الوحده الأولى تركيب الذرة

تقع النواة في مركز الذرة، وهي صغيرة جداً (مثل كرة في منتصف ملعب ضخم).

تتركز في النواة "كتلة" الذرة بالكامل تقريباً، كما تتركز بها "الشحنة الموجبة".

وتحتوي النواة على نوعين من الجسيمات:

• البروتونات (p): وهي جسيمات "موجبة الشحنة (+)".
• النيوترونات (n): وهي جسيمات "متعادلة الشحنة" (لا تحمل شحنة).

الإلكترونات (e⁻) هي جسيمات "سالبة الشحنة (-)"، وهي ضئيلة الكتلة جداً (يمكن إهمال كتلتها) مقارنة بالبروتونات والنيوترونات.

تدور هذه الإلكترونات بسرعات فائقة جداً حول النواة في مدارات محددة تُعرف بـ "مستويات الطاقة".

"العدد الذري" هو "هوية" العنصر التي لا تتغير أبداً.

تعريفه: هو "مجموع أعداد البروتونات الموجبة داخل نواة الذرة".

"العدد الكتلي" هو مجموع كتلة الذرة الموجودة في النواة.

تعريفه: هو "مجموع أعداد البروتونات والنيوترونات داخل نواة الذرة".

(لذلك، العدد الكتلي دائماً أكبر من أو يساوي العدد الذري).

تكون الذرة في حالتها العادية "متعادلة الشحنة".

(علل) الذرة متعادلة كهربياً: لأن "عدد البروتونات الموجبة" داخل النواة يساوي "عدد الإلكترونات السالبة" التي تدور حول النواة. (الشحنات الموجبة = الشحنات السالبة).

ونستنتج من ذلك أن: العدد الذري ($Z$) = عدد البروتونات ($p$) = عدد الإلكترونات ($e⁻$) (في الذرة المتعادلة فقط).

اتفق العلماء على إعطاء كل عنصر "رمزاً" مشتقاً من اسمه اللاتيني.

قواعد الكتابة:

• إذا كان الرمز حرفاً واحداً، يُكتب كبيراً (Capital). مثل: كربون (C)، بوتاسيوم (K).
• إذا كان الرمز حرفين، يُكتب الأول كبيراً (Capital) والثاني صغيراً (Small). مثل: كالسيوم (Ca)، صوديوم (Na).

جدول أمثلة لرموز بعض العناصر الشهيرة:

• عددها ٧ مستويات رئيسية في أثقل الذرات المعروفة (K, L, M, N, O, P, Q).
• "طاقة المستوى" تزداد كلما ابتعدنا عن النواة (فالمستوى $M$ أعلى طاقة من $L$، والمستوى $L$ أعلى طاقة من $K$).
• تدور الإلكترونات في هذه المستويات كل حسب طاقته.

يمكن تحديد عدد الإلكترونات الذي "يتشبع" به كل مستوى من المستويات الأربعة الأولى فقط من العلاقة الرياضية "٢ن²" (حيث "ن" هو رقم المستوى).

• المستوى الأول (K): $n=1$ ... يتشبع بـ $2 \times (1)^2$ = ٢ إلكترون.
• المستوى الثاني (L): $n=2$ ... يتشبع بـ $2 \times (2)^2$ = ٨ إلكترونات.
• المستوى الثالث (M): $n=3$ ... يتشبع بـ $2 \times (3)^2$ = ١٨ إلكترون.
• المستوى الرابع (N): $n=4$ ... يتشبع بـ $2 \times (4)^2$ = ٣٢ إلكترون.

ملاحظة: لا تنطبق هذه القاعدة على المستويات الأعلى (الخامس والسادس والسابع) لأن الذرة تصبح "غير مستقرة" إذا زاد عدد الإلكترونات عن ٣٢.

الإلكترون لا يمكن أن يبقى بين المستويات، بل يجب أن يكون في مستواه. ولكي ينتقل الإلكترون من مستوى طاقة أقل إلى مستوى طاقة أعلى، فإنه يحتاج إلى "اكتساب" طاقة.

هذه الطاقة التي يكتسبها (أو يفقدها) الإلكترون تسمى "الكم" أو "الكوانتم".

يتم ملء مستويات الطاقة الأقل في الطاقة (الأقرب للنواة) أولاً. لا يمكن البدء في ملء المستوى (L) قبل أن يتشبع المستوى (K) بـ ٢ إلكترون.

"مستوى الطاقة الخارجي" (الأخير) لأي ذرة (باستثناء المستوى K) لا يمكن أن يحمل "أكثر من ٨ إلكترونات"، مهما كانت قدرته الاستيعابية (حسب قاعدة ٢ن²).

مثال: ذرة البوتاسيوم ($K^{39}_{19}$) لديها ١٩ إلكترون.

• التوزيع (الخاطئ): ٢ (K) ، ٨ (L) ، ٩ (M). (هذا خطأ لأن المستوى الأخير أصبح ٩).
• التوزيع (الصحيح): ٢ (K) ، ٨ (L) ، ٨ (M) ، ١ (N). (لأن المستوى M لا يمكن أن يحمل أكثر من ٨ طالما هو المستوى الأخير).

"النظائر" هي "صور مختلفة لذرات العنصر الواحد".

تتميز هذه الصور بأنها:

• تتفق في العدد الذري (Z): لأنها تمتلك نفس عدد "البروتونات" (وهي هوية العنصر).
• تختلف في العدد الكتلي (A): وذلك لاختلافها في عدد "النيوترونات" داخل النواة.

يحتوي الهيدروجين على ثلاث نظائر شهيرة في الطبيعة:

• البروتيوم (H-1): يحتوي على ١ بروتون، و ٠ نيوترون. (العدد الكتلي = ١).
• الديوتيريوم (H-2): يحتوي على ١ بروتون، و ١ نيوترون. (العدد الكتلي = ٢).
• التريتيوم (H-3): يحتوي على ١ بروتون، و ٢ نيوترون. (العدد الكتلي = ٣).

لاحظ أن جميعهم يمتلك "بروتون واحد" فقط، لذلك هم جميعاً "هيدروجين".