1 التاريخ
1.1 الذرية الفلسفية
1.2 جون دالتون
1.3 أفوجادرو
1.4 الحركة البراونية
1.5 اكتشاف الجسيمات دون الذرية
1.6 اكتشاف النواة
1.7 الخطوات الأولى نحو نموذج فيزيائي كمي
1.8 اكتشاف النظائر
1.9 اكتشاف الجسيمات النووية
1.10 النماذج الفيزيائية الكمية للذرة
2 نظرية دالتون الذرية
3 انظر أيضاً
4 قراءات للاستزادة
5 مراجع
6 وصلات خارجية
محتويات
- 1 تجربة موزلي في عام 1913
- 2 الخواص الكيميائية
- 3 العلاقة بين عدد النيوترونات والكتلة الذرية
- 4 ترميز العناصر
- 5 عناصر جديدة
- 6 العدد الذري للمادة المضادة
- 7 المراجع
- 8 اقرأ أيضا
- 1 تاريخ الكتلة الذرية
- 2 العلاقة بين الكتلة الذرية والكتلة الجزيئية
- 3 معامل التحويل بين الكتلة الذرية والكتلة المولية
- 4 اقرأ أيضا
- 5 مراجع
تاريخ الكتلة الذرية
قبل الستينات كان يتم التعبير عن نظير الأكسجين-16 على أن له "كتلة ذرية" 16، مع العلم بأنه يوجد نسب صغيرة لكل من أكسجين-17 وأكسجين-18 في الأكسجين العادي، والذي تم استخدامه أيضا لحساب الكتلة الذرية مما أدى لوجود جدولين مختلفين للكتلة الذرية.
ولاحقا استخدم الكيميائيون والفيزيائيون جدولين مختلفين للكتلة الذرية. استخدم الكيميائيون الجدول المبنى على أساس الخليط المكون لنظائر الأكسجين المذكورة اعلاه، بينما استخدم الفيزيائيون في البدء الأكسجين-16 ويتعاملون معه على حدة على أساس أن نواته تتكون من 8 بروتون و 8 نيوترون ، وبعد ذلك اصبح الفيزيائيون يتعاملون مع الأكسجين-16 والأكسجين-17 والاكسجين-18 كل على حدة . وقد تم توحيد القياس بعد ذلك باستخدام الكربون-12 12C كمرجع للمعايرة للاستجابة احتياجات الكيميائيين . وقد قابل ذلك أيضا احتياجات الفيزيائيين على أساس أن الكربون يتكون تفريبا من نظير واحد نقى (الكربون-12) ، كما أنه كان قريبا أيضا من حسابات الكيميائيين. في العادة يتعامل الكيميائي مع العنصر كما يوجد في الطبيعة (كمخلوط من عدة نظائر ) تشترك جميعها في خواصها الكيميائية ؛ أما الفزيائيون فهم يهتمون بدراسة كل نظير على حدة ، لأن خواصها الطبيعية تختلف.
بعد فترة اكتشف الفيزيائيون أن للكربون نظير ، وهو الكربون-14 ولكنه قليل جدا [ بحيث يمكن اهماله في التعامل الكيميائي] . ويستخدم الفيزيائيون الكربون-14 بقياس كمياته في الأخشاب القديمة لتحديد عمرها (تأريخ بالكربون المشع).
يبين الجدول التالي الكتل الذرية النسبية لبعض العناصر (أي الأوزان الذرية) طبقا لكتلة المعايرة :
العنصر بالنسبة لـ natH = 1 natO = 16 16O = 16 12C = 12 natH 1,000 1,008 1,008 1,008 natCl 35,175 35,457 35,464 35,453 natO 15,872 16,000 16,004 15,999 natN 13,896 14,008 14,011 14,007 natC 11,916 12,011 12,015 12,011
إلى اليمين الكتل الذرية للعناصر (بخلطة نظائر كل منها كما توجد طبيعيا (nat) , وإلى اليسار الكتل الذرية بالنسبة لمعايرتها بالكربون-12.
و نظرا لأن الكيميائي يتعامل مع المواد بالوزن بالجرام أو وحدة مول فنستطيع اختصار الجدول أعلاه كالآتي:
العنصر وزن 1 مول من العنصر natH 1,008 جرام natCl 35,453 جرام natO 15,999 جرام natN 14,007 جرام natC 12,011 جرام
العلاقة بين الكتلة الذرية والكتلة الجزيئية
يطبق نفس التعريف على تعريف الكتلة الجزيئية . فيمكن حساب الكتلة الجزيئية عن طريق جمع الكتل الذرية للعناصر المكونة للجزيء.
