الدرس 2-1النماذج الذرّية
نموذج طومسون
🎯 ستتعلم أن
- تفسّر كيف أثبت طومسون أن أشعة الكاثود جُسيمات مشحونة.
- توضّح كيف عرف طومسون أن هذه الجُسيمات سالبة الشحنة.
- تصف نموذج طومسون للذرّة.
🔤 مفردات جديدة
الإلكترون
المغناطيس يكشف السرّ
أثارت تجارب كروكس سؤالًا كبيرًا: هل أشعة الكاثود ضوء أم جُسيمات مشحونة؟
في عام 1897م حاول الفيزيائي طومسون الإجابة، فوضع مغناطيسًا بالقرب من أنبوب أشعة الكاثود عند تشغيله، فلاحظ أن الشعاع انحنى.
ولأن المغناطيس لا يحني الضوء، استنتج طومسون أن هذا الشعاع لا بدّ أن يكون جُسيمات مشحونة تخرج من الكاثود.
✋ سؤال سريع
لماذا استنتج طومسون أن أشعة الكاثود جُسيمات مشحونة وليست ضوءًا؟
انحنى الشعاع عند تقريب المغناطيس، والمغناطيس لا يحني الضوء، فلا بدّ أن الشعاع جُسيمات مشحونة.
اعرض الإجابة
ب) لأنها انحنت عند تقريب مغناطيس، والمغناطيس لا يحني الضوء —انحنى الشعاع عند تقريب المغناطيس، والمغناطيس لا يحني الضوء، فلا بدّ أن الشعاع جُسيمات مشحونة.
اكتشاف الإلكترون
أعاد طومسون التجربة مستعملًا كاثودًا من فلزّات مختلفة، وغازات مختلفة في الأنبوب، فوجد أن الجُسيمات المنبعثة هي نفسها دائمًا. فاستنتج أن هذه الجُسيمات موجودة في كل المواد.
ولكن ما شحنة هذه الجُسيمات؟
- الشحنات المختلفة تتجاذب.
- لاحظ طومسون أن الجُسيمات تنجذب نحو الأنود ذي الشحنة الموجبة.
- إذن هذه الجُسيمات سالبة الشحنة، وسُمّيت فيما بعد الإلكترونات.
✋ سؤال سريع
كيف عرف طومسون أن الجُسيمات في أشعة الكاثود سالبة الشحنة؟
الشحنات المختلفة تتجاذب، والجُسيمات انجذبت نحو الأنود الموجب، فلا بدّ أنها سالبة الشحنة.
اعرض الإجابة
أ) لأنها انجذبت نحو الأنود الموجب —الشحنات المختلفة تتجاذب، والجُسيمات انجذبت نحو الأنود الموجب، فلا بدّ أنها سالبة الشحنة.
✋ سؤال سريع
لماذا استنتج طومسون أن الإلكترونات موجودة في جميع أنواع الذرّات؟
تكرّرت التجربة بفلزّات وغازات مختلفة وظهرت الجُسيمات نفسها دائمًا، فهي مكوّن أساسي لجميع الذرّات.
اعرض الإجابة
ب) لأنها هي نفسها مهما اختلف فلز الكاثود أو الغاز في الأنبوب —تكرّرت التجربة بفلزّات وغازات مختلفة وظهرت الجُسيمات نفسها دائمًا، فهي مكوّن أساسي لجميع الذرّات.
نموذج طومسون للذرّة
أثارت هذه النتائج سؤالًا جديدًا: إذا كانت الذرّة تحتوي على إلكترونات سالبة، والمادة غير سالبة الشحنة، فلا بدّ أن الذرّة تحتوي أيضًا على شحنات موجبة تعادلها.
لذلك عدّل طومسون نموذج دالتون، وتصوّر الذرّة كرة من الشحنات الموجبة تنتشر فيها إلكترونات سالبة، مثل حبّات الشوكولاتة في كرة الصلصال أو العجين.
✋ سؤال سريع
لماذا أضاف طومسون الشحنات الموجبة إلى نموذجه للذرّة؟
الإلكترونات سالبة والمادة متعادلة، فلا بدّ أن تحتوي الذرّة على شحنات موجبة تساوي شحنة الإلكترونات.
اعرض الإجابة
أ) لأن المادة غير سالبة الشحنة، فلا بدّ من شحنات موجبة تعادل الإلكترونات —الإلكترونات سالبة والمادة متعادلة، فلا بدّ أن تحتوي الذرّة على شحنات موجبة تساوي شحنة الإلكترونات.
✋ سؤال سريع
ما الذي يميّز نموذج طومسون عن نموذج دالتون؟
جعل طومسون الذرّة كرة من الشحنات الموجبة تنتشر فيها إلكترونات سالبة، بدلًا من الكرة المصمتة في نموذج دالتون.
اعرض الإجابة
ب) الذرّة كرة موجبة تنتشر فيها إلكترونات سالبة —جعل طومسون الذرّة كرة من الشحنات الموجبة تنتشر فيها إلكترونات سالبة، بدلًا من الكرة المصمتة في نموذج دالتون.
أحسنت! أنهيت «نموذج طومسون»
📝 الخلاصة
- عام 1897م وضع طومسون مغناطيسًا قرب أنبوب أشعة الكاثود فانحنى الشعاع، فاستنتج أنه جُسيمات مشحونة لأن المغناطيس لا يحني الضوء.
- الجُسيمات نفسها تنبعث مهما اختلفت الفلزّات أو الغازات، فهي موجودة في كل المواد.
- انجذبت الجُسيمات نحو الأنود الموجب، فلا بدّ أنها سالبة الشحنة، وسُمّيت الإلكترونات.
- الإلكترون مكوّن أساسي لجميع أنواع الذرّات، وهو أصغر من الذرّة.
- تصوّر طومسون الذرّة كرة من الشحنات الموجبة تنتشر فيها إلكترونات سالبة، والذرّة متعادلة.