• تسير في خطوط مستقيمة من المهبط (الكاثود) إلى المصعد (الأنود) تبسيطاً بشكل موازٍ للحقل الكهربائي المطبق بين المصعد والمهبط.
• لها تأثير حراري حيث أنها تحدث توهج على جدار أنبوب التفريغ.
• تتكون من دقائق مادية صغيرة. أي ان لها كتلة
• تتأثر بالمجال المغناطيسي والكهربائي بطريقة تدل على أن شحنتها سالبة.
• لا تتغير بتغير نوع مادة المهبط أو نوع الغاز المخلخل مما يدل على انها تدخل في تركيب جميع المواد.
• 
  

• تسير هذه الاشعة داخل الأنبوبة في خطوط مستقيمة تبسيطاً بشكل موازٍ للحقل الكهربائي المطبق بين المصعد والمهبط أي عمودياً على سطح المهبط (الكاثود). وكذلك لو نظرنا إلى أحد خصائص الضوء سنجدها تحمل صفة الاستقامة مثل أشعة الكاثود، بحيث لو أننا وضعنا جسماً معيناً في ضوء الشمس سيتكون ظل لهذا الجسم.
• عند اصطدام هذه الأشعة بسطح معدني رقيق فإنها ترفع درجة حرارته حتى التوهج (أي أنها تحمل طاقة حرارية)، كذلك الضوء يحمل هذه الصفة، حيث لو أننا لمسنا مصباح سيارة مثلا بعد مشوار طويل في الليل سنجد أنه ساخن أي يحمل طاقة حرارية فهذه الطاقة تحولت من الطاقة الضوئية.
• تحرك عجلة خفيفة عند اصطدامها بها أي أن لها كمية حركة (أو كتلة)، ولكن لونظرنا إلى الضوء سنجد أنه لا يحمل هذه الصفة، حيث لو أننا سلطنا مصباح على مروحة قابلة للدوران حول محور لن تدور هذه المروحة ولكن سيحدث العكس عند أشعة الكاثود (أي ستدور المروحة).
• تنحرف هذه الأشعة عند دخولها مجالاً مغناطيسياً عمودياً على اتجاهها (أي أنها تمتلك شحنات كهربائية سالبة)، ولكن لو سلطنا ضوء مصباح على المولد الكهربائي سنجد أن الضوء يسير بلا انحراف أو تكسر أو حيود فهذا يفسر أن الضوء لا يحمل هذه الصفة ولا يتأثر بالمجال المغناطيسي.
• كلاهما يتشابهان الا ان اشعة الكاثود مشحونه وضوء غير مشحون حيث عندما تحضر شيء مغناطيسي تنجذب اشعة الكاثود اليها هذا بسبب ان اشعة الكاثود مشحونه بشحنات موجبه وسالبه
• 
  

• تسير في خطوط مستقيمة من المهبط (الكاثود) إلى المصعد (الأنود) تبسيطاً بشكل موازٍ للحقل الكهربائي المطبق بين المصعد والمهبط.
• لها تأثير حراري حيث أنها تحدث توهج على جدار أنبوب التفريغ.
• تتكون من دقائق مادية صغيرة. أي ان لها كتلة
• تتأثر بالمجال المغناطيسي والكهربائي بطريقة تدل على أن شحنتها سالبة.
• لا تتغير بتغير نوع مادة المهبط أو نوع الغاز المخلخل مما يدل على انها تدخل في تركيب جميع المواد.

• تسير هذه الاشعة داخل الأنبوبة في خطوط مستقيمة تبسيطاً بشكل موازٍ للحقل الكهربائي المطبق بين المصعد والمهبط أي عمودياً على سطح المهبط (الكاثود). وكذلك لو نظرنا إلى أحد خصائص الضوء سنجدها تحمل صفة الاستقامة مثل أشعة الكاثود، بحيث لو أننا وضعنا جسماً معيناً في ضوء الشمس سيتكون ظل لهذا الجسم.
• عند اصطدام هذه الأشعة بسطح معدني رقيق فإنها ترفع درجة حرارته حتى التوهج (أي أنها تحمل طاقة حرارية)، كذلك الضوء يحمل هذه الصفة، حيث لو أننا لمسنا مصباح سيارة مثلا بعد مشوار طويل في الليل سنجد أنه ساخن أي يحمل طاقة حرارية فهذه الطاقة تحولت من الطاقة الضوئية.
• تحرك عجلة خفيفة عند اصطدامها بها أي أن لها كمية حركة (أو كتلة)، ولكن لونظرنا إلى الضوء سنجد أنه لا يحمل هذه الصفة، حيث لو أننا سلطنا مصباح على مروحة قابلة للدوران حول محور لن تدور هذه المروحة ولكن سيحدث العكس عند أشعة الكاثود (أي ستدور المروحة).
• تنحرف هذه الأشعة عند دخولها مجالاً مغناطيسياً عمودياً على اتجاهها (أي أنها تمتلك شحنات كهربائية سالبة)، ولكن لو سلطنا ضوء مصباح على المولد الكهربائي سنجد أن الضوء يسير بلا انحراف أو تكسر أو حيود فهذا يفسر أن الضوء لا يحمل هذه الصفة ولا يتأثر بالمجال المغناطيسي.
• كلاهما يتشابهان الا ان اشعة الكاثود مشحونه وضوء غير مشحون حيث عندما تحضر شيء مغناطيسي تنجذب اشعة الكاثود اليها هذا بسبب ان اشعة الكاثود مشحونه بشحنات موجبه وسالبه

• أنبوب الأشعة السينية
• صمام مفرغ
• مقياس إشعاع كروكس

1. ^ Crookes, William (December 1878). "On the illumination of lines of molecular pressure, and the trajectory of molecules". Phil. Trans. 170: 135–164. doi:10.1098/rstl.1879.0065.
2. ^ "Crookes Tube". The New International Encyclopedia. 5. Dodd, Mead & Co. 1902. صفحة 470. مؤرشف من الأصل في 12 مارس 2020. اطلع عليه بتاريخ 11 نوفمبر 2008.
3. ^ "Crookes tube". The Columbia Electronic Encyclopedia, 6th Ed. Columbia Univ. Press. 2007. مؤرشف من الأصل في 02 أكتوبر 2012. اطلع عليه بتاريخ 11 نوفمبر 2008.
4. ^ Mosby's Dental Dictionary, 2nd ed., 2008, Elsevier, Inc. cited in "X-ray tube". The Free Dictionary. Farlex, Inc. 2008. مؤرشف من الأصل في 14 ديسمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 11 نوفمبر 2008.

• أشعة ألفا: وهي جسيمات موجبة الشحنة قصيرة المدى تتكون من أنوية ذرة الهيليوم (أي 2 بروتون و2 نيوترون) تنبعث من الجسم المشع أثناء تحلل ذراته.
• أشعة بيتا: وهي جسيمات سالبة الشحنة ومداها أكبر من أشعة ألفا. وتتألف جسيمات بيتا من إلكترونات سريعة - تقارب سرعتها سرعة الضوء- تنبعث من نواة الذرة نتيجة من تحلل نيوترونات النواة وهي ليست الإلكترونات الخارجية التي تدور حول النواة.
• أشعة غاما: وهي موجات كهرومغناطيسية تنبعث من الجسم المشع ذات تردد عالٍ ومدى كبير جدًا ولها قدرة على النفاذ في المواد لدرجة أنها تحتاج إلى بضعة أمتار من الخرسانة لإيقافها.

