عشر حقائق مثيرة حول الذرة

Posted in :

Akram Amir El Ali

August 19, 2021

غالبًا ما تُعتبر الذرات لبِنات بناء المادة لأنها أصغر مكونات العناصر الكيميائية. تغطي هذه الحقائق العشر معلومات أساسية حول الذرات وبعض الحقائق الممتعة عنها أيضًا.

1 – تشتق كلمة atom (باللغة الإنجليزية) من الكلمة اليونانية atomos ، والتي تعني “غير مقسم” أو “غير مجزأ”، و قد صاغ الفيلسوف اليوناني ديموقريطوس هذا المصطلح في القرن الخامس قبل الميلاد. فقد اعتقد ديموقريطوس أن الذرات عبارة عن وحدات من المادة لا يمكن تقطيعها أو تقسيمها إلى أجزاء أصغر، و بالتالي أصبحت الذرات هي الوحدات الأساسية للمادة و لبِنات بناء العناصر.

و لكن في النهاية توصل العلماء إلى معرفة الجسيمات دون الذرية. كما أنه بينما لا يمكن لأي عملية كيميائية عادية أن تقسم الذرة ، فإن الانشطار النووي و التفكك أو الإنحلال النووي يمكن أن يقسمها أو يفككها إلى وحدات أصغر.

2 – تتكون الذرات من البروتونات و النيوترونات و الإلكترونات. فالبروتونات تحمل شحنة كهربائية موجبة، و للنيوترونات متعادلة الشحنة، أما الإلكترونات فإن لها شحنة كهربائية سالبة مساوية مقدارة لشحنة البروتونات. و البروتونات والنيوترونات لها نفس كتلة بعضها البعض و توجدان في نواة الذرة. أما الإلكترونات فهي أصغر بكثير من البروتونات أو النيوترونات وتدور حول النواة.

3 – يحدد عدد البروتونات في الذرة ما هية العنصر. على سبيل المثال ، فمثلا جميع الذرات التي تحتوي على بروتون واحد هي هيدروجين H ، بينما جميع الذرات التي تحتوي على 5 بروتونات هي البورون B. كما تحتوي معظم الذرات أيضًا على إلكترونات ونيوترونات ، و لكن الشكل الأكثر شيوعًا للهيدروجين لا يحتوي على نيوترونات وغالبًا ما يفقد إلكترونه عند التفاعلات الكيميائية! و تسمى ذرات العنصر التي لها نفس عدد البروتونات و لكنها تختلف في عدد النيوترونات بالنظائر. كما يؤدي تغيير عدد الإلكترونات إلى تكوين أيونات مختلفة.
و المادة يمكن أن تتكون من نوع واحد من الذرات (عنصر نقي) أو يمكن للذرات تشكيل روابط مع بعضها البعض (تتحد مع بعضها البعض) لتكوين مركبات.

4 – في الوقت الحاضر ، هناك 118 ذرة مختلفة، و هذه تتوافق مع 118 عنصرًا من الجدول الدوري. كما يوجد حوالي 92 من هذه العناصر في الطبيعة ، بينما يتم صنع الباقي في المختبرات. فأول ذرة تم إنتاجها صناعيا هي ذرة عنصر التكنيشيوم ، والتي تحتوي على 43 بروتونًا. و في المستقبل ، يمكن صنع ذرات جديدة عن طريق إضافة بروتونات إلى الذرات الموجودة، و لكن مثل هذه الذرات ستكون مشعة و ستتحلل بسرعة أو تتفكك إلى عناصر أصغر وأكثر استقرارًا.

