السلام عليكم ورحمه الله وبركاته
((تطور نموذج الذرة عبر العصور))
لقد حاول العديد من علماء الفيزياء والكيمياء ربط الحقائق ليخرجوا بتصور صحيح لحقيقة الذرة , وقد أخذت هذه الحقائق تتوالى في القرن التاسع عشر والقرن العشرين
فالنستعرض معا بعضا من هذه الحقائق بشئ من التفصيل /
نظرية دالتون Dalton theory
وهي نظرية اقترحها العالم الإنجليزي جون دالتون عام 1803
وقال فيها ان ( الذرة كرة صماء مصمتة متناهية في الصغر)
وتشتمل نظريته على البنود التالية :
تتكون العناصر من دقائق صغيرة تسمى الذرات .
ذرات العنصر الواحد لها الصفات نفسها ، وتختلف في هذه الصفات عن غيرها من العناصر .
الذرة اصغر جزء من العنصر وغير قابلة للانقسام
عندما تتحد الذرات لتكون مركبات فإن الاتحاد يتم بين ذرات صحيحة
واليكم تجارب ساهمت في تطور فهمنا لتركيب الذرة /
اولا تجارب التحليل الكهربي لفاراداي
كان فاراداي يجري تجاربه لبحث العلاقة بين كمية الكهرباء التي تمر في محلول مادة وكمية المادة التي تتفاعل نتيجة مرور التيار
فبعد تمرير محلول من كبريتا ت النحاس لاحظ ترسيب النحاس عند المهبط
وهذا دليل على ان
( الذرة تحتوي على شحنات كهربائية)
ادت الى ترسيب النحاس عند المهبط فلو كانت
الذرة صماء كما قال دالتون لما رسب النحاس
ثانيا تجارب التفريغ الكهربي /
من المعروف ان الغازات لا توصل التيار الكهربي في الظروف العادية ولكن إذا فرغنا أنبوب زجاجي من الغاز ثم وصل بين قطبين احدهما موجب والأخر سالب بتيار ذو فرق جهد مرتفع فإن الغاز يصبح موصلا للتيار الكهربي كما انه يشع ضوءا
إذن
( إشعاع الجدران الأنبوب ناتج عن ارتطام أشعة صادرة من المهبط وتسمى أشعة المهبط )
واليكم فلاش يوضح خصائص اشعة المهبط
**** فلاش خصائص اشعة المهبط ****
• في البدايه قال ان اشعة المهبط جسيمات صغيره تحمل تحمل شحنه سالبة تنبعث من المهبط
• ولكن عندما قاس نسبة الشحنه الى الكتلة الكلية في هذه الاشعة مقارنه بالايونات الناتجة عن التحليل الكهربي وجد ان النسبه اكبر بالف مرة في هذه الاشعه
• اذن اشعة المهبط ليست ذرات مكهربه ولكنها جسيمات اصغر من الذرة بكثير سميت الالكترونات
نموذج طومسون Thomson model
واتى طومسون وقال ان الذرة عبارة عن كرة مصمتة من الشحنات الموجبة تنغمس بداخلها عدد من الالكترونات السالبة
الذرة متعادلة كهربائيا وعدد الشحنات الموجبة يساوي عدد الشحنات السالبة
تجربة رذرفورد Rutherford
وحان وقت رذرفورد وأجرى تجربته المشهورة
بإستخدام انبوبه من الرصاص بها عنصر تخرج منه جسيمات الفا وصفيحه رقيقة جدا من الذهب
ولوح معدني على هيئة دائرة مغطى بكبريتيد الخارصين وذلك ليعطي وميضا عند اصطدام جسيمات الفا
فعند تسليط الجسيمات على الصفيحه لاحظ التالي /
معظم الجسيمات تنفذ دون انحراف -----> معظم حجم الذره فراغ وليست مصمته
نسبة ضئيلة انحرفت عن مسارها -------> أي انها اقتربت من جسم مشحون بشحنة مشابهه ( موجبه) أي شحنه النواة الموجبة
نسبة قليله ارتدت عكس مسارها ------ > يوجد بالذرة جزء صغير جدا ذو كثافه عالية ( النواة )
***** فلاش لما يحصل للاشعه داخل الذرة *****
فقترح نموذج جديد للذرة والذي يشير إلى ان الذرة تتكون من نواة صغيرة الحجم موجبة الشحنة محاطة بإلكترونات صغيرة الحجم والكتلة وشحنتها سالبة تعادل شحنة النواة الموجبة
