تتكون الذرّات من جسيمات تسمى البروتونات والنيوترونات والإلكترونات ، وهي المسؤولة عن كتلة الذرّة وشحنتها.
تتكون الذرة من منطقتين رئيسيتين:
الأولى: وهي النواة الموجودة في مركز الذرة وتحتوي على البروتونات والنيوترونات.
الثانية: وهي المنطقة الخارجية للذرة التي تتضمن الالكترونات والمدارات التي تدور بها.
ستغطي في حديثنا المنطقة الأولى وهي التي تحتوي على البروتونات والنيوترونات وكلاهما لديه نفس الكتلة تقريبًا ، حوالي 1.67 × 10^-24 جرامًا ، والتي يعرفها العلماء على أنها وحدة كتلة ذرية واحدة (amu) أو دالتون و
شحنة البروتون هي شحنة موجبة (+1). أما عن النيوترونات فهي جسيمات غير مشحونة توجد داخل النواة. بالتالي لنضع تعريفًا للمصطلحات السابقة جميعها وملخص لما سبق:
الذرّة: أصغر كمية ممكنة من المادة و التي لا تزال تحتفظ بهويتها كعنصر كيميائي ، وتتكون من نواة محاطة بالإلكترونات.
النواة: تعتبر النواة مركز الذرة و تتكون من بروتونات ونيوترونات (نيوكلونات).
بروتون: جسيم دون ذري ذو شحنة موجبة يشكل جزءًا من نواة ذرة ويحدد العدد الذري لعنصر، بالتالي هو الذي يحدد نوع العنصر.
نيوترون: جسيم دون ذري يشكل جزءًا من نواة الذرّة. كتلتة تساوي كتلة البروتون . النيوترونات تحدد نوع النظير.
نلاحظ ان عدد البروتونات والنيوترونات يكون تقريبا متساوي بالنوى الصغيرة(العدد الذري اقل من 20) وعدد النيوترونات اكبر بكثير من البروتونات في النوى الثقيلة:
حيث عدد البروتونات في الكربون 6 بروتونات و عدد النيوترونات 12- 6 = 6 نيوترونات.
و عدد البروتونات في الثوريوم 90 بروتون والنيوترونات 232-90= 142 نيوترون.
لكن كم يبلغ نصف قطر النواة ونصف قطر النيكلون ووزنه؟
يتراوح قطر النواة بين 1.75*10−15 متر(لليورانيوم) الى حوالِ 15*10-15 (للهيدروجين) ونصف قطر النيكلون 1*10-15 اي 0.01% من قطرالذرة.
النيوترونات كتلة الواحد منها =1.67 × 10 -27 كجم أو 1.0086654 وحدة كتل ذرية (و.ك.ذ)*.
البروتونات وكتلة الواحد منها = 1.67252 × 10 -27 كجم أو 1.00727663 وحدة كتل ذرية*.
*وحدة الكُتل الذرية : هي وحدة صغيرة للكتلة تستخدم للتعبير عن الكتلة الذرية والكتلة الجزيئية وهي تساوي 1\12 من كتلة ذرة الكربون-12.
ما هو الكوارك ؟ وما علاقته بالنواة ؟
هو جسيم اولي ويعتبر أصغر جزيء بالذرة, ترتبط الكواركات معاً لتكوين البروتونات و النيوترونات وتعرف بالهدرونات لأنها لا توجد حرة.
هل يوجد اصغر من الكوارك ؟
يعتقد قليل من العلماء أن الكواركات تتكون من أشياء أخرى تسمى ( البريونات ) ولكنهم لم يثبتوا ذلك.
الذرة والنواة قديما :
– استنتج رذرفورد : أن الذرة تتكون من كتلة صغيرة جداً وكثيفة جداً ذات شحنة موجبة تسمى النواة وتحتل مركز الذرة وتحتوي نواة الذرة على جميع البروتونات ولذا فان كتلة الذرة هي تعبير عن مجموع كتل البروتونات في نواتها (حيث أن قيمة كتل الإلكترونات صغيرة جداً…. فهي قيم مهملة).
– كان يعتقد قديما أن نواة الذرة تحتوي على عدد من البروتونات كتلتها تساوي الكتلة الذرية للعنصر , وعدد كاف من الإلكترونات لتحيط بها وتعادل شحنتها شحنة البروتونات , إلا أن مطياف الكتلة وضع أكثر من علامة استفهام حول ذلك الاعتقاد , حيث لاحظ العلماء أن مقدار الكتلة الذي يسجله مطياف الكتلة لأنوية العناصر يصل إلى ضعف كتلة هذه الأنوية ( أو أكثر ) التي نحصل عليه بطريقة حسابية . الا ان شادويك أكتشف النيوترون ومنح جائزة نوبل لهذا الأكتشاف.
مطياف الكتلة:هو تقنية تحليلية لتحديد العناصر المكونة لمادة أو جزيء ما ويستخدم أيضا لتوضيح البنى الكيميائية للجزيئات و تم استخدامه للكشف عن مكونات الذرة الى ان وصلنا لفهمنا و تصورنا الحالي لبنية الذرات.