5 – معظم حجم الذرة فراغ (تقريبا 99.9999%) فلو قمنا مثلا بحذف كل الفراغ الموجود في ذراتنا .. فأن جميع البشر ( ال7 بليون ) سوف يكونون بحجم مكعب سكر! ، كما أن النواة الذرية كثيفة للغاية وتمثل تقريبًا كل كتلة الذرة، كما يتطلب الأمر 1836 إلكترونًا لتساوي كتلة بروتون واحد ، لذلك لا تضيف الإلكترونات كتلة كبيرة للذرة، حيث تدور الإلكترونات بعيدًا عن النواة ضمن أفلاك خاصة بها ، و لتبسيط الأمر إذا كانت النواة الذرية بحجم حبة البازلاء ، فإن الذرة ستكون بحجم ساحة مجمع رياضي.

6 – الذرات صغيرة جدًا، لذلك لا يمكن رؤيتها بالمجاهر العادية على الرغم من أن مجهر القوة الذرية يمكن أن يتخيلها. فمتوسط نصف قطر الذرة يتراوح من 30 بيكومتر إلى 300 بيكومتر ، حيث يبلغ البيكومتر الواحد 1× 10^-12 متر. و أكبر ذرة مستقرة هي ذرة السيزيوم Cs، و اصغر ذرة هي ذرة الهيليوم He .

7 – هناك ثلاث قوى تربط الذرات ببعضها البعض: التجاذب الكهربي والقوى القوية والقوى الضعيفة. فالتجاذب الكهربي يتسبب في جذب الإلكترونات السالبة والبروتونات الموجبة لبعضها البعض. كما أنه يجعل الإلكترونات تنافر بعضها البعض و أيضا تنافر البروتونات بعضها البعض. وعلى الرغم من أن البروتونات تتنافر نع بعضها البعض، إلا أن القوى النووية القوية والضعيفة تربطها ببعضها البعض وبالنيوترونات أيضا. فالقوى القوية أقوى بـ 1038 مرة من قوى التجاذب ، لكنها لا تعمل إلا عندما تكون الجسيمات قريبة جدًا من بعضها البعض.

8 – في حين أنه لا توجد طريقة كيميائية يمكن من خلالها تقسيم الذرة ، إلا أنها تتكون من جسيمات أصغر من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات.فالذرات تتكون أيضا من جسيمات دون ذرية تسمى الكواركات quarks و اللِّبتونات leptons. فالإلكترون هو نوع من اللبتون. أما البروتونات والنيوترونات فهي تتكون من ثلاثة كواركات.

9 – أكثر الذرات وفرة في الكون هي ذرة الهيدروجين. فحوالي 74٪ من جميع الذرات في مجرة درب التبانة هي ذرات هيدروجين.

10 – يحتوي جسم الإنسان على حوالي 7 مليار مليار مليار ذرة. وعلى الرغم من أن هذا عدد كبير ، إلا أن حوالي 98٪ من هذه الذرات يتم تجديدها كل عام! . للمزيد حول كيمياء جسم الإنسان يرجى الضغط على الرابط الآتي: كيمياء جسم الانسان

2 – تطبيقات خاصة بالهاتف المحول الذي يعمل على نظام أندرويد

تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات العاملة بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play

1 – تطبيق ملصقات الجدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرو في نفس الوقت كل عنصر على حدة (اللغة العربية).

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2

2 – تطبيق periodic Table cards : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة و في نفس الوقت كل عنصر على حدة (النسخة الإنجليزية) .

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir3

3 – تطبيق ملصقات كيميائية: ملصقات بتصميم جميل جدا للكواشف و الأدلة و الزجاجيات المستخدمة في المختبر و كذلك ملصقات و بطاقات لخزانات حفظ المواد و الأدوات الزجاجية .

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir

4 – تطبيق Chemical Reagents labels : ملصقات بتصميم جميل جدا للكواشف و المواد و الأدلة (النسخة الإنجليزية) :

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.mobeasyapp.app141035294223

5 – إذا كنت تواجه صعوبة في تحضير المحاليل الكيميائية الأكثر شيوعا في مختبرات الكيمياء و الاحياء، فهذا التطبيق سوف يساعدك كثيرا في تحضير المحاليل :

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir5.chemprep