد هذه الجزيئات بالذرة نتيجة للسرعة المذهلة التي تفوق سرعة الصوت بالإضافةإلى اكتشاف العناصر التي تربط جزيئات الذرة ببعضها البعض.

هل تعلم أن لديك الآن جهاز إطلاق الجزيئات الذرية بمنزلك وعلى مكتبك وربما تقرأ هذه المقالة من خلاله، إنه بالطبع أنبوب أشعة الكاثود CRT الموجود بأي جهاز تلفزيون أو شاشة كمبيوتر حيث يقوم أنبوب أشعة الكاثود باستنباط الشحنات السالبة «الإلكترونات» وتغيير اتجاهها وسرعتها بواسطة الموجات الكهرومغناطيسيةالتي تقوم بتحطيمها إلى جزيئات فسفورية مضيئة معروفة حاليا باسم Pixel تنتشر على سطح الشاشة وهي نفس نظرية عمل جهاز إطلاق الجزيئات الذرية مع الفارق في أن الجزيئات تتحرك بسرعة قد تفوق سرعة الصوت وأن عملية الارتطام ينتج عنها جزيئات ذرية متناهية الصغر بالإضافة إلى انبعاث إشعاعات نووية متنوعة وهناك نوعان من أجهزة إطلاق الجزيئات الذرية وهما الأجهزة الطولية والأخرى الدائرية.

الأجهزة الطولية
وهي عبارة عن أجهزة عملاقة تم تركيبها تحت سطح الأرض ويتم من خلالها إطلاق جزيئات الذرة وهي محملة فوق حزمة من الموجات الكهرومغناطيسية عبر ممر طولي مستقيم مصنوع من النحاس حتى ترتطم بالهدف في نهاية الممر محدثة ما يسمى بالانشطارالذري مصحوبا باشعاعات متنوعة، ومثال على هذا النوع من الأجهزة الطولية هو معمل ستانفورد بولاية كاليفورنيا والذي يبلغ طوله 8 ،1 ميل أي ما يعادل 3 كيلومترات.

أجهزة دائرية
لقد تم ابتكار هذا النوع من الأجهزة عام
1929م وهي عبارة عن أجهزة تقوم بنفس وظيفة الأجهزة الطولية ولكن بشكل مختلف حيث يتم من خلالها إطلاق جزيئات الذرة عبر ممرات دائرية مزودة بمجال مغناطيسي يساعد على زيادة سرعة الجزيئات الذرية وعندما تصل السرعة إلى الحد الأقصى لها يتم وضع الهدف في أقوى نقطة لإحداث الارتطام ومن ثم الانشطار الذري ومثال على هذا النوع من الأجهزة الدائرية هو مختبر فيرمي القومي بولاية إلينوي والذي يمتد على مساحة 10 أميال مربعة أي ما يعادل 6 ،25 كيلو متر مربع.