كما يمكن تعيين الكتلة المولية لمركب ما عن طريق جمع الكتل الذرية النسبية لجميع العناصر المكونة للمركب الكيميائي كما تعطيه صيغته الكيميائية.
في كل حالة من تلك الحالتين يجب اتخاذ عدد الذرات الموجودة في المركب في الاعتبار.
مثال
الكتلة الجزيئية (أو كتلة مولية) لملح الطعام (كلوريد الصوديوم):
بتطبيق الكتل الذرية المذكورة في الجدول السابق للكلور 35.453 والصوديوم 22.989 ، نحصل على الكتلة الجزيئية لكلوريد الصوديوم M
u:- M(NaCl) = [22.989 + 35.453] × 1 g/mol = 58.443 g/mol
الكتلة المولية للمركب لاكتوز
أيضا بتطبيق الكتل الذرية المذكورة في الجدول أعلاه:
- M(C
12H
22O
11) = ([12 × 12.0107] + [22 × 1.007 94] + [11 × 15.9994]) × 1 g/mol = 342.297 g/mol.
معامل التحويل بين الكتلة الذرية والكتلة المولية
بعتمد الكيميائيون في تعيين كمية مادة معمليا على وحدة مول ورمزها mol), وهي تعرف بأنها كمية المادة الكونة من عدد كبير جدا من الذرات ، فمثلا يوجد في 12 غرام من نظير الكربون-12 عدد 6.022 × 1023 من الذرات. فإن عدد الذرات في 1 مول من العنصر يبلغ 6.022 × 1023 ذرة ، ويسمى هذا العدد عدد أفوجادرو ، وهو ينطبق على جميع المواد والعناصر.
إن كمية 1 مول من المادة تحتوي باستمرار على الكتلة المولية أو كتلة ذرية قياسية للمادة ؛ وقد يتفق هذا بالتمام مع الكتلة الذرية وهذ يعتمد على : هل العنصر يوجد في الطبيعة في هيئة نظير واحد أم أنه طبيعيا خليط من عدة نظائر . فمثلا الكتلة الذرية القياسية للحديد هي 55.847 g/mol, وبهذا يكون 1 مول من الحديد كما نجده في الطبيعة (كمخلوط نظائر حديد) تبلغ كتلته 55.847 غرام .
ولكن توجد 22 عنصر ذات نظير واحد ، مثل الفلور ، والصوديوم ، والألمونيوم والفسفور ولهذا فإن الكتلة الذرية القياسية لأي من تلك العناصر تكون مساوية لـ كتلته الذرية.
المعادلة التي نحول بها وحدة كتل ذرية u إلى الكتلة بالغرام لذرة واحدة ، هي:
حيث ثابت الكتلة المولية و هو عدد أفوجادرو.
==============
القول في تفسير قوله تعالى : فمن يعمل مثقال ذرة خيرا يره ..
قلت المدون كل
ما يأتي هو اجتهادات محمودة من المفسيرين لكننا اليوم قد اضطلعنا علي الذرة وبنائها وعلمنا
أنها أدق شيئ في الوجود بل واضطلاعنا علي محتواتها حقق لنا أن ما هو أصغر
المثاقيل الذرية مثل الالكترونات والنيوترونات والبوزيترونات وكلها ذاخل
النواه وكلها له اوزان مقاسة بدقة ولم يكن هذا العلم موجودا قبل ذلك
فمثقال الذرة هو أقل أوزان المحتوي الذري في المادة
التفسير الوسيط تفسير
القرآن | باقة من أهم تفاسير القرآن الكريم المختصرة و الموجزة التي تعطي الوصف الشامل
لمعنى الآيات الكريمات : خمس تفاسير معتبرة لكل آية من كتاب الله تعالى , [
الزلزلة: 7] .
السورة
: رقم الأية
:
الآية 7 من سورة الزلزلة مكتوبة بالتشكيل
﴿ فَمَن
يَعۡمَلۡ مِثۡقَالَ ذَرَّةٍ خَيۡرٗا يَرَهُۥ ﴾
[ الزلزلة: 7]
الآية السابقة
آية رقم 7
الآية التالية
»التفسير الميسر
فمن يعمل وزن نملة صغيرة خيرًا، ير ثوابه في الآخرة، ومن
يعمل وزن نملة صغيرة شرًا، ير عقابه في الآخرة.
»تفسير الجلالين
«فمن يعمل مثقال ذرة» زنة نملة صغيرة «خيرا يره» ير
ثوابه.
