تطور نموذج الذرة عبر العصور

Posted on Updated on


أولاً : الذرة منذ العصور القديمة إلى ما قبل طومسون . منذ القدم حاول الانسان التعرف على ماهية المادة ، وبما أن كل العلوم كانت بيد الفلاسفة فقد كان لهم السبق في البحث والتفكير عن ماهيتها فهم كما يقال يعرفون كل شيء ، وكانت كل محاولاتهم بالطبع مجرد تفكير عقلي بعيداً عن أي تجارب عملية ، فمنهم من قال بأن المصدر الأولي للمادة هو الماء ومنهم من ذكر بأن المادة تتألف من أربعة عناصر ماء وهواء وتراب ونار ، ومنهم من ذكر بأن المادة تتألف من دقائق صغيرة تدعى الذرات ( atoms ) وأول من قال بذلك هو ديمقراطيس وخلال هذه الفترة من العصور الإنسانية المبكرة ظهرت العديد من الأفكار والتصورات الغريبة التي بنيت على هذه المفاهيم مثل فكرة حجر الفلاسفة ونظرية الفلوجستون والقوة الحيوية وأكسير الحياة . وكانت كل تلك الرؤى والتصورات التي سادت في تلك الحقب منبثقة من نظريتين مشهورتين في تلك الفترة وهما النظرية المتصلة والنظرية المنفصلة .
النظرية المتصلة تنص على أن التقسيم المطرد ( المتتالي ) للمادة سيتصل ويستمر ولن ينتهي بمعنى أننا لن نصل في النهاية إلى أجزاء دقيقة غير قابلة للانقسام بينما النظرية المنفصلة تنص على أن التجزئة المتتالية للمادة ستنفصل في النهاية بالحصول على دقائق غير قابلة للانقسام .
استمر هذا التخلف الكيميائي والذي كان نتاجاً طبيعياً لاستخدام التفكير العقلي المجرد في البحث إلى القرن السادس عشر حتى جاء دالتون ووضع أول نظرية علمية عن الذرة في عام 1808 للميلاد واستطاع من خلالها تفسير بعض القوانين المعروفة في ذلك الوقت مثل قانون حفظ الكتلة وقانون النسب الثابتة وغيرهما .
والنظرية تتألف باختصار من ثلاثة فروض وهي :
1- تتألف المادة من دقائق صغيرة غير قابلة للانقسام تدعى الذرات .
2-الذرة أصغر جزء في العنصر وتختلف العناصر باختلاف ذراتها وأن ذرات العنصر الواحد متشابهة في كل الخواص .
3- عندما تتحد العناصر لتكوين المركبات فإنها تتحد بأعداد صحيحة من الذرات .
وهنا وضع دالتون تصوره للذرة وقال بأن الذرة عبارة عن جسيم كروي مصمت ( غير فارغ ) ذوكثافة عالية يشبه كرة البلياردو
تطور النظرية الذرية نماذج الذرة
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 تطور النظرية الذرية نماذج الذرة 

فبعد تمرير محلول من كبريتا ت النحاس لاحظ ترسيب النحاس عند المهبط
وهذا دليل على أن ( الذرة تحتوي على شحنات كهربائية) أدت إلى ترسيب النحاس عند المهبط فلو كانت الذرة صماء كما قال دالتون لما رسب النحاس
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 وبالبحث عن مصدر هذا الضوء ومحاولة التعرف على ماهيته وجد أن المصدر هو القطب السالب ( المهبط ) في الأنبوب لذلك سميت هذه الأشعة بأشعة المهبط
تطور النظرية الذرية نماذج الذرة
وهي في الحقيقة ليست أشعة بل عبارة عن جسيمات ذات كتلة تحمل شحنة سالبة ، وقد تم التعرف على كونها جسيمات ذات كتلة بوضع عجلة صغيرة في مسار الأشعة فلوحظ بأنها تتحرك وبتعريض هذه الأشعة لمجال مغناطيسي لوحظ انحرافها بطريقة تشير إلى أنها تحمل شحنة سالبة ، واتضح أن هذه الجسيمات متشابهة مهما كانت المادة المصنوع منها القطب السالب ومهما كان نوع الغاز في الأنبوب .

نموذج طومسون Thomson modelوأتى طومسون وقال أن
* الذرة عبارة عن كرة مصمتة من الشحنات الموجبة تنغمس بداخلها عدد من الالكترونات السالبة
*الذرة متعادلة كهربائيا وعدد الشحنات الموجبة يساوي عدد الشحنات السالبة

* 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
تطور النظرية الذرية نماذج الذرة
ولكن كان هناك قصور في نظرية بور  1 لم تنجح نظرية بور في تفسير اطياف ذرات العناصر الاكثر تعقيدا من ذرة الهيدروجين
2 افترض بور انه يمكن تعيين مكان وسرعة الإلكترون معا بدقة تامه في نفس الوقت
3 افترض ان اللإلكترون يتحرك في مسار دائري مستوي وهذا يعني ان الذرة الهيدروجين مسطحة وقد ثبت ان الذرة فراغية ذات ثلاثة ابعاد
4 اعتبر ان الإلكترون مجرد جسيم مادي سالب الشحنة ولم يأخذ في الاعتبار الخاصية الموجية للإلكترون ..

الجهود التي بذلت لتطوير نظرية بور
أولا:  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 الاحتمالاتثالثا- المعادلة الموجية لشرودنجر schrodinger وضع شرودنجر المعادلة الموجية لحركة الالكترون وبواسطتها امكن معرفة احتمال وجود الالكترون في منطقة ما من الفراغ المحيط بالنواة
إذن المنطقة في الفضاء المحيط بالنواة والتي يحتمل وجود الالكترون فيها في كل الإتجاهات والابعاد تسمى السحابة الإلكترونية

النظرية الذرية الحديثة
تطور النظرية الذرية نماذج الذرةبناء على جهود العلماء السابقين فإن الذرة تتكون مننواة 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

Advertisements

2 thoughts on “تطور نموذج الذرة عبر العصور

    kamel said:
    10 أكتوبر 2014 عند 11:20 م

    nice lool c’ comme ca bien…

    راضية said:
    3 نوفمبر 2014 عند 3:18 م

    شكرا لكم علي هذا البحث الرائع

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s