 نموذج طومسون ورذرفورد للذرّة :-
وفيما يأتي تفصيل لنموذج طومسون ورذرفورد للذرّة: اكتشاف طومسون في عام 1897م استطاع الفيزيائي جون طومسون اكتشاف الإلكترون الذي يعتبر أحد مكونات الذرة وشحنته سالبة، وأدّى هذا الاكتشاف إلى زوال الاعتقاد السائد آنذاك بأن الذرة غير قابلة للتجزئة، وبناءً على ذلك اقترح طومسون نموذجه للذرة -نموذج طومسون- أو بما يعرف بنموذج بودينج "Plum Pudding Model" ، وينص اقتراحه على "أن الذرة تتكون من مجال من المادة الموجبة وجسيمات سالبة الشحنة "الإلكترونات" تتحدد أماكنها وفقاً للقوى الكهروسكونية في المجال"، وهذا يعني أن الشحنة الكلية للذرة محايدة وفقاً لنموذج طومسون.

 تطوير رذرفورد لنموذج الذرة:-
 ألهمَتْ نظرية طومسون تلميذه إرنست رذرفورد ليقوم بعمل اختبارات، فافترض أنه لو كان نموذج معلمه صحيحاً، فستكون كتلة الذرة قد انتشرت في جميع جهاتها، بالتالي لو قام بإطلاق جسيمات ألفا بسرعة عالية باتجاه الذرة فستنحرف بعض جسيمات ألفا عن مسارها بنسبة قليلة جداً، ولكن بعد إجراء الاختبار أذهله أن بعض جسيمات ألفا قد ارتدت باتجاه الخلف مباشرةً، والسبب الوحيد الذي قد يجعل سلوك جسيمات ألفا على هذا النحو هو أن معظم كتلة الذرة تتركز في النواة، وهكذا قام رذرفورد بتطوير نموذج الكواكب للذرة والذي ينص على أن البروتونات موجودة في النواة بينما تدور الإلكترونات حولها.

 نموذج بور للذرّة:-
 كان رذرفورد على المسار الصحيح، ولكن نموذجه لم يفسّر سبب عدم اصطدام الإلكترونات بالنواة، أو انبعاث أطياف الهيدروجين والتأثير الكهروضوئي، لذلك اقترح الفيزيائي الدنماركي نيلز بور نموذجاً جديداً للذرة في عام 1915م، والذي ينص على أن الإلكترونات لا تشع الطاقة لأنها تدور حول النواة، ولكنها موجودة في مستويات لها طاقات كمية مختلفة سماها فيما بعد المستويات المستقرة (بالإنجليزية: stationary states).

 وهذا يعني أن الإلكترونات تدور على مسافات ثابتة من النواة، كما أن الإلكترونات تقوم بكسب الطاقة لتنتقل إلى مستويات أعلى، وتفقد هذه الطاقة عن طريق إشعاعها عندما تعود إلى مداراتها الأصلية، ويسمى نموذج بور النموذج الكوكبي للذرة أيضاً.

• عنصر نقي
• مركب كيميائي مكون من عنصرين أو أكثر   

• تسير في خطوط مستقيمة من المهبط (الكاثود) إلى المصعد (الأنود) تبسيطاً بشكل موازٍ للحقل الكهربائي المطبق بين المصعد والمهبط.
• لها تأثير حراري حيث أنها تحدث توهج على جدار أنبوب التفريغ.
• تتكون من دقائق مادية صغيرة. أي ان لها كتلة
• تتأثر بالمجال المغناطيسي والكهربائي بطريقة تدل على أن شحنتها سالبة.
• لا تتغير بتغير نوع مادة المهبط أو نوع الغاز المخلخل مما يدل على انها تدخل في تركيب جميع المواد.

• قنطرة كهربية
• رنان محث ومكثف
• دائرة مقاومة ومكثف
• دائرة مقاومة وحث
• دارة الرنين التوافقي
• مجزئ الجهد
• دارة التوالي أو التوازي

جسيم ألفا أو أشعة ألفا، على الرغم من تسميتها أشعة إلا أنها عبارة عن نواة ذرة الهليوم وتتكون من بروتونين ونيوترونين، تتحد في داخل النواة بقوة نووية كبيرة، بحيث تعتبر أشد نوايا العناصر استقرارا وتماسكا. ذلك لتكونها من 2 بروتون و 2 نيوترون وهؤلاء الأربعة يتميزون بأكبر فقد في الكتلة عند اندماجهم لتكوين نواة الهيليوم.

1) تتكون المادة من ذرات.

2) لا تنقسم الذرات إلى أجزاء أصغر منها.

3) ذرات العنصر الواحد متشابهة تماماً.

4) تختلف ذرات العناصر المختلفة بعضها عن بعض.

اكتشف كروكس سنة 1861 عنصرا لم يكن معروفا من قبل ويبعث في طيفه خطوط خضراء زاهية فسمى العنصر الجديد بالثاليوم من الإغريقية thallos وتعني دفق أخضر

أنبوب كروكس هو تجربة كهربائية قديمة باستخدام أنبوب تفريغ مُفرّغ جزئيًا أجراها الفيزيائي الإنجليزي وليام كروكس ومساعدوه بين عامي 1869-1875 م، اكتشف خلالها وجود الأشعة المهبطية (فيض من الإلكترونات)

الهدف: يعزز صحة استنتاجاته.

الفرضيات: - هل توجد الجسيمات في جميع المواد؟

             - هل تحمل الجسيمات شحنة سالبة؟

             - باعتبار ان الجسيمات ذات شحنة سالبة، هل توجد جسيمات أخرى 

                تحمل شحنة موجبة؟

المواد والأدوات: أنبوب أشعة الكاثود– فلزات مختلفة.

التجربة:  تغيير كاثود أنبوب أشعة الكاثود باستخدام فلزات مختلفة وغازات مختلفة.

الملاحظة: الجسيمات المشحونة نفسها التي تنبعث مهما اختلفت الفلزات أو الغازات المستعملة داخل الأنبوب.

مريم حسين حسن

ثالث /٢

مريم حسين حسن

ثالث/٢

الطالبين اللذان قاموا بعمل تجربة راذرفور

اقترح دالتون أن كل عنصر كيميائي يتكون من ذرات نوع فريد واحد، وعلى الرغم أن هذه الذرات لا يمكن تدميرها أو تغييرها بوسائل كيميائية، فإنه من الممكن أن تجتمع لتشكل بنى أكثر تعقيداً

إرنست رذرفورد ‏ هو عالم فيزياء بريطاني مولود في نيوزيلندا ويُعرف باسم «أبو الفيزياء النووية». تصنفه الموسوعة البريطانية كأفضل التجريبيين منذ مايكل فاراداي.

ما هي النماذج الذرية؟

نموذج دالتون

نموذج طومسون

نموذج رذرفورد

نموذج بور

نموذج شرودنغر

نموذج ميكانيكا الكم

واستنادًا إلى هذه الأفكار، اقترح شرودنجر أنه بدلًا من وجود مجموعة من المدارات حول النواة، توجد الإلكترونات على هيئة سحابة ثلاثية الأبعاد سالبة الشحنة. يمكن أن تسمى هذه المناطق ذات الكثافة الإلكترونية بالسحب الإلكترونية، وهي تختلف من حيث الشكل والطاقة. هذا هو التصور الحديث للذرة، وهو النموذج المقبول اليوم

تتكون الذرة من نواة تحتوي على الشحنة الموجبة (بروتونات) تتركز فيها معظم الكتلة محاطة بإلكترونات سالبة الشحنة تتحرك بسرعة كبيرة ولها خواص الموجات بموجب معادلة رياضية وموجودة في فراغ حول النواة يكون احتمال وجودها فيه أكثر من 90% تسمى المجالات الإلكترونية.

