☰ خطة العام · العلوم (بالعربية)

الذرات ومستويات الطاقة

الأسبوع 1 · الوحدة الأولى «المادة» (افتتاحية) والدرس الأول «تركيب الذرة» (١): الذرة وحدة بناء المادة وأرنست رذرفورد والبروتونات والنيوترونات والإلكترونات ومستويات الطاقة · 3 دروس
2

داخل الذرة: النواة والبروتونات والنيوترونات والإلكترونات

Science Prep 1 Term 1, Unit 1: pp. 1–5
الهدفأسمّي الجسيمات الثلاثة في الذرة، وأحدد مكان كل منها وشحنته.
كلمات جديدة
النواة · مركز الذرة الصغير الكثيف، وتتكون من بروتونات ونيوتروناتالبروتون · جسيم في النواة شحنته +١النيوترون · جسيم في النواة ليس له شحنةالإلكترون · جسيم خفيف جدًا شحنته −١ يتحرك حول النواة
الشرح

قام إرنست رذرفورد، وهو فيزيائي وُلد في نيوزيلندا (١٨٧١–١٩٣٧)، بتجارب في أوائل القرن العشرين بيّنت أن للذرة مركزًا صغيرًا كثيفًا موجب الشحنة هو النواة. وقد نال جائزة نوبل في الكيمياء عام ١٩٠٨. تحتوي النواة على بروتونات (شحنتها +١) ونيوترونات (شحنتها صفر). أما الإلكترونات (شحنتها −١) فتتحرك حول النواة. وكتلة البروتون وكتلة النيوترون كل منهما نحو ١ u، وهي وحدة صغيرة وُضعت للذرات، بينما كتلة الإلكترون نحو ١/١٨٣٦ u فقط. ولذلك فإن معظم كتلة الذرة في نواتها. والنواة صغيرة جدًا أيضًا: فلو كانت الذرة ملعبًا كبيرًا لكانت النواة مثل رأس دبوس في منتصفه، وتتحرك الإلكترونات في فراغ الملعب كله. والذرة متعادلة كهربيًا لأن عدد البروتونات الموجبة فيها يساوي عدد الإلكترونات السالبة.

Li+32, 1
أمثلة محلولة
الجسيممكانهالشحنةالكتلة
بروتونالنواة+١١ u
نيوترونالنواة٠١ u
إلكترونحول النواة−١١/١٨٣٦ u
هذه الجسيمات الثلاثة جنبًا إلى جنب.
He+22
ذرة الهيليوم فيها بروتونان ونيوترونان وإلكترونان. يعطي البروتونان شحنة +٢ ويعطي الإلكترونان شحنة −٢، فتكون الشحنة الكلية صفرًا. أي أن الذرة متعادلة.
لماذا تتركز معظم الكتلة في النواة؟ لأن كتلة الإلكترون الواحد نحو ١/١٨٣٦ من كتلة البروتون، فحتى ١٠٠٠ إلكترون معًا أخفّ من بروتون واحد.
نشاط الفصل

بطاقات الشحنة. اصنع ٨ بطاقات صغيرة عليها علامة + (بروتونات) و٨ بطاقات عليها علامة − (إلكترونات). تحتاج الذرة المتعادلة إلى عدد من بطاقات + يساوي عدد بطاقات −. اختر ٥ بطاقات +: كم بطاقة − تجعل الذرة متعادلة؟ جرّب ذلك مرة أخرى مع ٨ بطاقات +. ثم أزل بطاقة − واحدة وقل ما الشحنة الكلية.

تدرّب
1
أيّ جسيمين يوجدان في النواة؟
2
في ذرة ٩ بروتونات. كم إلكترونًا في الذرة المتعادلة؟
3
في ذرة ٦ بروتونات و٦ إلكترونات. ما شحنتها الكلية؟
4
لماذا نقول إن النواة تحمل معظم كتلة الذرة؟