تطور نموذج الذرة عبر العصور

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 ****

http://members.lycos.co.uk/bbssorgsa/up-file/uploads/9717438c3c.swf

• 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 *****

http://members.lycos.co.uk/bbssorgsa/up-file/uploads/6c38571656.swf

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 ****
http://members.lycos.co.uk/bbssorgsa/up-file/uploads/3bf66bc2c8.swf


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 ****


http://members.lycos.co.uk/bbssorgsa/up-file/uploads/f0140d746f.swf

منقـــــول