واستطاع ان يحسب نصف قطر النواة ونصف قطر الذرة
نصف قطر النواة 1/ 100000 من نصف قطر الذرة
نظرية بــــور boher
واتى بور ووضع النظريات التالية استنادا على بعض الحقائق من ابحاث علماء الفيزياء ومن تجاربة الخاصة
يتحرك الالكترون في مدار ثابت ويكون لكل مدار يتحرك فية الالكترون طاقة محددة ثابتة تتوقف على قربة او بعدة عن النواة
يعبر عن كل مدار بعدد صحيح يسمى عدد الكم الرئيسي وقد وجد ان اقصى عدد لمستويات الطاقة هو سبعة في الحالة المستقرة
لاتشع الذرة ضوءا عندما تتحرك الالكترونات في مدارها الثابت ولكن تشع ضوءا اذا انتقل الالكترون من مجال ذي طاقة معينه الى مجال ذي طاقة اقل وتكون الطاقة المنطلقة تساوي الفرق بين طاقتي المدارين
يتبع الالكترون في تحركة مسار دائري مما يؤدي الى تكوين قوة طاردة مركزية تعادل قوة جذب النواة للإلكترونات
**** فلاش ذرة بـــــــــــــــــــــور ****
ولكن كان هناك قصور في نظرية بور
لم تنجح نظرية بور في تفسير اطياف ذرات العناصر الاكثر تعقيدا من ذرة الهيدروجين
افترض بور انه يمكن تعيين مكان وسرعة الإلكترون معا بدقة تامه في نفس الوقت
افترض ان اللإلكترون يتحرك في مسار دائري مستوي وهذا يعني ان الذرة الهيدروجين مسطحة وقد ثبت ان الذرة فراغية ذات ثلاثة ابعاد
اعتبر ان الإلكترون مجرد جسيم مادي سالب الشحنة ولم يأخذ في الاعتبار الخاصية الموجية للإلكترون ..
وننتقل الآن الى الجهود التي ادت الى تطور نظرية بور الذرية
اولا - الطبيعة المزدوجة للإلكترون
مبدأ دي برولي debroglle
( كل جسيم متحرك تصاحبة حركة موجية لها بعض خصائص الموجات الضوئية)
ثانيا - مبدأ عدم التأكد لهيزنبرج heisinberge
يستحيل تحديد مكان وسرعة الاكترون معا في وقت واحد ولكن ذلك يخضع لقوانين الاحتمالات
ثالثا- المعادلة الموجية لشرودنجر schrodinger
وضع شرودنجر المعادلة الموجية لحركة الالكترون وبواسطتها امكن معرفة احتمال وجود الالكترون في منطقة ما من الفراغ المحيط بالنواة
اذن المنطقة في الفضاء المحيط بالنواة والتي يحتمل وجود الالكترون فيها في كل الاتجاهات والابعاد تسمى السحابة الإلكترونية
و أخيرا تم التوصل إلى:
النظرية الذرية الحديثة
بناء على جهود العلماء السابقين فإن الذرة تتكون من
نواة تحتوي على الشحنة الموجبة ( بروتونات ) تتركز فيها معظم كتلة النواة ومحاطة بإلكترونات سالبة الشحنة تتحرك بسرعة كبيرة جدا حوالي 2000 كم / ث
ولها خواص الموجات وتشغل مناطق الفراغ حول النواة ولها طاقات معينة واحتمال وجود الالكترونات خارج هذة المناطق ضئيل جدا
ويمكن حساب طاقات هذه المناطق وحساب ابعاد المجالات الالكترونية واشكالها الهندسية فيما يعرف بالاعداد الكمية
**** ذرة النظرية الحديثة ****
((تطور نموذج الذرة عبر العصور))
لقد حاول العديد من علماء الفيزياء والكيمياء ربط الحقائق ليخرجوا بتصور صحيح لحقيقة الذرة , وقد أخذت هذه الحقائق تتوالى في القرن التاسع عشر والقرن العشرين
فالنستعرض معا بعضا من هذه الحقائق بشئ من التفصيل /
نظرية دالتون Dalton theory
وهي نظرية اقترحها العالم الإنجليزي جون دالتون عام 1803
وقال فيها ان ( الذرة كرة صماء مصمتة متناهية في الصغر)
وتشتمل نظريته على البنود التالية :
تتكون العناصر من دقائق صغيرة تسمى الذرات .