»تفسير السعدي
فَمَنْ يَعْمَلْ مِثْقَالَ ذَرَّةٍ خَيْرًا يَرَهُ
وَمَنْ يَعْمَلْ مِثْقَالَ ذَرَّةٍ شَرًّا يَرَهُ وهذا شامل عام للخير والشر كله،
لأنه إذا رأى مثقال الذرة، التي هي أحقر الأشياء، [وجوزي عليها] فما فوق ذلك من
باب أولى وأحرى، كما قال تعالى: يَوْمَ تَجِدُ كُلُّ نَفْسٍ مَا عَمِلَتْ مِنْ خَيْرٍ
مُحْضَرًا وَمَا عَمِلَتْ مِنْ سُوءٍ تَوَدُّ لَوْ أَنَّ بَيْنَهَا وَبَيْنَهُ
أَمَدًا بَعِيدًا وَوَجَدُوا مَا عَمِلُوا حَاضِرًا وهذه الآية فيها غاية الترغيب
في فعل الخير ولو قليلًا، والترهيب من فعل الشر ولو حقيرًا.
»تفسير البغوي
"فمن يعمل مثقال ذرة"، وزن نملة صغيرة أصغر ما
يكون من النمل.
"خيراً يره".
»تفسير الوسيط ثم فصل- سبحانه- ما يترتب على هذه الرؤية
من جزاء فقال: فَمَنْ يَعْمَلْ مِثْقالَ ذَرَّةٍ خَيْراً يَرَهُ، وَمَنْ
يَعْمَلْ مِثْقالَ ذَرَّةٍ شَرًّا يَرَهُ.
و «المثقال» مفعال من الثقل، ويطلق على الشيء القليل
الذي يحتمل الوزن، و «الذرة» تطلق على أصغر النمل، وعلى الغبار الدقيق الذي يتطاير
من التراب عند النفخ فيه.
والمقصود المبالغة في الجزاء على الأعمال مهما بلغ
صغرها، وحقر وزنها.
والفاء: للتفريع على ما تقدم.
أى: في هذا اليوم يخرج الناس من قبورهم متفرقين لا يلوى
أحد على أحد.
متجهين إلى موقف الحساب ليطلعوا على جزاء أعمالهم
الدنيوية .
فمن كان منهم قد عمل في دنياه عملا صالحا رأى ثماره
الطيبة، حتى ولو كان هذا العمل في نهاية القلة، ومن كان منهم قد عمل عملا سيئا في
دنياه، رأى ثماره السيئة، حتى ولو كان هذا العمل- أيضا- في أدنى درجات القلة.
فأنت ترى أن هاتين الآيتين قد جمعتا أسمى وأحكم ألوان
الترغيب والترهيب، ولذا قال كعب الأحبار: لقد أنزل الله- تعالى- على نبيه محمد صلى
الله عليه وسلم آيتين، أحصتا ما في التوراة والإنجيل والزبور والصحف، ثم قرأ هاتين
الآيتين.
وقد ساق الإمام ابن كثير عند تفسيره لهاتين عددا من
الأحاديث، منها: ما أخرجه الإمام أحمد.
أن صعصعة بن معاوية، أتى النبي صلى الله عليه وسلم فقرأ
عليه هاتين الآيتين، فقال: حسبي لا أبالى أن لا أسمع غيرها.
وفي صحيح البخاري أن رسول الله صلى الله عليه وسلم قال:
«اتقوا النار ولو بشق تمرة، ولو بكلمة طيبة» .
وفي الصحيح- أيضا- أن رسول الله صلى الله عليه وسلم قال:
«لا تحقرن من المعروف شيئا، ولو أن تفرغ من دلوك في إناء المستقى، ولو أن تلقى
أخاك ووجهك إليه منبسط» .
وكان صلى الله عليه وسلم يقول لعائشة: «يا عائشة، استتري
من النار ولو بشق تمرة، فإنها تسد من الجائع مسدها من الشبعان.
يا عائشة.
إياك ومحقرات الذنوب، فإن لها من الله- تعالى- طالبا».
ومن الآيات الكريمة التي وردت في معنى هاتين الآيتين
قوله- تعالى- إِنَّ اللَّهَ لا يَظْلِمُ مِثْقالَ ذَرَّةٍ، وَإِنْ تَكُ حَسَنَةً
يُضاعِفْها، وَيُؤْتِ مِنْ لَدُنْهُ أَجْراً عَظِيماً.