الجواب :يُمكِن أن يتغيَّر تركيب نواة ذرية تلقائيًّا لذرات عناصر مُعيَّنة فقط. لا يُمكن لنواة الذرة أن تتغير تلقائيًّا إلا إذا كانت الذرة غير مستق

العدد الذري = عدد البروتونات = عدد الإلكترونات. العدد الكتلي = هو مجموع عدد البروتونات (العدد الذري) وعدد النيوترونات في نواة العنصر. العدد الكتلي = عدد البروتونات + عدد النيوترونات

e_= الالكترونات

p+=البروتونات

مريم حسين حسن

ثالث ٢

مريم حسين حسن

ثالث ٢

العدد الذري = عدد البروتونات = 11. العدد الكتلي = عدد البروتونات + عدد النيوترونات

مريم حسين حسن

ثالث٢

ثالث ٢

بنين عبد اللطيف سلمان مهنا ثالث اعدادي ٢

عدد البروتونات داخل نواة الذرّة على أنه العدد الذري

بنين عبد اللطيف سلمان مهنا ثالث اعدادي ٢

العناصر المختلفة لها أعداد ذرية مختلفة؛ وبالتالي، تحتوي ذرات العناصر المختلفة على أعداد مختلفة من البروتونات (والإلكترونات) . الأكسجين له العدد الذري 8؛ تحتوي ذراته على 8 بروتونات و8 إلكترونات. اليورانيوم له العدد الذري 92؛ تحتوي ذراته على 92 بروتون و92 إلكترون.

مريم حسين حسن

ثالث ٢

العدد الذري = عدد البروتونات = عدد الإلكترونات. العدد الكتلي = هو مجموع عدد البروتونات (العدد الذري) وعدد النيوترونات في نواة العنصر.

تتكون كل ذرة من نواة موجبة الشحنة تمثل جزءاً صغيراً جداً من حجمها ولكن تؤلف أكثر من 99.9% من كتلتها الكلية. تحتوي النواة على نوعين من الجسيمات المشحونة المتناهية الصغر تسمى بالنيوترونات والبروتونات. فالنيوترون متعادل الشحنة وكتلته ، أما البروتون فهو ببساطة نواة ذرة الهيدروجين وشحنته تساوي وكتلته .

مريم حسين حسن

ثالث ٢

العدد الذري = عدد البروتونات = عدد الإلكترونات. العدد الكتلي = هو مجموع عدد البروتونات (العدد الذري) وعدد النيوترونات في نواة العنصر. العدد الكتلي = عدد البروتونات + عدد النيوترونات.

ثالث ٢

ذرة هي أصغر جزء من المادة. وتتكون من نواة بها جسيمات تحمل شحنة كهربائية موجبة تسمى البروتونات،

• الذرات المتعادلة: هي ذرات يتساوى فيها عدد البروتونات التي في النواة مع عدد الإلكترونات التي حولها.

• الأيونات: هي ذرات مشحونة بسبب فقد أو كسب الإلكترونات.

• النظائر: تُعرّف النظائر بأنّها ذرات لها نفس عدد البروتونات لكن تختلف في عدد النيوترونات.

• الذرات هي أصغر الجسيمات التي تتكون منها العناصر ويحتوي كل عنصر على عدد مختلف من البروتونات. ...

• معظم مساحة الذرة فارغ، فنواة الذرة شديدة الكثافة وتحتوي تقريبًا على كل كتلة كل ذرة. ...

• هناك أكثر من 100 نوع مختلف من الذرات، يوجد حوالي 92 منها بشكل طبيعي، بينما يتم صنع الباقي في المختبرات.

مريم حسين حسن

ثالث /٢

ثالث ٢

ثالث٢

ثالث٢

المصدر ( وكيبيديا )

مريم حسين حسن

٢/٣

#### مقدمة

النماذج الذرية هي أدوات علمية تم تطويرها لفهم تركيب وسلوك الذرة.

1. نموذج دالتون (1803)

افترض أن المادة تتكون من ذرات صغيرة غير قابلة للتجزئة تختلف في الحجم والوزن.

2. نموذج طومسون (1897)

اكتشف الإلكترونات ورسم صورة للذرة ككتلة مشحونة إيجابيًا تتضمن إلكترونات موزعة كالبودينغ.

3. نموذج رذرفورد (1911)

قام بتجربة كشف أن معظم كتلة الذرة مركزة في نواة صغيرة، مع دوران الإلكترونات حولها.

#### 4. نموذج بور (1913)

حدد أن الإلكترونات تدور في مدارات محددة حول النواة ويمكن أن تنتقل بين هذه المدارات.

5. النموذج الكمي (1920)

اعتمد على ميكانيكا الكم، حيث تمثل الإلكترونات موجات وليس جسيمات محددة، مما أضاف عنصر عدم اليقين.

خاتمة

تشكل هذه النماذج الأساس لفهم الكيمياء والفيزياء الحديثة، مع دور كبير في التطورات العلمية والتكنولوجية.

#### تعريف المسرعات

المسرعات عبارة عن أجهزة تستخدم لتسريع الجسيمات المشحونة، مثل الإلكترونات أو البروتونات، إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء. تُستخدم المسرعات في العديد من التطبيقات العلمية والهندسية، بما في ذلك الفيزياء النووية، والطب، والأبحاث العلمية.

#### أنواع المسرعات

1. المسرعات الخطية:

- تسير الجسيمات في خط مستقيم.

- تستخدم أنابيب مفرغة لتقليل الاحتكاك والاحتفاظ بالجزء المتسارع.

2. المسرعات الدائرية (مدارات):

- تعمل على تسريع الجسيمات في مسار دائري.

- تشمل المصادمات، حيث يتم تصادم جسيمين مسرعين للحصول على تفاعلات جديدة.

3. المسرعات عالية الطاقة:

- تستخدم بشكل رئيسي في الأبحاث الفيزيائية لدراسة الجسيمات دون الذرية.

- مثال: مصادم الهادرونات الكبير (LHC) في CERN.

4. المسرعات الطبية:

- تستخدم في العلاج الإشعاعي والطب النووي، حيث يتم تسريع الجسيمات لعلاج السرطان.

#### التطبيقات

- الأبحاث في الفيزياء الجسيمية: مساعدة العلماء في دراسة مكونات الذرة وتفاعلات الجسيمات.

- التصوير الطبي: مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET).

- الإلكترونيات: تحسين الأداء والخصائص الكهربائية للمواد.

- الصناعات: في إنتاج مواد جديدة أو تحسين العمليات الكيميائية.

#### خلاصة

تعتبر المسرعات أدوات حيوية لفهم العالم دون الذري وتستخدم في العديد من المجالات المرتبطة بالتكنولوجيا الحديثة والعلاج الطبي.

ثالث ٢

أهم إسهاماته:

النظرية الذرية: هي إسهامه الأبرز، حيث وضع 6 مسلمات لتفسير بنية المادة والتفاعلات الكيميائية.

فلاسفة اليونان (الفكرة الأولى) 

• قدم الفيلسوفان اليونانيان ليوسيبوس و ديموكريتوس في العصور القديمة فكرة أولية عن الذرات، حيث اعتقدوا أن المادة تتكون من جسيمات صغيرة جدًا وغير قابلة للتجزئة، وفقًا لـ موضوع.

جون دالتون (النظرية الذرية الحديثة) 

• وضع العالم الإنجليزي جون دالتون النظرية الذرية الحديثة في أوائل القرن التاسع عشر، والتي وضحت أن كل مادة تتكون من ذرات وأن كل عنصر له ذرات متشابهة في النوع والكتلة.

ج. طومسون (اكتشاف الإلكترون) 

• في عام 1897، اكتشف العالم البريطاني ج. طومسون الإلكترونات، وهي جسيمات سالبة الشحنة توجد داخل الذرة، وأطلق عليه لقب "أبو الإلكترون".

