هل عدد البروتونات هو الذي يحدد هوية الذرة

عدد البروتونات هو الذي يحدد هوية الذرة

عدد البروتونات هو الذي يحدد هوية الذرة الموجودة في نواة الذرة

الذرة تتألف من البروتونات والنيوترونات، وهي عبارة عن نواة صغيرة مشحونة إيجابيا ومحاطة بعدد كبير من الإلكترونات سريعة الحركة. يطلق على عدد البروتونات في الذرة اسم العدد الذري أو عدد البروتون، وتتحدد الخصائص الكيميائية للذرة بواسطة عدد البروتونات والإلكترونات وترتيبها. يكون عدد الإلكترونات في الذرة متساويا لعدد البروتونات في النواة عندما تكون الذرة محايدة كهربائيا. يعرف عدد النيوترونات في النواة بالعدد النيوتروني ويرمز له بالحرف N. يكون العدد الإجمالي للبروتونات والنيوترونات في النواة مساويا ل N = A + 2، حيث A يمثل العدد الذري، وتؤدي النيوترونات دورا في تثبيت النواة، حيث تتجاذب بعضها البعض، مما يعزز التوازن الكهربائي ويتفادى التنافر الذي يحدث بين البروتونات.

ما هي الذرة

الذرة هي أصغر وحدة ممكن تقسيم المادة إليها، وهي أصغر وحدة تحدد الخصائص المميزة لكل عنصر كيميائي. هي وحدة البناء الأساسية في الكيمياء، وتتألف من البروتونات التي تحمل شحنة موجبة والنيوترونات التي لا تحمل شحنة، وتحيط بها الإلكترونات التي تحمل شحنة سالبة. والقوى الكهربائية هي التي تربط الإلكترونات بالنواة. وتتكون الجزيئات من ذرات مرتبطة بروابط كيميائية يصعب كسرها، وجميع الذرات لها نفس الحجم تقريبا. فالنواة التي تحتوي على 3 إلكترونات لها نفس حجم النواة التي تحتوي على 90 إلكترونا، وكتلة الذرة تتركز في النواة على الرغم من صغر حجمها. وأهم ما يميز الذرة هو عدد البروتونات الموجودة في النواة، ويرمز له بالرمز z، بينما يؤثر عدد النيوترونات على كتلة الذرة ولا يؤثر على خصائصها الكيميائية. ولذلك، فإن النواة المكونة من ستة بروتونات وستة نيوترونات ستكون لها نفس الخصائص الكيميائية للنواة التي تحتوي على ستة بروتونات وثمانية نيوترونات، على الرغم من اختلاف كل منهما. ويطلق على النواتين التي بهما نفس عدد البروتونات وعدد مختلف من النيوترونات اسم “نظائر” لبعضهما البعض، وجميع العناصر لها عدد من النظائر.

مكونات الذرة

• النواة.
• البروتون.
• النيوترون.
• الالكترون.

النواة : يتألف النواة من كتلة الذرة، وتتكون من البروتونات والنيوترونات، واللذان يعرفان مجتمعين بالنوكليونات، وتدور الإلكترونات حول النواة وهي أخف وزنا من النواة.

البروتون : النواة في الذرة تحمل شحنة موجبة، ويشير العدد الذري إلى العدد الإجمالي للبروتونات الموجودة في الذرة.

النيورتون : تتشارك النيوترونات في نواة الذرة مع البروتونات، حيث تكون جسيمات ذات شحنة متعادلة وتتمتع بنفس الوزن تقريبا كالبروتونات وتبلغ 1.0087 على مقياس الكربون.

الالكترون : – تدور الإلكترونات حول النواة وتحمل شحنة سالبة، ووزنها أخف بكثير من البروتونات والنيوترونات، حيث تبلغ كتلتها 1/1836 من كتلة البروتونات. تدور الإلكترونات حول النواة في مستويات تسمى مستويات الطاقة، ويحتوي كل مستوى من المستويات على عدد محدد من الإلكترونات، ويعتمد عدد مستويات الطاقة على العدد الإجمالي للإلكترونات، ويكون المستوى الأول هو الأقرب للنواة.

العدد الكتلي والعدد الذري

العدد الكتلي للذرة يعني العدد الإجمالي للبروتونات والنيوترونات في النواة (النكليونات)، ويطلق عليه أيضا الكتلة الذرية. النظائر المختلفة لنفس الغنصر لها عدد كتلي مختلف، إذ تحتوي نواتها على أعداد مختلفة من النيوترونات. والعدد الذري هو عدد البروتونات في الذرة، والنظائر لها نفس العدد الذري، وتختلف فقط في عدد النيوترونات. ويشير مصطلح النظائر إلى الذرات التي تختلف فقط في عدد النيوترونات، والكتلة الذرية النسبية تشير إلى متوسط الكتل الذرية لجميع النظائر المختلفة.

