جهود العلماء لتطوير النموذج الذري منذ اكتشاف الذرة، عمل العلماء بجد لتطوير فهمنا للنموذج الذري. وشمل ذلك نموذج بور الكلاسيكي ونموذج شرودنجر الكمي، وقد تطور هذا النموذج ليشمل الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات وتفاعلاتها داخل الذرة، وأدى إلى تطوير فهم عميق للبنية الذرية وتفاعلاتها، لذلك في وفي مقال اليوم سنتعرف بالتفصيل على النموذج الذري، وما هو، والمزيد من جهود العلماء في هذا المجال. .
محتويات المقالة
ما هو النموذج الذري؟
- النواة الذرية: تتكون من البروتونات والنيوترونات. تحمل البروتونات شحنة موجبة وتحدد هوية العنصر الكيميائي، بينما النيوترونات ليس لها شحنة كهربائية وتساهم في استقرار النواة.
- الإلكترونات: تدور حول النواة في مدارات مختلفة. تحمل الإلكترونات شحنة سالبة، وتشارك في التفاعلات الكيميائية، وتحدد خصائص التركيب الكيميائي وسلوك العناصر.
- مستويات الطاقة: تصف مواقع وطاقات الإلكترونات حول النواة. تنظم مستويات الطاقة هذه تفاعلات الإلكترونات وقدرتها على التحرك بين المدارات.
- العدد الذري: هو عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة ويحدد هوية العنصر. على سبيل المثال، يحتوي الهيدروجين على عدد ذري 1 بينما يحتوي الكربون على عدد ذري 6.
- العدد الكتلي: هو مجموع البروتونات والنيوترونات الموجودة في نواة الذرة. يتم استخدامه لحساب وزن ذري محدد أكثر دقة.
- العناصر والجدول الدوري: كل عنصر كيميائي يتكون من ذرات لها نفس العدد الذري. ينظم الجدول الدوري العناصر حسب ترتيبها الكيميائي، حيث يزداد العدد الذري من يسار الجدول إلى اليمين.
- التكوين الإلكتروني: يصف كيفية توزيع الإلكترونات حول المدارات. ويساعد هذا التكوين على توضيح خواص العنصر الكيميائي وتفاعلاته.
جهود العلماء لتطوير النموذج الذري
لقد بذل العلماء جهودًا هائلة على مدى العقود الماضية لتطوير النموذج الذري وفهم بنية الذرات. وفيما يلي بعض المعالم الرئيسية في هذا المجال:
- نموذج بور الذري: في عام 1913، طور نيلز بور نموذجًا وصف الذرة بأنها نظام شمسي مصغر، حيث تدور الإلكترونات حول النواة في مدارات محددة.
- نموذج شرودنغر: في عام 1926، قام إيروين شرودنغر بتطوير نموذج يعتمد على المعادلة الموجية، مما أعطانا فهماً أعمق لتوزيع الإلكترونات حول النواة وظاهرة التراكب الموجي.
- نموذج القواعد الأربعة: في عام 1927، أنشأ فيرنر هايزنبرغ، وماكس بورن، وباسكال جوردان نموذج القواعد الأربعة، الذي ساهم في فهم التفاعلات الكمية داخل الذرات.
- مبدأ الاستبدال الإشعاعي: في عام 1930، طور فولفجانج بوهلي نموذجًا يعتمد على مبدأ الاستبدال الإشعاعي، والذي يوضح كيفية امتصاص الإلكترونات للإشعاع وإطلاقه.
- نموذج الغلاف الإلكتروني: في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي، تقدم فهمنا لبنية الذرات والعناصر بفضل نموذج الغلاف الإلكتروني، الذي يصف توزيع الإلكترونات في طبقات مختلفة حول النواة.
أهم العلماء الذين قاموا بالبحث في نموذج الذرة
هناك العديد من العلماء الذين ساهموا في بحث وتطوير النموذج الذري على مر العقود، ومن أهم هؤلاء العلماء:
جون طومسون (1856-1940): اكتشف الإلكترونات واقترح نموذج “العشب” أو الكوكتيل للذرة، والذي يصف الذرة بأنها جسيم موجب الشحنة تتوزع الإلكترونات داخله.
إرنست رذرفورد (1871-1937): أجرى تجربة ألروشفورد بمساعدة تلميذه إرنست مارسدن للتأكد من توزيع الشحنة في الذرة. واقترح نموذجًا نوويًا للذرة، حيث تكون معظم الكتلة والشحنة الموجبة في نواة صغيرة في المركز.
نيلز بور (1885-1962): ساهم بشكل كبير في تطوير النموذج النووي للذرة ونموذج الإلكترون المرتبط، أي أن الإلكترونات تدور في مدارات محددة حول النواة.
هنري موسلي (1887-1981): قدم نموذج الغلاف الإلكتروني الذي أوضح كيفية توزيع الإلكترونات في مستويات الطاقة المختلفة حول النواة.
النموذج الذري هو مفهوم علمي يصف بنية وتكوين الذرة. ويشير إلى أن الذرة تتكون من نواة مركزية تحتوي على بروتونات ونيوترونات محاطة بمستويات مدارية تحتوي على إلكترونات. لقد تطور هذا النموذج على مر العقود وساهم في فهمنا للتفاعلات الكيميائية والتركيب الدقيق للعناصر الكيميائية.