إرنست رذرفورد (اكتشاف النواة) 

• في بداية القرن العشرين، أجريت تجارب مثل تجربة رقائق الذهب التي أدت إلى اكتشاف نواة الذرة بواسطة العالم إرنست رذرفورد، واقترح النموذج النووي الذي يضم نواة كثيفة موجبة الشحنة تدور حولها الإلكترونات.

كيف اكتشف دالتون الذرة؟

• أساس نظريته: 

  بنى دالتون نظريته على أساس قوانين كيميائية راسخة هي:

  • قانون حفظ الكتلة: اكتشفه لافوازييه، وينص على أن المادة لا تفنى ولا تُستحدث خلال التفاعل الكيميائي، بل تتغير أشكالها. 

  • قانون النسب الثابتة: وضعه جوزيف بروست، ويشير إلى أن العناصر في مركب كيميائي توجد دائمًا بنفس النسب المئوية للكتلة بغض النظر عن مصدر المركب. 

  • قانون النسب المتعددة: صاغه دالتون نفسه بناءً على ملاحظاته وتجاربه، وينص على أنه عندما يتفاعل عنصران لتكوين أكثر من مركب، فإن كتلة أحد العنصرين تتحد مع كتل مختلفة للعنصر الآخر بنسبة أعداد صحيحة بسيطة. 

• الاستنتاجات التجريبية:

  • دراسة الغازات: قام دالتون بدراسة خصائص الغازات، واستنتج أن الغازات تتكون من جسيمات صغيرة مفردة في حركة عشوائية مستمرة. 

  • النموذج الذري: بناءً على هذه القوانين والملاحظات، افترض دالتون في نظريته الذرية أن كل مادة تتكون من ذرات غير قابلة للتجزئة. 

• فرضيات النظرية الذرية لدالتون:

  • تتكون جميع المواد من ذرات. 

  • لا يمكن تجزئة الذرات أو تحويلها إلى ما هو أبسط. 

  • تكون ذرات العنصر الواحد متماثلة في خصائصها (مثل الحجم والكتلة) وتختلف عن ذرات العناصر الأخرى. 

  • التفاعلات الكيميائية هي مجرد إعادة ترتيب لهذه الذرات، دون فنائها أو استحداثها. 

  • عندما تتحد ذرات مختلفة، فإنها تشكل مركبات كيميائية. 

العناصر: 

• المكونات: 

  تتكون من ذرات متطابقة فقط.

• الخصائص: 

  لا يمكن تقسيمها إلى مواد أبسط بوسائل كيميائية.

• الأمثلة: 

  الهيدروجين، الأكسجين، الحديد، الذهب، الكربون.

• التمثيل: 

  يُعبر عنها برموز كيميائية، مثل C للكربون أو O للأكسجين.

المركبات:

• المكونات: 

  تتكون من نوعين أو أكثر من الذرات المختلفة المرتبطة ببعضها كيميائياً. 

• الخصائص: 

  تتحد العناصر بنسب ثابتة ومحددة لتشكيل المركب، وتختلف خواص المركب عن خواص العناصر المكونة له. 

• الأمثلة:

  • الماء: يتكون من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين (H₂O). 

  • ملح الطعام: يتكون من الصوديوم والكلور (NaCl). 

  • ثاني أكسيد الكربون: يتكون من ذرة كربون وذرتي أكسجين (CO₂). 

• التمثيل: 

  تُعبر عنها صيغ كيميائية، مثل H₂O للماء. 

• 
  

الفلاسفة اليونانيون (القرن الخامس قبل الميلاد): 

• ديموقريطس: هو أول من اقترح فكرة وجود الذرات باعتبارها الجسيمات الأساسية غير القابلة للتجزئة للمادة، وذلك بناءً على أفكار سابقه مثل ليوكيبوس.

جون دالتون (القرن التاسع عشر الميلادي): 

• صاغ دالتون نظرية الذرة الحديثة التي قدمت أدلة علمية على وجود الذرات، وافترض أن كل عنصر كيميائي يتكون من نوع واحد من الذرات ذات وزن محدد، وأنها لا تنقسم.

جي جي تومسون (أواخر القرن التاسع عشر الميلادي): 

• اكتشف تومسون جسيم "الإلكترون" ذو الشحنة السالبة، مما أثبت أن الذرة ليست مصمتة وليست أصغر جزء ممكن للمادة، بل يمكن تقسيمها.

إرنست رذرفورد (أوائل القرن العشرين الميلادي): 

• بناءً على تجربة رقاقة الذهب الشهيرة، اكتشف رذرفورد وجود نواة مركزية موجبة الشحنة في الذرة، وأن معظم حجم الذرة فراغ يدور فيه الإلكترونات، مقدمًا نموذج "الكواكب" للذرة.

نيلز بور (أوائل القرن العشرين الميلادي): 

• طور بور نموذج رذرفورد بإدخال فكرة مدارات محددة للإلكترونات حول النواة.

مكونات الذرة بالتفصيل: 

• البروتونات: 

  جسيمات مشحونة بشحنة كهربائية موجبة، وتقع داخل نواة الذرة، وتحدد عدد البروتونات في النواة نوع العنصر الكيميائي.

• النيوترونات: 

  جسيمات متعادلة كهربائيًا، أي ليس لها شحنة كهربائية. توجد أيضًا في نواة الذرة إلى جانب البروتونات.

• الإلكترونات: 

  جسيمات مشحونة بشحنة كهربائية سالبة وتدور في سحابة حول النواة. تكون أخف من البروتونات والنيوترونات بكثير.

ملاحظات هامة:

• الفراغ في الذرة: 

  أغلب حجم الذرة عبارة عن مساحة فراغية، وتتركز كتلة الذرة بشكل كبير في النواة الصغيرة جدًا. 

• الجسيمات الأولية: 

  البروتونات والنيوترونات نفسها تتكون من جسيمات أصغر تُعرف بـ "الكواركات"، والإلكترونات هي جسيمات أولية لا يمكن فصلها إلى مكونات أصغر. 

• العدد الذري: 

  عدد البروتونات في نواة الذرة هو "العدد الذري" وهو يحدد هوية العنصر الكيميائي. 

أنبوب كروكس: مضيء ومعتم. إلكترونات (أشعة المهبط) تنتقل في خطوط مستقيمة من المهبط (يسار)، مثلما يوضحه ظل الصليب المالطي المعدني على فلورية زجاج الأنبوب على اليمين. المصعد هو القطب الذي بالأسفل.

بتطويره أنبوب غايسلر، صنع كروكس أنبوبًا يتكون من حاوية زجاجية متعددة الأشكال مفرّغة جزئيًا، مع قطبين كهربائيين معدنيين على طرفيها كمهبط ومصعد. وعند توصيل تيار الجهد العالي المتردد بين الأقطاب، تنطلق أشعة مهبطية (إلكترونات) في خطوط مستقيمة من المهبط. استخدم كروكس ويوهان فيلهلم هتورف وجوليوس بلكر ويوجين غولدشتاين وهاينريش هيرتز وفيليب أنتون لينارد وآخرون لاستكشاف خواص الأشعة المهبطة، وخاصة تجارب جوزيف جون طومسون سنة 1897 م التي صنّفت أشعة المهبط كجسيمات سالبة الشحنة، والتي سميت لاحقًا إلكترونات. لا تستخدم أنابيب كروكس الآن سوى لتوضيح أشعة المهبط. وفي سنة 1895 م، اكتشف فيلهلم كونراد رونتغن الأشعة السينية مستخدمًا أنبوب كروكس

1.

نموذج دالتون (1803م)

• اقترح أن الذرة جسيم صلب وصغير غير قابل للتجزئة.

