ما هي الذرة؟ معلومات غريبة ومدهشة عنها

ما هي الذرة وتعريفها ومما تتكون وأنواعها وأصغر جسيم في الذرات أنواعها ومعلومات مدهشة أخرى عن الذرات، تعرفها في هذا المقال.

علم الذرة

البنية الذرية للمادة لها دوراً أساسياً في تحديد خصائص المادة والتشوهات الواقعة عليها تحت ظروف بيئية مختلفة ويمارس علم الذرة ومكوناتها بهدف وصف خصائص المادة الأساسية والتغييرات فيها خلال العمليات المختلفة وتداخل المواد، كما يمكن استخدام النموذج الذري للمساعدة على محاكاة سلوك الجزيئات وهذا يتم عبر تطبيق جميع الأساليب النظرية المتاحة، حيث تهدف المحاكاة إلى تحليل سلوك الذرات عن طريق فهم وتخطيط حركة كل ذرة في المادة.

تعريف الذرة

الذرة، هي أصغر وحدة يمكن تقسيم المادة إليها دون إطلاق جزيئات مشحونة كهربائيًا وهي أيضًا أصغر وحدة مادة لها الخصائص المميزة لعنصر كيميائي، على هذا النحو، فإن الذرة هي لبنة البناء الأساسية للكيمياء.

مما تتكون الذرة

تتكون الذرة من الأجزاء التالية:

النواة

هي مركز للذرة وتشكل معظم كتلتها، اكتشف العالم الفيزيائي إرنست رذرفورد، وجود النّواة عام 1911 وتتكون النواة من البروتونات والنيوترونات وتتماسك مكوناتها بفضل قوى التّرابط النّووي.

البروتونات

اكتشف إرنست رذرفورد وجود جسيمات مشحونة بشحنة موجبة داخل النواة وأطلق عليها اسم البروتونات وهي بدورها من ثلاثة جسيمات أوليّة تُسمى كواركات وللبروتون كتلة صغيرة.

النيوترونات

النيوترونات هي جسيمات غير مشحونة، توجد داخل النواة، افترض رذرفورد وجودها عام 1920 وأكد العالم تشادويك وجودها فعلياً عام 1932، كتلة النيوترونات أكبر قليلاً من كتلة البروتونات.

الإلكترونات

هي جسيمات مشحونة بشحنة سالبة وتنجذب كهربائياََ للبروتونات موجبة الشحنة، اكتشف وجودها العالم البريطاني جوزيف جون طومسون في عام 1897 وهي أصغر من البروتونات والنيوترونات بما يزيد عن 1800 مرة.

أصغر جسيم في الذرة

• أصغر جسيم هو الكوارك وهو اللبنة الأساسية للهادرونات، هناك نوعان من الهادرونات: الباريونات (ثلاثة كواركات) والميزونات (كوارك واحد، كوارك مضاد واحد)، البروتونات والنيوترونات باريونات مستقرة.
• هناك أيضًا اللبتونات وهي عائلة من الجسيمات الأولية تشمل الإلكترونات والميونات والتاوونات والنيوترينوات وكان يُعتقد في الأصل أن النيوترينوات ليس لها كتلة صفرية ولكن وُجِد أنها تمتلك كتلة صغيرة جدًا.

