من هو العالم صاحب نظرية أن المادة تتكون من دقائق صغيرة تسمى ذرات هو العالم؟ بما أن المواد التي تحيط بنا لها أكثر من نوع، فهناك مواد صلبة وسوائل وغازات، ولكل منها مجموعة من الخصائص، لكنها كلها تتكون من ذرات، وهي المكونات الأساسية للمادة، وفي السطور التالية سنتحدث عن إجابة هذا السؤال، حيث سنتعرف على أهم المعلومات حول الذرة وحالات المادة والكثير من المعلومات الأخرى حول هذا الموضوع بالتفصيل.
الشخص الذي لديه فكرة أن المادة تتكون من جزيئات صغيرة تسمى الذرات هو العالم
مؤلف فكرة أن المادة تتكون من جزيئات صغيرة تسمى الذرات هو العالم ديموقريطس، حيث أن الذرة هي أصغر وأبسط جزء من المادة ووحدة البناء الصغيرة التي تتحد معًا لتشكيل الجزيئات، ثم تتجمع هذه الجزيئات. لتشكيل مادة من جميع الأنواع، ولا يمكن تقسيم الذرة إلى أي جزء أبسط لأنها أبسط وأصغر جزء من المادة، وتحتوي الذرة داخل نفسها على النواة التي تمثل مركز الذرة وفيها كتلة تتركز الذرة، وتدور مجموعة من الإلكترونات السالبة حول النواة، ويعد اتحاد الذرات مع بعضها من أهم التفاعلات في الكيمياء لتكوين مواد مختلفة مثل اتحاد ذرتين هيدروجين لتكوين هيدروجين. جزيء، اتحاد ذرتين هيدروجين مع ذرة أكسجين لتكوين جزيء ماء، والتفاعلات الأخرى التي تتفاعل فيها الذرات وتترابط مع بعضها البعض لتشكيل مواد مختلفة.
المكونات الأساسية للذرة
تتكون الذرة من النواة التي تقع في منتصف أو وسط الذرة. تحتوي النواة على البروتونات والنيوترونات، وتدور الإلكترونات حولها في مدارات. يتميز كل منهم بما يلي:
- البروتونات: هي جسيمات موجبة الشحنة توجد في نواة الذرة، وعددها في ذرات العناصر الطبيعية يساوي عدد الإلكترونات السالبة.
- النيوترونات: هي جسيمات محايدة تقع داخل النواة، ومعها البروتونات مسؤولة عن كتلة الذرة.
- الإلكترونات: هي جسيمات سالبة تدور حول الذرة في مدارات، وهي منخفضة الكثافة بحيث يمكن للشحنات الكهربائية أن تتحرك خلالها.
خصائص الذرة ومكوناتها
تتصف الذّرات بعدة خصائص منها:
- العدد الذّريّ للعنصر هو عدد البروتونات في نواة الذَّرّة، وهو الذي يحدد الخصائص الكيميائيّة للعنصر.
- الذَّرّة المتعادلة هي الذَّرّة التي يكون فيها عدد البروتونات مساوياً لعدد الإلكترونات.
- الكتلة الذَّرِّيَّة للعنصر هي مجموع عدد البروتونات والنّيوترونات في النّواة، وتقاس بوحدة (كتلة ذرية)، وتساوي وحدة الكتلة الذَّرِّيَّة 1/2 كتلة ذرة الكربون.
- الكتلة الذَّرِّيَّة أقل من كتلة الذَّرّة؛ لأنّ كتلة الذَّرّة مكونة من كتلة النّواة بالإضافة إلى كتلة الإلكترونات، والتي تكون ذات كتلة قليلة مقارنة بكتلة بالبروتونات والنّيوترونات.
- لكل عنصر كيميائي العديد من النظائر (بالإنجليزيّة: Isotopes)، وهي أشكال من العنصر الكيميائيّ لذرتها نفس العدد الذّريّ (عدد البروتونات)، ولكنها تختلف في الكتلة الذَّرِّيَّة بسبب اختلاف عدد النّيوترونات، ولا تختلف الخصائص الكيميائيّة للعنصر ونظيره.
- تحافظ الإلكترونات على مسارها في مدارات حول النّواة بفضل قوى التّجاذب التي تنشأ بين البروتونات موجبة الشّحنة، والإلكترونات سالبة الشّحنة.
- يدور الإلكترون حول النّواة، وفي الوقت نفسه يدور حول نفسه، وتُسمّى هذه الظاهرة ظاهرة اللّف المغزليّ أو التّدويم (بالإنجليزيّة: Spin)، وهذا يولد عزماً مغناطيسياً مقداره 9.28×10-24−.
- توجد الإلكترونات في مستويات متتالية تسمى مستويات الطّاقة، وكل مستوى يتّسع لعدد محدد من الإلكترونات، فالمستوى الأول يتّسع لإلكترونين، بينما يتسع الثّاني لثمانية إلكترونات.
- تصل الذّرات لوضع الاستقرار، إمّا بفقد إلكترونات، أو اكتسابها، أو مشاركتها.
- تميل الذّرات التي تحتوي في مدارها الأخير على إلكترون، أو اثنين، أو ثلاثة إلكترونات لفقدها عند تفاعلها مع ذرات تحتوي في مدارها الأخير على خمسة، أو ستة، أو سبعة إلكترونات.
- تميل الذّرات التي تحتوي على خمسة، أو ستة، أو سبعة إلكترونات في مدارها الأخير لاكتساب إلكترونات عند تفاعلها مع ذرات تحتوي في مدارها الأخير على إلكترون، أو اثنين، أو ثلاثة إلكترونات.[٤] لا تميل الذّرات التي تحتوي على أربعة إلكترونات في مدارها الأخير لفقد أو اكتساب إلكترونات.
ما هي أهم حالات المادة؟
هناك ثلاث حالات أساسية للمادة، وهي الحالة الصلبة، والحالة السائلة، والحالة الغازية، ويمكن تحويل المادة من حالة إلى أخرى باستخدام عدة طرق مختلفة. في مادة سائلة، يكون غائبًا في الحالة الغازية حتى تصبح جزيئاته حرة الحركة.
واخيرا تعرفنا على اجابة سؤال، وفي ضوء ما تحدثنا فيه علمنا انه تعرف الذرة بأنها أصغر وحدة بنائيّة للعنصر الكيميائيّ تحمل الخصائص المميزّة له، وهي أصغر جزء يمكن أن تنقسم إليه المادة دون أن يتم تحرير جسيمات مشحونة كهربائياََ، وتتكون الذرة من مجموعة من الأجزاء وهي؛ النواة التي تضم كل من البروتونات موجبة الشحنة، والنيوترونات متعادلة الشحنة، ويحيط بالنواة مدارات تحوي الإلكترونات سالبة الشحنة، وتتميز الذرة بالعديد من الخصائص، وقد سعى العلماء لدراستها واكتشاف مكوناتها عبر التاريخ، ومنهم؛ الفيلسوف ديموقريطوس، والعالم طومسون، والعالم رذرفورد، وغيرهم العديد.