• ذرات العنصر الواحد متشابهة في الكتلة والخواص.

• الذرات لا تُفنى ولا تُستحدث.

العيب: لم يفسر وجود جسيمات أصغر من الذرة أو الاختلافات في الذرات (النظائر).

2.

نموذج طومسون (1904م) – نموذج “الكرة الموجبة”

• اكتشف الإلكترون.

• تخيل الذرة ككرة موجبة الشحنة تتوزع فيها إلكترونات سالبة مثل الزبيب في الكعكة.

العيب: لم يفسر تموضع الإلكترونات أو ثبات الذرة.

3.

نموذج رذرفورد (1911م)

• أجرى تجربة رقائق الذهب.

• اقترح أن معظم كتلة الذرة متمركزة في نواة موجبة صغيرة، بينما الإلكترونات تدور حولها.

العيب: لم يوضح لماذا لا تسقط الإلكترونات في النواة بفعل التجاذب الكهربي.

4.

نموذج بور (1913م)

• طور نموذج رذرفورد.

• الإلكترونات تدور في مدارات محددة حول النواة، ولكل مدار طاقة معينة.

• الإلكترون يمتص أو يصدر طاقة عند انتقاله بين المدارات.

العيب: يفسر ذرة الهيدروجين بدقة، لكن يفشل مع الذرات المعقدة.

5.

النموذج الكمي (النموذج الحديث)

• طوره شرودنجر، هايزنبرغ وغيرهم.

• الإلكترونات لا تتحرك في مدارات محددة بل في سُحُب إلكترونية (احتمالات لوجود الإلكترون).

• يعتمد على ميكانيكا الكم ويعتبر الأكثر دقة حتى اليوم.

📌 خلاصة:

• دالتون → الذرة جسيم صلب.

• طومسون → اكتشاف الإلكترون.

• رذرفورد → وجود نواة موجبة.

• بور → مدارات طاقة محددة.

• النموذج الكمي الحديث → سُحب إلكترونية واحتمالات

ثالث/فـ٢.

المصدر: ChatGPT(الذكاء الاصطناعي).

عالم فيزياءجوزيف جون طومسون، عالم إنجليزي ولد بالقرب من مدينة مانشستر الإنجليزية، وتفوق في دراسته منذ الصغر حتى أنه التحق بكلية الهندسة بجامعة فيكتوريا في مانشستر وهو في الرابعة عشر من عمره، ثم حصل على منحة من جامعة كامبريدج حيث تخصص في حقل الفيزياء النظرية.

كيف تمت التجربة؟

1. توليد أشعة المهبط: استخدم طومسون أنبوب أشعة مهبط (أنبوب كاثود)، حيث تم تسخين كاثود (قطب سالب) لتوليد شعاع من جسيمات.

2. الانحراف بواسطة مجال مغناطيسي: مرر طومسون المغناطيسات بالقرب من الأنبوب ولاحظ انحراف شعاع الضوء الفسفوري على الشاشة، مما أثبت أن الأشعة مكونة من جسيمات مشحونة.

3. الانحراف بواسطة مجال كهربائي: وضع لوحين كهربائيين متعاكسين في الشحنة ولاحظ انحراف الأشعة بعيداً عن اللوح السالب وباتجاه اللوح الموجب، مما دل على أن هذه الجسيمات سالبة الشحنة.

4. تحديد نسبة الشحنة إلى الكتلة (e/m): استخدم طومسون مجالين كهربائي ومغناطيسي متقاطعين، وضبطهما لتحديد سرعة الإلكترونات ونسبة شحنتها إلى كتلتها، مما أثبت أن الإلكترونات أصغر بكثير من الذرة وأنها مكون أساسي للمادة. 

نتائج تجارب طومسون:

• اكتشف الإلكترون كجسيم دون ذري سالب الشحنة.

• أثبت أن الإلكترونات هي مكون أساسي لجميع المواد، بغض النظر عن نوع الغاز أو مادة الكاثود المستخدمة.

• أثبت أن الذرات ليست مصمتة بل تحتوي على جسيمات سالبة أصغر منها.

• وضع نموذج حلوى البرقوق للذرة، حيث تتوزع الإلكترونات السالبة داخل كتلة موجب

الافتراضات الأساسية لنظرية دالتون الذرية:

1. المادة مكونة من ذرات: تتكون جميع المواد من جُسيمات صغيرة جدًا تُعرف بالذرات.

2. الذرات غير قابلة للانقسام: الذرات مصمتة، متناهية في الصغر، ولا يمكن أن تنقسم أو تُفنى بوسائل كيميائية.

3. ذرات العنصر الواحد متماثلة: جميع ذرات العنصر الواحد متشابهة في الخصائص، بما في ذلك الكتلة.

4. ذرات العناصر المختلفة مختلفة: تختلف ذرات العناصر المختلفة عن بعضها البعض في خصائصها وكتلها.

5. الاتحاد الذري لتكوين المركبات: تتحد ذرات العناصر بنسب عددية بسيطة لتكوين المركبات الكيميائية.

6. التفاعلات الكيميائية إعادة ترتيب للذرات: يحدث التفاعل الكيميائي عندما يتم إعادة ترتيب الذرات، وليس بفنائها أو خلقها من العدم، حيث تظل الذرات موجودة. 

الأسس التي استندت إليها النظرية:

• قانون حفظ الكتلة:اكتشف العالم الفرنسي لافوازييه، وينص على أن الكتلة الكلية للمادة تبقى ثابتة قبل وبعد التفاعل الكيميائي. 

• قانون النسب الثابتة:اكتشف العالم الفرنسي بروست، وينص على أن نسبة الكتل للعناصر المكونة لمركب معين تكون ثابتة دائمًا، بغض النظر عن مصدر المركب. 

المساهمة الأهم لدالتون:

• كانت نظرية دالتون هي أول نظرية علمية تقدم تفسيراً للذرة، وقدمت تفسيراً منطقياً لقوانين حفظ الكتلة والنسب الثابتة، وفسرت كيف تتحد العناصر لتكوين مركبات. 

كيفية إجراء التجربة

1. أنابيب أشعة الكاثود: استخدم طومسون أنابيب تفريغ زجاجية محكمة الإغلاق تحتوي على قطبين كهربائيين، حيث كان الهواء مُفرغًا منها إلى حد كبير.

2. تطبيق الجهد الكهربائي: تم تطبيق جهد عالٍ بين القطبين، مما تسبب في انبعاث حزمة من الجسيمات من الكاثود (القطب السالب) إلى الأنود (القطب الموجب)، وتُعرف هذه الحزمة بشعاع الكاثود.

3. تحديد الشحنة: وضع طومسون لوحين كهربائيين مشحونين بشحنات مختلفة حول شعاع الكاثود، ولاحظ أن الشعاع انحرف مبتعدًا عن اللوح السالب واتجه نحو اللوح الموجب، مما أثبت أن الشعاع يتكون من جسيمات سالبة الشحنة.

4. تحديد نسبة الكتلة إلى الشحنة: باستخدام الانحراف المغناطيسي للأشعة، استطاع طومسون قياس نسبة كتلة الإلكترون إلى شحنته، وتبيّن أنها صغيرة جدًا مقارنة بكتلة أصغر الذرات المعروفة آنذاك (الهيدروجين). 

نتائج وتداعيات التجربة

• اكتشاف الإلكترون:اكتشاف طومسون للإلكترون دحض فكرة دالتون بأن الذرات هي أصغر وحدات المادة غير القابلة للانقسام. 

• نموذج حلوى البرقوق:اقترح طومسون نموذجًا للذرة يصفها بأنها كرة موجبة الشحنة تتخللها إلكترونات سالبة موزعة بانتظام، مثل البرقوق داخل حلوى البرقوق. 

