الدرس الأول: مكونات الذرة
المتوسط - الصف التاسع
1. مقدمة: ما هي الذرة؟
الذرة (Atom): هي أصغر وحدة بناء للمادة، تحتفظ بالخصائص الكيميائية للعنصر.
تتكون الذرة من ثلاثة مكونات أساسية:
- البروتونات (Protons): جسيمات موجبة الشحنة في النواة.
- النيوترونات (Neutrons): جسيمات متعادلة الشحنة في النواة.
- الإلكترونات (Electrons): جسيمات سالبة الشحنة تدور حول النواة.
2. النماذج الذرية وتطورها
أ. نموذج دالتون (Dalton’s Model)
جون دالتون (عالم إنجليزي، القرن 19).
- المادة تتكون من دقائق صغيرة جداً غير قابلة للتجزئة تسمى الذرات.
- ذرات العنصر الواحد متشابهة في الشكل والكتلة والخصائص.
- ذرات العناصر المختلفة تختلف في الكتلة والخواص.
- المركبات تتكون من اتحاد ذرات العناصر بنسب ثابتة.
شكل النموذج: كرة مصمتة صغيرة (مثل كرة البلياردو).
تصور دالتون الذرة ككرة صلبة مصمتة غير قابلة للتجزئة.
ب. تجارب التحليل الكهربائي (مايكل فاراداي)
- أثبتت أن المحاليل الأيونية توصل الكهرباء.
- استنتج أن الذرات تحتوي على جسيمات مشحونة (أيونات).
ج. تجارب التفريغ الكهربائي (اكتشاف الإلكترون)
عند تطبيق جهد عالٍ في أنبوب مفرغ، تظهر أشعة كاثودية تنتقل من القطب السالب إلى الموجب.
خصائص الأشعة الكاثودية:- تتحرك في خطوط مستقيمة.
- تنحرف في المجال الكهربائي والمغناطيسي نحو القطب الموجب.
- لا تتغير خصائصها بتغير مادة القطب أو نوع الغاز.
الاستنتاج: الأشعة الكاثودية هي جسيمات سالبة الشحنة سميت لاحقاً "الإلكترونات".
د. نموذج طومسون (Thomson’s Model) - 1897
نموذج فطيرة الزبيب: الذرة كرة متجانسة من الشحنة الموجبة مغروسة فيها إلكترونات سالبة.
الذرة متعادلة كهربائياً لأن عدد الشحنات الموجبة = عدد الشحنات السالبة.
كرة موجبة (العجين) وإلكترونات (الزبيب) مغروسة فيها.
هـ. نموذج رذرفورد (Rutherford’s Model) - 1911
التجربة: قذف صفيحة رقيقة من الذهب بحزمة من جسيمات ألفا (شحنتها موجبة).
- معظم الجسيمات مرت مباشرة.
- بعضها انحرف بزوايا صغيرة.
- عدد قليل جداً ارتد للخلف.
- معظم حجم الذرة فراغ.
- يوجد نواة صغيرة موجبة وكثيفة.
- الإلكترونات تدور حول النواة.
← جسيمات ألفا
ذرات الذهب
و. اكتشاف النيوترونات (جيمس تشادويك 1932)
جسيمات متعادلة الشحنة، توجد في النواة. كتلتها تساوي تقريباً كتلة البروتون.
3. مكونات الذرة بالتفصيل
| المكون | الشحنة | الكتلة النسبية | الموقع |
|---|---|---|---|
| البروتون (p⁺) | موجبة (+) | 1 | في النواة |
| النيوترون (n⁰) | متعادلة (0) | 1 | في النواة |
| الإلكترون (e⁻) | سالبة (-) | 1/1840 | تدور حول النواة |
الكربون (C)
العدد الذري: 6 | العدد الكتلي: 12
التوزيع الإلكتروني: 2 , 4
4. النظائر (Isotopes)
التعريف: ذرات لنفس العنصر لها نفس العدد الذري (نفس عدد البروتونات) ولكنها تختلف في العدد الكتلي (بسبب اختلاف عدد النيوترونات).
- كلور-35: 17 بروتون + 18 نيوترون.
- كلور-37: 17 بروتون + 20 نيوترون.
5. النظائر المشعة (Radioactive Isotopes)
التعريف: هي نظائر غير مستقرة لذرات العناصر، تميل أنويتها للتحلل تلقائياً لإطلاق طاقة وجسيمات (إشعاعات) للوصول إلى حالة الاستقرار.
أنواع الإشعاعات:
- جسيمات ألفا (α): نواة هيليوم، موجبة الشحنة.
- جسيمات بيتا (β): إلكترونات سريعة، سالبة الشحنة.
- أشعة غاما (γ): موجات كهرومغناطيسية عالية الطاقة.
6. خلاصة الدرس
أ. المكونات الأساسية للذرة:
ب. تطور النماذج الذرية:
7. المفاهيم الأساسية في الدرس
8. أسئلة مراجعة سريعة
1. ما الفرق بين نموذجي طومسون ورذرفورد؟
2. كيف اكتشفت الإلكترونات؟
3. ما النظائر؟ أعط مثالاً.
4. لماذا ارتدت قلة من جسيمات ألفا في تجربة رذرفورد؟
5. ما الفرق بين البروتون والنيوترون؟