الدرس 2-1النماذج الذرّية
النموذج النووي
🎯 ستتعلم أن
- تصف البروتون والنيوترون وموقعهما في الذرّة.
- تفسّر سبب افتراض العلماء وجود النيوترون.
- تحدّد عدد الإلكترونات في الذرّة المتعادلة.
- تقارن بين حجم النواة وحجم الذرّة.
🔤 مفردات جديدة
البروتونالنيوترون
البروتون
بعد أن وجد راذرفورد أن نتائج التجارب لا تناسب نموذج طومسون، اقترح العلماء نموذجًا جديدًا، وسمّوا الجُسيمات الموجودة في أنوية الذرّات.
- النواة الصغيرة تحتوي على البروتونات.
- بقية حجم الذرّة فراغ تقريبًا، يحتوي على إلكترونات عديمة الكتلة تقريبًا.
- ذرّة الذهب مثلًا تحتوي نواتها على 79 بروتونًا، لذلك ارتدّت عنها جُسيمات ألفا بقوة في تجربة راذرفورد.
✋ سؤال سريع
ما شحنة البروتون، وأين يوجد؟
البروتون جُسيم موجب الشحنة يوجد في نوى جميع الذرّات.
اعرض الإجابة
ب) موجب، ويوجد في النواة —البروتون جُسيم موجب الشحنة يوجد في نوى جميع الذرّات.
النيوترون: حلّ لغز الكتلة
رغم نجاح نموذج راذرفورد، ظهر سؤال جديد:
- الإلكترونات عديمة الكتلة تقريبًا.
- إذا كانت الذرّة تتكوّن من إلكترونات وبروتونات فقط، فيجب أن تساوي كتلتها كتلة بروتوناتها.
- لكن العلماء وجدوا أن كتلة معظم الذرّات تساوي ضعفي كتلة بروتوناتها تقريبًا!
من أين جاء الفرق في الكتلة؟ افترض العلماء وجود جُسيمات أخرى في النواة، وسمّوها النيوترونات.
✋ سؤال سريع
ما الجُسيمات الموجودة في نواة الذرّة؟
تحتوي النواة على البروتونات الموجبة والنيوترونات المتعادلة، أما الإلكترونات فتشغل الحيّز المحيط بالنواة.
اعرض الإجابة
ب) البروتونات والنيوترونات —تحتوي النواة على البروتونات الموجبة والنيوترونات المتعادلة، أما الإلكترونات فتشغل الحيّز المحيط بالنواة.
✋ سؤال سريع
لماذا افترض العلماء وجود النيوترونات؟
كتلة معظم الذرّات تساوي ضعفي كتلة بروتوناتها تقريبًا، والإلكترونات عديمة الكتلة تقريبًا، فلا بدّ من جُسيمات أخرى لها كتلة: النيوترونات.
اعرض الإجابة
أ) لأن كتلة الذرّة أكبر من كتلة بروتوناتها، والإلكترونات عديمة الكتلة تقريبًا —كتلة معظم الذرّات تساوي ضعفي كتلة بروتوناتها تقريبًا، والإلكترونات عديمة الكتلة تقريبًا، فلا بدّ من جُسيمات أخرى لها كتلة: النيوترونات.
✋ سؤال سريع
ذرّة متعادلة تحتوي نواتها على 49 بروتونًا. كم إلكترونًا فيها؟
في الذرّة المتعادلة يتساوى عدد الإلكترونات مع عدد البروتونات، فعدد الإلكترونات 49.
اعرض الإجابة
ب) 49 —في الذرّة المتعادلة يتساوى عدد الإلكترونات مع عدد البروتونات، فعدد الإلكترونات 49.
ما أصغر النواة!
رسوم الذرّة في الكتب، ومنها رسم ذرّة الكربون السابق، لا تمثّل الحجم الحقيقي للنواة بالنسبة إلى الذرّة كلها.
لعلك الآن تفهم لماذا اخترقت معظم جُسيمات ألفا صفيحة الذهب دون أن تواجه أي عائق: إنها فراغات كبيرة تسمح بمرور الجُسيمات.
✋ سؤال سريع
ما رمز الكيلومتر؟
رمز الكيلومتر km، والكيلومتر يساوي 1000 m.
اعرض الإجابة
أ) km —رمز الكيلومتر km، والكيلومتر يساوي 1000 m.
✋ سؤال سريع
لو كانت النواة بحجم كرة تنس الطاولة، فكم يكون قطر الذرّة تقريبًا؟
لو كانت النواة بحجم كرة تنس الطاولة لكان قطر الذرّة نحو 2.4 km، وهذا يبيّن أن معظم الذرّة فراغ.
اعرض الإجابة
ج) 2.4 km —لو كانت النواة بحجم كرة تنس الطاولة لكان قطر الذرّة نحو 2.4 km، وهذا يبيّن أن معظم الذرّة فراغ.
أحسنت! أنهيت «النموذج النووي»
📝 الخلاصة
- البروتونات جُسيمات موجبة الشحنة توجد في نوى جميع الذرّات، وأطلق عليها العلماء هذا الاسم عام 1920م.
- الإلكترونات عديمة الكتلة تقريبًا، وتشغل الحيّز المحيط بالنواة.
- وجد العلماء أن كتلة معظم الذرّات تساوي ضعفي كتلة بروتوناتها تقريبًا، فافترضوا وجود النيوترونات.
- النيوترون جُسيم له كتلة مساوية لكتلة البروتون تقريبًا، لكنه متعادل كهربائيًا.
- تحتوي النواة على البروتونات والنيوترونات، وفي الذرّة المتعادلة يتساوى عدد الإلكترونات مع عدد البروتونات.
- النواة صغيرة جدًا مقارنة بالذرّة، فلو كانت بحجم كرة تنس الطاولة لكان قطر الذرّة 2.4 km.