• تأسيس علم فيزياء الذرة:كان هذا النموذج خطوة مهمة في فهم الذرة، وألهم العلماء لاحقًا، مثل إرنست رذرفورد، لتطوير نماذج أعمق للذرة. 

اكتشاف الإلكترون:

• أجرى طومسون تجارب على أشعة الكاثود في عام 1897.

• اكتشف أن هذه الأشعة تتكون من جسيمات خفيفة مشحونة بشحنة سالبة.

• أطلق على هذه الجسيمات اسم "الجسيمات" والتي تُعرف الآن باسم الإلكترونات، وقاس نسبة كتلتها إلى شحنتها.

• أثبت اكتشافه أن الذرات ليست أصغر تقسيمات للمادة، بل هي قابلة للتقسيم وتتكون من مكونات أصغر. 

نموذج طومسون للذرة (نموذج حلوى البرقوق):

• بعد اكتشاف الإلكترون، اقترح طومسون نموذجًا لتفسير البنية الذرية.

• وصف الذرة بأنها كرة متعادلة كهربائيًا، موجبة الشحنة بشكل متساوٍ.

• تنتشر داخل هذه الكرة موجبة الشحنة إلكترونات سالبة الشحنة (مثل الزبيب في حلوى البرقوق).

• يهدف هذا النموذج لشرح التعادل الكهربائي للذرة. 

أهمية اكتشاف طومسون:

• قدم اكتشاف الإلكترون دليلًا على وجود الجسيمات دون الذرية ووضع أساسًا لفهم البنية الذرية بشكل أعمق.

• كان اكتشافه خطوة مهمة في علم فيزياء الذرة، على الرغم من أن نموذجه تم دحضه لاحقًا بفضل تجارب إرنست رذرفورد. 

مراحل اكتشاف الذرة:

1. العصور القديمة: اقترح الفلاسفة اليونانيون ليوسيبوس وديموكريتوس في القرن الخامس قبل الميلاد فكرة أن المادة تتكون من جسيمات صغيرة لا يمكن تجزئتها، لكن هذه الأفكار لم تكن مبنية على تجارب.

2. نظرية دالتون الذرية: في عام 1803، قدم الإنجليزي جون دالتون أول نظرية علمية حول الذرة، حيث اعتبرها الوحدة الأساسية للمادة، وأنها غير قابلة للتجزئة وتختلف في خصائصها بين العناصر.

3. اكتشاف الإلكترون: في عام 1897، اكتشف العالم البريطاني جوزيف جون طومسون الإلكترونات باستخدام تجارب أشعة الكاثود، وقدم نموذجًا للذرة على شكل كرة موجبة الشحنة تتخللها إلكترونات سالبة الشحنة، مشابهة لحلوى البرقوق بالزبيب.

4. نموذج رذرفورد النووي: في عام 1911، أجرت هانز جايجر وإرنست ماريسدن بتوجيه من رذرفورد تجربة شهيرة باستخدام رقائق الذهب، والتي أثبتت أن الذرة تحتوي على نواة مركزية كثيفة وموجبة الشحنة، وأن معظم كتلة الذرة تتركز فيها.

5. نموذج بور: في عام 1913، طوّر نيلز بور نموذجًا للذرة يوضح أن الإلكترونات تدور حول النواة في مدارات محددة لها طاقات معينة.

6. النموذج الكمي الحديث: مع التطورات في ميكانيكا الكم، تم تطوير نموذج حديث للذرة يصف الإلكترونات كسحابة احتمالية حول النواة بدلاً من مسارات دائرية ثابتة، مما يعطي وصفًا أكثر دقة. 

ررررر

النموذج النظري الحالي للذرة ويتألف من نواة كثيفة محاطة بغمامة إلكترونات موزعة توزيعا احتماليا.

اشتقت كلمة «ذرة» في اللغة الإنجليزية "Atom" من اليونانية القديمة من الصفة "Atoms" والتي تعني الغير قابل للتجزئة.^[1] بدأ كيميائيو القرن التاسع عشر باستخدام هذا المصطلح مع تزايد عدد العناصر الكيميائية المُكتَشَفَة، والتي مثلت وحدات المادة غير القابلة للاختزال. على الرغم من بروز هذا المصطلح بشكل لافت مطلع القرن العشرين، من خلال التجارب المتنوعة عن الكهرومغناطيسية والنشاط الإشعاعي، اكتشف الفيزيائيون أن «الذرة غير القابلة للتقسيم» ائتلاف من جسيمات دون ذرية (بشكل أساسي الإلكترونات والبروتونات والنترونات) يمكن أن تتواجد بشكل منفصل عن بعضها البعض. في الواقع، في بعض البيئات والظروف القاسية كالنجوم النيوترونية، حيث درجة الحرارة العالية والضغط المرتفع، لا تتشكل الذرات على الإطلاق. بعد أن اِكتُشِف أن الذرات وحدات قابلة للتقسيم، اخترع الفيزيائيون مصطلح «الجسيمات الأولية» لوصف أجزاء الذرة غير القابلة للتقسيم أو التدمير. يدرس علم فيزياء الجسيماتالجسيمات دون الذرية، ويأمل الفيزيائيون في هذا المجال اكتشاف الطبيعة الأساسية الحقيقية للمادة.

فكرة أن المادة مصنوعة من وحدات منفصلة فكرة قديمة جداً، وقد ظهرت في العديد من الثقافات القديمة كاليونان والهند. على أي حال، لقد ظهرت هذه الأفكار في التفكير الفلسفي واللاهوتي بدلاُ من الدليل والتجريب، وبسبب هذا، لم تُقنِع هذه الأفكار الجميع، وظلت الذرية أحد النظريات المنافسة لتفسير طبيعة المادة. لم يتبنى العلماء الذرية قبل القرن التاسع عشر، عندما ظهرت اكتشافات كيميائية يمكن تفسيرها بسهولة باستخدام مفهوم الذرات.

ظهر قانونان حول التفاعلات الكيميائية قرب نهاية القرن الثامن عشر لا يتضمن إشارةً إلى فكرة النظرية الذرية. كان الأول هو قانون انحفاظ الكتلة الذي صاغه أنطوان لافوازييه عام 1789، والذي ينص على أن الكتلة الكلية في تفاعل كيميائي تبقى ثابتة (أي أن مجموع كتلة المواد المتفاعلة يساوي مجموع كتلة المواد الناتجة).^[2] أما الثاني فهو قانون النسب الثابتة، وقد أُثبت هذا القانون للمرة الأولى على يد الكيميائي الفرنسي جوزيف لويس بروست عام 1799،^[3] ينص هذا القانون على أن مركباً ما إذا فُصِل إلى عناصره المُكوِّنة فإن هذه العناصر دائماً تأخذ نفس النسب، بغض النظر عن كمية أو مصدر المادة الأصلية.

صَحَّح أميديو أفوجادرو الخلل في نظرية دالتون من حيث المبدأ عام 1811. اقترح أفيجادرو أن حجماً متساوياً من أي غازين عند درجة حرارة وضغط متساوي يحتوي هذا الحجم حينها على عدد متساوٍ من الجزيئات (بعبارة أخرى، كتلة جزيئات الغاز لا تؤثر على الحجم الذي يشغله الغاز).^[8] وقد مكّن هذا القانون أفيجادرو من استنتاج الطبيعة الذرية الثنائية للعديد من الغازات عبر دراسة الأحجام التي تفاعلت معها، على سبيل المثال فإن 2 ليتر من الهيدروجين تتفاعل مع ليتر واحد من الأوكسجين لإنتاج ليترين من غاز بخار الماء (عند ضغط ودرجة حرارة ثابتين)، وهذا يعني أن جزيئة الأوكسجين الواحدة تنقسم إلى جزيئتين من أجل تشكيل جزيئتي ماء. وهكذا كان أفيجادرو قادراً على تقديم تقديرات أكثر دقة للكتلة الذرية للأوكسجين ومختلف العناصر الأخرى، واستطاع التمييز بشكل واضح بين الجزيئات والذرات.