ذرات العنصر الواحد لها الصفات نفسها ، وتختلف في هذه الصفات عن غيرها من العناصر .
الذرة اصغر جزء من العنصر وغير قابلة للانقسام
عندما تتحد الذرات لتكون مركبات فإن الاتحاد يتم بين ذرات صحيحة
واليكم تجارب ساهمت في تطور فهمنا لتركيب الذرة /
اولا تجارب التحليل الكهربي لفاراداي
كان فاراداي يجري تجاربه لبحث العلاقة بين كمية الكهرباء التي تمر في محلول مادة وكمية المادة التي تتفاعل نتيجة مرور التيار
فبعد تمرير محلول من كبريتا ت النحاس لاحظ ترسيب النحاس عند المهبط
وهذا دليل على ان
( الذرة تحتوي على شحنات كهربائية)
ادت الى ترسيب النحاس عند المهبط فلو كانت
الذرة صماء كما قال دالتون لما رسب النحاس
ثانيا تجارب التفريغ الكهربي /
من المعروف ان الغازات لا توصل التيار الكهربي في الظروف العادية ولكن إذا فرغنا أنبوب زجاجي من الغاز ثم وصل بين قطبين احدهما موجب والأخر سالب بتيار ذو فرق جهد مرتفع فإن الغاز يصبح موصلا للتيار الكهربي كما انه يشع ضوءا
إذن
( إشعاع الجدران الأنبوب ناتج عن ارتطام أشعة صادرة من المهبط وتسمى أشعة المهبط )
واليكم فلاش يوضح خصائص اشعة المهبط
**** فلاش خصائص اشعة المهبط ****
• في البدايه قال ان اشعة المهبط جسيمات صغيره تحمل تحمل شحنه سالبة تنبعث من المهبط
• ولكن عندما قاس نسبة الشحنه الى الكتلة الكلية في هذه الاشعة مقارنه بالايونات الناتجة عن التحليل الكهربي وجد ان النسبه اكبر بالف مرة في هذه الاشعه
• اذن اشعة المهبط ليست ذرات مكهربه ولكنها جسيمات اصغر من الذرة بكثير سميت الالكترونات
نموذج طومسون Thomson model
واتى طومسون وقال ان الذرة عبارة عن كرة مصمتة من الشحنات الموجبة تنغمس بداخلها عدد من الالكترونات السالبة
الذرة متعادلة كهربائيا وعدد الشحنات الموجبة يساوي عدد الشحنات السالبة
تجربة رذرفورد Rutherford
وحان وقت رذرفورد وأجرى تجربته المشهورة
بإستخدام انبوبه من الرصاص بها عنصر تخرج منه جسيمات الفا وصفيحه رقيقة جدا من الذهب
ولوح معدني على هيئة دائرة مغطى بكبريتيد الخارصين وذلك ليعطي وميضا عند اصطدام جسيمات الفا
فعند تسليط الجسيمات على الصفيحه لاحظ التالي /
معظم الجسيمات تنفذ دون انحراف -----> معظم حجم الذره فراغ وليست مصمته
نسبة ضئيلة انحرفت عن مسارها -------> أي انها اقتربت من جسم مشحون بشحنة مشابهه ( موجبه) أي شحنه النواة الموجبة
نسبة قليله ارتدت عكس مسارها ------ > يوجد بالذرة جزء صغير جدا ذو كثافه عالية ( النواة )
***** فلاش لما يحصل للاشعه داخل الذرة *****
فقترح نموذج جديد للذرة والذي يشير إلى ان الذرة تتكون من نواة صغيرة الحجم موجبة الشحنة محاطة بإلكترونات صغيرة الحجم والكتلة وشحنتها سالبة تعادل شحنة النواة الموجبة