وقوله- سبحانه-
قلت المدون كل ما مضي اجتهادات محمودة لكننا اليوم قد اضطلعنا علي الذرة وبنائها وعلمنا أنها أق شيئ في الوجود بل واضطلاعنا علي محتواتها أدت لنا أن من أصغر المثاقيل الذرية الالكترونات والنيوترونات والبوزيترونات وكلها ذاخل النواه وكلها له اوزان مقاسة بدقة ولم يكن هذا العلم موجودا قبل ذلك فمثقال الذرة هو أقل أوزان المحتوي الذري في المادة
========================
كتلة ذرية
الكتلة الذرية Atomic mass من خصائص كلّ نظير لعنصر كيميائي (و تسمى أيضاً الكتلة الذرية النسبية أو الوزن الذري) وهي كتلة ذرة واحدة للنظير معبرة عنه بوحدة وحدة كتل ذرية (واختصارها بالعربية: و.ك.ذ. ) ويرمز لها u
في الكيمياء هي وزن 1 مول من العنصر بالجرام ؛ فمثلا الكربون-12 له كتلة ذرية تساوى 12 ، إذ أن 1 مول منه يزن 12 غرام. . ولا يوجد أي نظير له كتلة على هيئة عدد صحيح غير الكربون-12 ، نظرا لتأثير طاقة الترابط بين البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة.
اختيرت وحدة الكتلة الذرية u على أن تكون 12/1 من كتلة الكربون-12 ، الكربون-12 هو المرجع العياري لجميع العناصر (والنظائر) . أي أن الكتلة الذرية للكربون-12 هي 12 u ; كما يمكن التعبير عن وحدة الكتلة الذرية u بالغرام فهي تساوي 1.998467052×10−26 كيلوغرام.
الكتلة الذرية Atomic Weight: هو مجموع البروتونات والنيوترونات في نواة العنصر.
الموارد الطبيعية للمواد تبين أن معظم العناصر توجد كخليط من نظائر العنصر، فمثلا الأكسجين وفي نواته الذرية 8 بروتونات . ويوجد منه الأكسجين-16 وفي نواته 8 نيوترونات إلى جانب ال 8 بروتونات ؛ ويوجد النظير الاكسجين-17 حيث في نواته 9 نيوترونات ، ويوجد الأكسجين-18 وفي نواته 10 نيوترونات . ونسب النظائر ليست متساوية ، لهذا لا تكون الكتلة الذرية لعنصر ما عبارة عن عدد صحيح ، وانما تكون غالبا أعدادا كسرية (انظر جدول بعض العناصر اسفله).
والانحرافات التي توجد بين الكتلة الذرية وعدد الكتلة هي كالتالي : يبدأ الانحراف موجب في الهيدروجين-1، ويصبح سالب عند الوصول إلى الحديد-56، ويزيد مرة أخرى ليكون موجب في النظائر الأثقل، بزيادة العدد الذري. وهذا يتطابق مع الآتى : الأنشطار النووى للعناصر الأثقل من الحديد ينتج طاقة، وانشطار أي عنصر أخف من الحديد يحتاج طاقة. والعكس صحيح في تفاعلات الانصهار النووى - الانصهار في العناصر الأخف من الحديد ينتج طاقة، والانصهار في العناصر الأثقل من الحديد يتطلب طاقة.
فكما هو موضح بالجدول الدوري فإن الكتلة الذرية المذكورة فيه هي متوسط الكتلة الذرية لكل النظائر الموجودة في العنصر ؛ وهذا المتوسط تم قياسه بتواجد نظائر العنصر في الطبيعة فالعنصر يحتوي غالبا على عدة نظائر يختلف فيها عدد النيوترونات (عدد البروتونات في نواة العنصر ثابت ، أي ثابت في جميع نظائره؛ بينما تختلف نظائر العنصر عن بعضها البعض بتغير في عدد النيوترونات). وهذه الكتلة الذرية تستخدم في الدراسات الكيميائية الكمية ، عندما نزن مثلا كمية 3 غرام من عنصر كالصوديوم أو الكالسيوم. نستخدم هذا للتعبير عن الكتلة بالجرامات لمول واحد من العنصر من ذرات العنصر، وغالبا ما يرجع إليها على أنها جرام الكتلة الذري أو الكتلة المولية.
المصطلح وزن ذري تم استبداله بالكتلة الذرية النسبية في معظم الاستخدامات الحالية. المصطلح الوزن الذري القياسي(يستخدمه IUPAC حاليا) ويرجع لمتوسط الكتلة الذرية النسبية للعنصر.