صَحَّح أميديو أفوجادرو الخلل في نظرية دالتون من حيث المبدأ عام 1811. اقترح أفيجادرو أن حجماً متساوياً من أي غازين عند درجة حرارة وضغط متساوي يحتوي هذا الحجم حينها على عدد متساوٍ من الجزيئات (بعبارة أخرى، كتلة جزيئات الغاز لا تؤثر على الحجم الذي يشغله الغاز).^[8] وقد مكّن هذا القانون أفيجادرو من استنتاج الطبيعة الذرية الثنائية للعديد من الغازات عبر دراسة الأحجام التي تفاعلت معها، على سبيل المثال فإن 2 ليتر من الهيدروجين تتفاعل مع ليتر واحد من الأوكسجين لإنتاج ليترين من غاز بخار الماء (عند ضغط ودرجة حرارة ثابتين)، وهذا يعني أن جزيئة الأوكسجين الواحدة تنقسم إلى جزيئتين من أجل تشكيل جزيئتي ماء. وهكذا كان أفيجادرو قادراً على تقديم تقديرات أكثر دقة للكتلة الذرية للأوكسجين ومختلف العناصر الأخرى، واستطاع التمييز بشكل واضح بين الجزيئات والذرات.

عام 1827، لاحظ عالم النبات البريطاني روبرت براون أن جسيمات غبار الطلع داخل الماء تستمر في الحركة دون سبب واضح. فسّر أينشتاين هذه الحركة عام 1905 بأنها ناجمة عن جزيئات الماء التي تصدم حبات الطلع باستمرار، ووضغ نموذجاً رياضياً افتراضياً لوصف الحركة.^[9] تم التحقق من صحة هذا النموذج تجريبياً عام 1908 من قبل الفيزيائي الفرنسي جن بيرين. وفرت الحركة البراونية دليلاً إضافياً على صحة نظرية الجسيمات.

2- تتميز كل ذرات العنصر بنفس الخواص (الحجم، الشكل، الكتلة) والتي تختلف باختلاف العناصر.

3- يحدث التفاعل الكيميائي عند تبديل وضعية الذرات وتحويلها من منظومة لاخري.

اولا: تتضمن هذه النظرية قانون حفظ الكتلة حيث ان التفاعل الكيميائى لايفعل شيئا سوى إعادة توزيع الذرات ولم تفقد أي ذرة في هذة المنظومة وبالتالي تظل الكتلة ثابتة عند حدوث التفاعل الكيميائى.

أي نموذج المدفع حيث تم تصور الذرة مثل كرات المدفع وهو نموذج وضعه العالم دالتون وكانت أهم بنوده: تتكون المادة من دقائق صغيرة غير قابلة للانقسام تسمى الذرات

✦ كيف توصّل إليها؟

دالتون كان يدرس الغازات وظواهرها.

لاحظ أنّ الغازات تختلط بنسب ثابتة، وأنّ كل مركّب كيميائي يتكوّن من عناصر ترتبط معًا بنسب وزنية محددة.

من خلال هذه الملاحظات صاغ قانون النسب المضاعفة (إذا اجتمع عنصران ليكوّنا أكثر من مركب واحد، فإن النسب الوزنية للعنصر الثاني التي تتحد مع كمية ثابتة من الأول تكون نسبًا بسيطة وصحيحة).

لكي يفسّر هذه الملاحظات، افترض أنّ المادة مكوّنة من جسيمات صغيرة جدًا غير قابلة للانقسام، سماها الذرات.

✦ أهم نقاط نظريته:

1. المادة تتكوّن من جسيمات صغيرة غير قابلة للتجزئة (الذرات).

2. ذرات العنصر الواحد متشابهة تمامًا في الكتلة والخواص.

3. ذرات العناصر المختلفة تختلف في كتلها وخواصها.

4. عند التفاعل الكيميائي، تعيد الذرات ترتيب نفسها لتكوّن مركّبات بنسب ثابتة.

إذن، دالتون لم يكتشف الذرّة بالمشاهدة، لكنه كان أوّل من أعطى تفسيرًا علميًا ومنظمًا لوجودها وخصائصها بالاعتماد على القوانين الكيميائية.

أهم ما فعله طومسون:

1. لاحظ أن الأشعة المهبطية تنحرف عند مرورها في مجال كهربائي أو مغناطيسي.

2. استنتج أن هذه الأشعة مكوّنة من جسيمات دقيقة سالبة الشحنة.

3. سمّى هذه الجسيمات لاحقًا إلكترونات، وهي أول جسيم دون ذري يتم اكتشافه.

4. قدّم طومسون نموذج الذرة المشهور بـ "نموذج البودينج" (plum pudding model)، حيث تصوّر الذرة كرة موجبة الشحنة تتوزع داخلها الإلكترونات السالبة مثل الزبيب في عجينة الكعك.

أهمية اكتشافه:

فتح الباب أمام العلماء لفهم أن الذرة ليست جسيمًا صلبًا غير قابل للتجزئة (كما ظن دالتون)، بل تحتوي على مكوّنات أصغر.

فكرة النموذج (1897م):

الذرة كرة موجبة الشحنة متجانسة.

تتوزع بداخلها إلكترونات سالبة الشحنة مثل حبات الزبيب في عجينة الكعك.

الهدف: جعل الذرة متعادلة كهربائيًا (لأن الشحنة الموجبة تعادل السالبة).

مزايا النموذج:

أول نموذج يفسّر وجود جسيمات سالبة (الإلكترونات) داخل الذرة.

فتح الطريق للتجارب اللاحقة (مثل تجربة رذرفورد).

عيوبه:

لم يفسّر كيف تتحرك الإلكترونات داخل الذرة.

لم يفسّر توزيع الكتلة بدقة.

تجربة رذرفورد (1909م) أثبتت أن معظم الذرة فراغ وأن الشحنة الموجبة مركّزة في النواة، فانهار نموذج طومسون.

خطوات التجربة:

1. وجّه رذرفورد جسيمات ألفا (موجبة الشحنة) نحو ورقة رقيقة جدًا من الذهب.

2. وضع شاشة فلورية حول الرقاقة لتسجيل مسار جسيمات ألفا بعد مرورها.

الملاحظات:

معظم جسيمات ألفا مرّت عبر الرقاقة دون أي انحراف.

عدد قليل انحرف بزوايا صغيرة.

عدد نادر جدًا ارتدّ للخلف بزاوية كبيرة (وكأنها اصطدمت بجسم صلب).

الاستنتاجات:

1. معظم حجم الذرة فراغ.

2. الذرة تحتوي على نواة صغيرة جدًا، تتركّز فيها معظم الكتلة والشحنة الموجبة.

3. الإلكترونات تدور حول النواة في الفراغ الذري.

أهمية التجربة:

أسقطت نموذج طومسون (البودينج).

قدّمت أول نموذج نووي للذرة (نموذج رذرفورد).

أفكار النموذج:

1. الذرة تتكوّن أساسًا من نواة صغيرة جدًا موجبة الشحنة، تتركز فيها معظم كتلة الذرة.

2. تدور الإلكترونات السالبة حول النواة في فراغ واسع، مثل الكواكب حول الشمس (لذلك سُمّي أحيانًا "النموذج الكوكبي").

3. معظم حجم الذرة فراغ، وهذا يفسّر مرور جسيمات ألفا دون انحراف.