مثال على النظائر غاز الكربون الموجود في الغلاف الجوي على شكل غاز له ثلاثة نظائر. منها الكربون_12 والكربون_13 وهما مستقران، والكربون_14 المشع. وتتواجد هذه النظائر في الغلاف الجوي، حيث يمثل الكربون_12 النسبة الأكبر حوالي 99%، والكربون_13 يمثل 1%، والكربون_14 موجود بنسبة صغيرة جدا. ونظرا لاستنزاف النباتات ثاني أكسيد الكربون من الهواء لعملية البناء الضوئي، فإن نسبة الكربون_14 في أنسجتها تكون متساوية لنسبة الكربون_14 الموجودة في الغلاف الجوي. وبما أن الحيوانات تتغذى على النباتات، فإن نسبة الكربون في أجسامها تكون مماثلة لنسبته في الغلاف الجوي. ولكن عندما يموت الكائن الحي، فإنه يتوقف عن امتصاص الكربون_14، وبالتالي تنخفض نسبة الكربون_14 في جسمه تدريجيا. حيث يتحول الكربون_14 إلى نيتروجين_142. ويستخدم العلماء هذه الخاصية في حساب عمر الكائنات الحية إذا لم تتجاوز الخمسين ألف عام. حيث يتم مقارنة نسبة الكربون_14 والكربون_12 في جسم الكائن الحي ونسبته في الغلاف الجوي. وكذلك يمكن استخدامها لقياس نصف عمر العناصر. على سبيل المثال، يبلغ نصف عمر البوتاسيوم_40 حوالي 1.25 مليار سنة، ويبلغ نصف عمر اليورانيوم_235 حوالي 700 مليون سنة. ويستخدم أيضا لقياس عمر الصخور.

كم عدد البروتونات في الذرة

عدد البروتونات في الذرة يساوي العدد الذري

لحساب عدد البروتونات في الذرة، يجب أولا جمع بعض المعلومات حول العنصر الذي نرغب في معرفة عدد بروتونات ذرته. يتم ذلك باستخدام الجدول الدوري، حيث يمكننا معرفة العدد الذري والوزن الذري للعنصر. يكون العدد الذري في الجزء العلوي الأيسر، والوزن الذري في الجزء السفلي. على سبيل المثال، لعنصر الكريبتون، فإن العدد الذري هو 36 والوزن الذري هو 83.80.000، وبالتالي يكون عدد البروتونات مساويا للعدد الذري.

على سبيل المثال، عندما يكون عدد البروتونات في ذرة الكريبتون 36، فإن زيادة أو نقص عدد البروتونات في الذرة يجعلها تتحول إلى عنصر مختلف تماما. على سبيل المثال، إذا تمت إزالة بروتون واحد من ذرة الكريبتون، فإنها تتحول إلى ذرة البروم. لحساب عدد الإلكترونات، يجب أن نعلم أن هناك توازنا بين عدد البروتونات ذات الشحنة الموجبة وعدد الإلكترونات ذات الشحنة السالبة. يجب أن تحتوي الذرة على عدد متساو من البروتونات والإلكترونات. على سبيل المثال، ذرة الكريبتون تحتوي على 36 إلكترونا و 36 بروتونا. يمكن للذرة أن تكتسب أو تفقد إلكترونا لتصبح أيونا، والأيون هو ذرة مشحونة كهربائيا. إزالة أو إضافة إلكترون من الذرة لا يؤثر على العنصر نفسه، ولكنه يؤثر فقط على شحنته. على سبيل المثال، عند إزالة إلكترون من ذرة الكريبتون، يتشكل أيون الكريبتون ويكتب بالشكل التالي: kr+. يدل الرمز + على أنه أيون بشحنة موجبة، أي تمت إزالة إلكترون ذو شحنة سالبة من الذرة.

النظائر

النظائر هي أنواع مختلفة من نواة العنصر الكيميائي، تحتوي على نفس العدد الذري والخواص الكيميائية، ولكنها تختلف في الكتلة الذرية والخواص الفيزيائية. يحتوي كل عنصر على نظير واحد أو أكثر، وتعتمد خصائص النظير على عدد البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة. يمكن استخدام مصطلح النوكليد لوصف نظائر معينة، وفي هذه الحالة نركز على الخصائص النووية للذرة بدلا من الخصائص الكيميائية.

تم اكتشاف النظائر في عام 1910 وذلك عند دراسة النشاط الإشعاعي حيث اكتشف العالم الفيزيائي هنري أنه يمكن تحويل عنصر لعنصر آخر مثل عنصر اليورانيوم والثورويوم وفي البداية كان يعتقد أن هذه المواد المشعة عناصر أخرى وتم تسميتها بأسماء مختلفة مثل اليورانيوم سمي نظيره بالأيونيوم والثوريوم سمي نظيره بالميزوثوريوم ولكن بعد فترة اكتشف أنه لا يمكن تمييز الخواص الكيميائية للميزوثوريوم عن الثوريوم واكتشف العالم الكيميائي فريدريك سودي في عام 1910 أن العناصر ذات الأوزان الذرية المختلفة (يطلق عليها الآن الكتل الذرية) تحتوي على نفس الخصائص الكيميائية وبالتالي تكون في نفس المكان في الجدول الدوري وهذا ليس في العناصر المشعة فقط بل في العناصر المستقرة أيضاً.