واستطاع ان يحسب نصف قطر النواة ونصف قطر الذرة
نصف قطر النواة 1/ 100000 من نصف قطر الذرة
نظرية بــــور boher
واتى بور ووضع النظريات التالية استنادا على بعض الحقائق من ابحاث علماء الفيزياء ومن تجاربة الخاصة
يتحرك الالكترون في مدار ثابت ويكون لكل مدار يتحرك فية الالكترون طاقة محددة ثابتة تتوقف على قربة او بعدة عن النواة
يعبر عن كل مدار بعدد صحيح يسمى عدد الكم الرئيسي وقد وجد ان اقصى عدد لمستويات الطاقة هو سبعة في الحالة المستقرة
لاتشع الذرة ضوءا عندما تتحرك الالكترونات في مدارها الثابت ولكن تشع ضوءا اذا انتقل الالكترون من مجال ذي طاقة معينه الى مجال ذي طاقة اقل وتكون الطاقة المنطلقة تساوي الفرق بين طاقتي المدارين
يتبع الالكترون في تحركة مسار دائري مما يؤدي الى تكوين قوة طاردة مركزية تعادل قوة جذب النواة للإلكترونات
**** فلاش ذرة بـــــــــــــــــــــور ****
ولكن كان هناك قصور في نظرية بور
لم تنجح نظرية بور في تفسير اطياف ذرات العناصر الاكثر تعقيدا من ذرة الهيدروجين
افترض بور انه يمكن تعيين مكان وسرعة الإلكترون معا بدقة تامه في نفس الوقت
افترض ان اللإلكترون يتحرك في مسار دائري مستوي وهذا يعني ان الذرة الهيدروجين مسطحة وقد ثبت ان الذرة فراغية ذات ثلاثة ابعاد
اعتبر ان الإلكترون مجرد جسيم مادي سالب الشحنة ولم يأخذ في الاعتبار الخاصية الموجية للإلكترون ..
وننتقل الآن الى الجهود التي ادت الى تطور نظرية بور الذرية
اولا - الطبيعة المزدوجة للإلكترون
مبدأ دي برولي debroglle
( كل جسيم متحرك تصاحبة حركة موجية لها بعض خصائص الموجات الضوئية)
ثانيا - مبدأ عدم التأكد لهيزنبرج heisinberge
يستحيل تحديد مكان وسرعة الاكترون معا في وقت واحد ولكن ذلك يخضع لقوانين الاحتمالات
ثالثا- المعادلة الموجية لشرودنجر schrodinger
وضع شرودنجر المعادلة الموجية لحركة الالكترون وبواسطتها امكن معرفة احتمال وجود الالكترون في منطقة ما من الفراغ المحيط بالنواة
اذن المنطقة في الفضاء المحيط بالنواة والتي يحتمل وجود الالكترون فيها في كل الاتجاهات والابعاد تسمى السحابة الإلكترونية
و أخيرا تم التوصل إلى:
النظرية الذرية الحديثة
بناء على جهود العلماء السابقين فإن الذرة تتكون من
نواة تحتوي على الشحنة الموجبة ( بروتونات ) تتركز فيها معظم كتلة النواة ومحاطة بإلكترونات سالبة الشحنة تتحرك بسرعة كبيرة جدا حوالي 2000 كم / ث
ولها خواص الموجات وتشغل مناطق الفراغ حول النواة ولها طاقات معينة واحتمال وجود الالكترونات خارج هذة المناطق ضئيل جدا
ويمكن حساب طاقات هذه المناطق وحساب ابعاد المجالات الالكترونية واشكالها الهندسية فيما يعرف بالاعداد الكمية
**** ذرة النظرية الحديثة ****