مزايا النموذج:

فسّر وجود النواة.

فسّر نتائج تجربة رقائق الذهب.

عيوب النموذج:

لم يفسّر استقرار الإلكترونات حول النواة (فحسب قوانين الفيزياء الكلاسيكية، كان يجب أن تسقط الإلكترونات في النواة).

لم يفسّر خطوط الطيف الذري (ألوان الضوء المنبعثة من الذرات عند تسخينها).

✨ بعده جاء نموذج بور (1913م) الذي حاول معالجة هذه المشاكل بإدخال فكرة المستويات الطاقية.

أفكار النموذج النووي للذرة:

1. الذرة تحتوي على نواة صغيرة جدًا في مركزها.

2. النواة تحمل الشحنة الموجبة (بروتونات) ومعظم كتلة الذرة.

3. الإلكترونات سالبة الشحنة تدور حول النواة في فراغ واسع.

4. معظم حجم الذرة عبارة عن فراغ.

مميزات النموذج النووي:

أوضح أن الكتلة ليست موزعة بالتساوي (كما ظن طومسون) بل مركزة في النواة.

فسّر ارتداد بعض جسيمات ألفا في تجربة رذرفورد.

عيوبه:

لم يستطع تفسير استقرار الإلكترونات (لماذا لا تسقط في النواة؟).

لم يفسر خطوط الطيف الذري.

لذلك جاء نموذج بور (1913م) ليطوّر النموذج النووي ويضيف فكرة المستويات الطاقية للإلكترونات.

🔹 سبب تأخر اكتشاف النيوترون أكثر من 20 عامًا يعود لعدة عوامل:

1. عدم وجود شحنة للنيوترون ⚪

البروتون موجب، والإلكترون سالب → يسهل الكشف عنهما باستخدام المجالات الكهربائية والمغناطيسية.

لكن النيوترون متعادِل كهربائيًا، فلا ينحرف في المجالات، مما جعل ملاحظته صعبًا جدًا.

2. تشابه كتلته مع البروتون ⚖️

كتلته قريبة جدًا من البروتون، فكان العلماء يظنون أن الذرة تحتوي فقط على بروتونات وإلكترونات.

مثلًا، كانوا يعتقدون أن النواة مكوّنة من "بروتونات + إلكترونات داخلها"، لتفسير الكتل الذرية.

3. ضعف الأدوات والتقنيات حينها 🔬

لم تكن هناك أجهزة كشف دقيقة للأشعة والجسيمات المتعادلة.

احتاج الأمر إلى تطور في أدوات الكشف (غرف السحابة، الكواشف الخاصة).

4. التفسيرات الخاطئة للتجارب السابقة

بعض التجارب (مثل إشعاع البيريليوم عند قذفه بجسيمات ألفا) فُسّرت أولًا بشكل غير صحيح على أنها "أشعة غاما"، حتى جاء تشادويك (1932م) وبيّن أنها جسيمات جديدة متعادلة → النيوترونات.

✨ لذلك لم يُكتشف النيوترون إلا على يد جيمس تشادويك عام 1932م، أي بعد أكثر من 30 سنة من اكتشاف الإلكترون والبروتون.

أولًا: ما قبل دالتون – بدايات فكرة الذرة

فكرة الذرة ليست حديثة، بل ترجع إلى الفلسفة اليونانية القديمة:

1.

الفلاسفة اليونانيون - ديموقريطوس (Democritus) (~400 ق.م)

• اقترح أن كل شيء في الكون مكوّن من جزيئات صغيرة غير قابلة للتجزئة سماها “أتوما” (atomos)، وتعني “غير قابل للانقسام”.

• قال إن الذرات صلبة، غير مرئية، تختلف في الشكل والحجم، وتتحرك في الفراغ.

• لم يكن هذا مبنيًا على تجارب، بل على التأمل العقلي فقط.

🧠 مشكلة الفكرة: لم يكن لها أدلة تجريبية. أرسطو (فيلسوف مؤثر جدًا) رفض الفكرة، وقال إن المادة مستمرة وليست مكوّنة من جسيمات منفصلة. سيطر هذا الرأي لأكثر من 2000 سنة.

🔹 نموذج دالتون الذري (القرن التاسع عشر)

🧪

جون دالتون (John Dalton)

– الكيميائي الإنجليزي (1766–1844)

في أوائل القرن الـ19، أعاد دالتون إحياء فكرة الذرة، لكن هذه المرة بدعم من أدلة تجريبية.

📜 أبرز أفكار نموذج دالتون (1803 - 1808):

1. المادة تتكون من جسيمات صغيرة جدًا تسمى الذرات.

2. الذرات غير قابلة للتجزئة أو التدمير (لا يمكن تقسيمها إلى أجزاء أصغر).

3. ذرات العنصر الواحد متشابهة تمامًا في الكتلة والخواص.

4. ذرات العناصر المختلفة تختلف في الكتلة والخواص.

5. الاتحاد الكيميائي يحدث عندما تتحد الذرات بنسب عددية ثابتة لتكوين المركبات.

6. التفاعلات الكيميائية هي إعادة ترتيب للذرات، دون خلق أو تدمير للذرات.

💡 مميزات نموذج دالتون:

• أول نموذج ذري قائم على الأدلة والتجارب.

• فسر قوانين النسب الثابتة والنسب المتضاعفة في التفاعلات الكيميائية.

• شكّل حجر الأساس للكيمياء الحديثة.

🧩 محدوديات نموذج دالتون:

• اعتقد أن الذرات غير قابلة للتجزئة (لاحقًا تم اكتشاف الإلكترونات والبروتونات والنيترونات).

• لم يعرف شيئًا عن البنية الداخلية للذرة أو الشحنة الكهربائية.

🔹 القوانين التي دعمت نظرية دالتون:

1. قانون حفظ الكتلة (لافوازييه):
   

   • المادة لا تُفنى ولا تُخلق في التفاعل الكيميائي.

2. 
   

3. قانون النسب الثابتة (بروست):
   

   • المركب الكيميائي دائمًا يحتوي على نفس العناصر بنفس النسب الكتلية.

4. 
   

5. قانون النسب المتضاعفة (دالتون نفسه):
   

   • عندما يتحد عنصران لتكوين أكثر من مركب، فإن كتل أحد العنصرين التي تتحد مع كتلة ثابتة من العنصر الآخر تكون بنسب عددية بسيطة

   المصدر: ChatGPT

• الاسم الكامل: Sir William Crookes

• الولادة: 17 يونيو 1832 – الوفاة: 4 أبريل 1919

• الجنسية: إنجليزي

• المهنة: كيميائي وفيزيائي

• الإنجاز الأهم: اكتشاف الأشعة المهبطية (Cathode Rays) – التي كانت خطوة أساسية في اكتشاف الإلكترون.

🔬 ماذا فعل كروكس؟ وما علاقته بالذرة؟

كروكس ما قدم نموذج ذري كامل مثل دالتون أو طومسون، لكنه قام بتجارب ثورية مهدت لاكتشاف أن الذرة لها مكونات داخلية، وأنها ليست غير قابلة للتجزئة كما اعتقد دالتون.

💡 التجربة الأهم:

أنبوب كروكس (Crookes Tube)

أنبوب زجاجي مفرغ جزئيًا من الهواء، توضع فيه إلكترودات (موجب وسالب) ويُمرر تيار كهربائي.

⚙️ مكونات أنبوب كروكس:

• أنبوب زجاجي مفرغ من الهواء تقريبًا.

• كاثود (قطب سالب).

• أنود (قطب موجب).

• مصدر للجهد العالي.

• أحيانًا شاشة مغطاة بمادة فلورية (مثل كبريتيد الزنك).