النماذج الذرية

درس العالم الكيميائي جون دالتون حوالي عام 1800م تجارب لافوازييه وغيره. وقد فكّر دالتون في تصميم نموذج ذري لشرح نتائج تلك التجارب، حيث قدّم مجموعة من الأفكار، إلا أنه لم يقدّم نموذجًا ماديًّا.

إذ اعتقد دالتون:

• أن المادة تتكوّن من ذرات صغيرة جدًّا لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة.
• أن كل نوع من المادة يتكوّن فقط من نوع واحد من الذرات. فمثلًا تتكوّن قطع الذهب من ذرات الذهب، وهذه الذرات تعطي خاتم الذهب مظهره اللامع. وكذلك قضبان الحديد تتكوّن من ذرات الحديد، وهذه الذرات تعطي الحديد خواص فريدة.

وقد اعتُمد نموذج دالتون كنظرية ذرية للمادة.

يُعدّ العالم الإنجليزي طومسون من أبرز العلماء الذين ساهموا في تطور النموذج الذري. أجرى طومسون تجربة رائدة أدت إلى اكتشاف جسيمات غير مرئية سالبة الشحنة تُسمّى الإلكترونات.

توصّل راذرفورد بعد ذلك من خلال تجربته الرائدة والمشهورة إلى:

• أن معظم حجم الذرة فراغ.
• أن الجزء المركزي منها عبارة عن نواة غاية في الصغر، تحوي داخلها جسيمات موجبة الشحنة أطلق عليها اسم بروتونات.
• واقترح أن الإلكترونات تنتشر في الفراغ المحيط بالنواة.

ثم قام العالم تشادويك بتجارب علمية كانت من نتائجها اكتشاف جسيم داخل النواة متعادل الشحنة (غير مشحون) أطلق عليه اسم النيوترون.

نموذج بور الذري: في بداية القرن العشرين قدّم العالم بور الدليل على أن الإلكترونات تدور حول نواة الذرة في مستويات طاقة مختلفة:

• مستوى الطاقة الأول القريب من النواة يتسع لإلكترونين.
• مستويات الطاقة الأعلى أكثر بعدًا عن النواة، وتتسع لإلكترونات أكثر.

ولتوضيح مستويات الطاقة هذه اعتقد بعض العلماء أن الإلكترونات تدور حول النواة في مدارات تبعد عن النواة مسافات محددة، وهذا يشبه دوران الكواكب حول الشمس.

النموذج الذري الحديث: نتيجة الأبحاث المستمرة توصّل العلماء إلى:

• أن للإلكترونات خواص موجية وخواص جسيمية.
• أن مستويات الطاقة غير محددة.
• أن الإلكترونات توجد حول النواة على شكل سحابة إلكترونية. واللون الغامق من السحابة يمثّل المنطقة التي يزيد احتمال وجود الإلكترون فيها.