معلومات غريبة عن الذرات

• نظرًا لأن كل مادة في الكون تقريبًا تتكون من ذرات فردية، فقد كان لا بد من تشكيلها أثناء الانفجار العظيم، الآن من الناحية النظرية، تشكلت الذرات منذ حوالي 13.7 مليار سنة بعد الانفجار العظيم، أثناء الانفجار العظيم، كان الكون شديد الحرارة لدرجة أنه لم يكن مناسبًا لتشكيل الذرات ومع ذلك بمرور الوقت، برد الكون وكانت حالة الكون مثالية لتكوين الكواركات (البروتونات والنيوترونات) والإلكترونات، ثم مع مزيج من الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات، بدأت الذرات في التكون.
• ببساطة، لا يمكنك رؤية أو ملاحظة الذرات بالعين المجردة، هذه جزيئات صغيرة بشكل لا يصدق ومن المثير للاهتمام أن الذرات صغيرة جدًا لدرجة أنه لا يمكن حتى رؤية تلك التي تستخدم المجاهر الضوئية النموذجية، نتيجة لذلك، حاول العلماء من جميع أنحاء العالم تطوير مجهر يمكن استخدامه لرؤية الذرات الفردية.
• عند الحديث عن اختراع مجاهر لرصد الذرات، ابتكر باحثون في شركة IBM نوعًا فريدًا من المجهر يسمى "مجهر المسح النفقي"، بمساعدة هذا المجهر، كان من الممكن مراقبة الذرات لأول مرة، تم اختراع "مجهر المسح النفقي" في عام 1981 وحصل مخترع هذا الجهاز على جائزة نوبل، في الوقت الحاضر، هناك الكثير من "المجاهر النانوية" أو "المجاهر الإلكترونية" التي يمكن من خلالها رؤية الذرات.
• على الرغم من الخلط بين "الذرات" و"الجزيئات"، إلا أنهما شيئان فريدان تمامًا، ببساطة عندما تتحد مجموعة من الذرات أو تترابط معًا، يطلق عليها اسم الجزيء، هذا يعني أن الجزيئات تتشكل عندما تتحد ذرات متعددة.
• أنت تعلم أن الذرات صغيرة جدًا، لكن ما مدى صغرها؟ إنها صغيرة جدًا لدرجة أنك ستحتاج إلى تريليونات من الذرات لصنع أي شيء، أيضًا يختلف حجم الذرة في الواقع من عنصر لآخر ومع ذلك، فإن حجم الذرة النموذجية سيكون حوالي 0.3 نانو قدمًا، هذا صغير جدًا لدرجة أنك ستواجه صعوبة في تخيله.
• نحن أيضًا مصنوعون من الذرات، هل تعرف كم عدد الذرات في جسمك؟ صدق أو لا تصدق، هناك حوالي "7 مليار" ذرة في جسم إنسان بالغ وزنه 70 كجم، علاوة على ذلك، فإن أجسامنا تستبدل حوالي 98% من جميع الذرات كل عام.
• أنت تعلم أن الذرات مصنوعة من جزيئات دون ذرية، هناك نوعان من الجسيمات دون الذرية مثل الجسيمات الأولية والمركبة، الجسيمات الأولية غير قابلة للتجزئة والجسيمات المركبة مصنوعة من جسيمات أصغر أخرى تعرف باسم "كوارك".
• ربما تكون قد خمنت بالفعل أنه سيكون هناك كمية كبيرة من الذرات في الكون بأسره، لكن كم عدد الذرات الموجودة في الكون، في الواقع لا توجد إجابة دقيقة على هذا السؤال.
• نعلم أن الذرة تتكون من 3 جسيمات دون ذرية أساسية تسمى الإلكترون والبروتون والنيوترون ومع ذلك، في حالة الهيدروجين، فإنه لا ينطبق عليه ذلك ومن المثير للاهتمام أن الهيدروجين هو الذرة الوحيدة التي لا تحتوي على أي نيوترون، بدلاً من ذلك، يحتوي على بروتون موجب الشحنة وإلكترون سالب الشحنة.
• بعد 380000 سنة من الانفجار العظيم، تم تبريد الكون ليكون مكانًا مثاليًا لتكوين الذرات وعندها فقط يمكن أن تبدأ الذرات في تكوين عناصر كيميائية جديدة، تشير التقارير إلى أن الذرات الأولى كانت من الهيدروجين والهيليوم، لا يزال الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الكون، ثاني أكثر العناصر وفرة هو الهيليوم وثالث أكثر العناصر وفرة في الكون هو الأكسجين.
• قد يحتوي الكون على الهيدروجين والهيليوم بكميات وفيرة ومع ذلك فإن الأرض مختلفة قليلاً، أكثر العناصر وفرة على وجه الأرض هو الأكسجين، يشكل حوالي 46.6% من كتلة الأرض، بعد ذلك، يعتبر السيليكون ثاني أكثر العناصر وفرة على وجه الأرض.
• كانت الفكرة أو النظرية القائلة بأن كل كائن في العالم يتكون من العديد من الجسيمات الفردية الصغيرة سائدة منذ العصور القديمة ومع ذلك، كان جون دالتون هو من أدرج فكرة الذرات في مجال العلوم الحديثة لأول مرة.