ويوجد تعريف اخر يطبق على الجزيئات ويسمى الكتلة الجزيئية. ويمكن حساب الكتلة الجزيئية لمركب عن طريق جمع الكتل الذرية للذرات المكونة له مضروبا في نسبة العناصر الموجودة في المعادلة الكيميائية. كما يمكن أيضا حساب كتلة المعادلة للمركبات التي لا تكون جزيئات.
يوجد مقارنة مباشرة وقياسات لكتل الذرات والجزيئات مع مطياف الكتلة .
يحتوى مول واحد من المادة على الكتلة الذرية أو الجزيئية للمادة معبرا عنها بالجرامات. فمثلا الكتلة الذرية للحديد 55.847 (من دون كتابة الوحدة u )، وعلى هذا فإن مول واحد من الحديد له كتلة 55.847 جرام.
تاريخ الكتلة الذرية
قبل الستينات كان يتم التعبير عن نظير الأكسجين-16 على أن له "كتلة ذرية" 16، مع العلم بأنه يوجد نسب صغيرة لكل من أكسجين-17 وأكسجين-18 في الأكسجين العادي، والذي تم استخدامه أيضا لحساب الكتلة الذرية مما أدى لوجود جدولين مختلفين للكتلة الذرية.
ولاحقا استخدم الكيميائيون والفيزيائيون جدولين مختلفين للكتلة الذرية. استخدم الكيميائيون الجدول المبنى على أساس الخليط المكون لنظائر الأكسجين المذكورة اعلاه، بينما استخدم الفيزيائيون في البدء الأكسجين-16 ويتعاملون معه على حدة على أساس أن نواته تتكون من 8 بروتون و 8 نيوترون ، وبعد ذلك اصبح الفيزيائيون يتعاملون مع الأكسجين-16 والأكسجين-17 والاكسجين-18 كل على حدة . وقد تم توحيد القياس بعد ذلك باستخدام الكربون-12 12C كمرجع للمعايرة للاستجابة احتياجات الكيميائيين . وقد قابل ذلك أيضا احتياجات الفيزيائيين على أساس أن الكربون يتكون تفريبا من نظير واحد نقى (الكربون-12) ، كما أنه كان قريبا أيضا من حسابات الكيميائيين. في العادة يتعامل الكيميائي مع العنصر كما يوجد في الطبيعة (كمخلوط من عدة نظائر ) تشترك جميعها في خواصها الكيميائية ؛ أما الفزيائيون فهم يهتمون بدراسة كل نظير على حدة ، لأن خواصها الطبيعية تختلف.
بعد فترة اكتشف الفيزيائيون أن للكربون نظير ، وهو الكربون-14 ولكنه قليل جدا [ بحيث يمكن اهماله في التعامل الكيميائي] . ويستخدم الفيزيائيون الكربون-14 بقياس كمياته في الأخشاب القديمة لتحديد عمرها (تأريخ بالكربون المشع).
يبين الجدول التالي الكتل الذرية النسبية لبعض العناصر (أي الأوزان الذرية) طبقا لكتلة المعايرة :
العنصر بالنسبة لـ natH = 1 natO = 16 16O = 16 12C = 12 natH 1,000 1,008 1,008 1,008 natCl 35,175 35,457 35,464 35,453 natO 15,872 16,000 16,004 15,999 natN 13,896 14,008 14,011 14,007 natC 11,916 12,011 12,015 12,011
إلى اليمين الكتل الذرية للعناصر (بخلطة نظائر كل منها كما توجد طبيعيا (nat) , وإلى اليسار الكتل الذرية بالنسبة لمعايرتها بالكربون-12.
و نظرا لأن الكيميائي يتعامل مع المواد بالوزن بالجرام أو وحدة مول فنستطيع اختصار الجدول أعلاه كالآتي:
العنصر وزن 1 مول من العنصر natH 1,008 جرام natCl 35,453 جرام natO 15,999 جرام natN 14,007 جرام natC 12,011 جرام
العلاقة بين الكتلة الذرية والكتلة الجزيئية
يطبق نفس التعريف على تعريف الكتلة الجزيئية . فيمكن حساب الكتلة الجزيئية عن طريق جمع الكتل الذرية للعناصر المكونة للجزيء.
كما يمكن تعيين الكتلة المولية لمركب ما عن طريق جمع الكتل الذرية النسبية لجميع العناصر المكونة للمركب الكيميائي كما تعطيه صيغته الكيميائية.
في كل حالة من تلك الحالتين يجب اتخاذ عدد الذرات الموجودة في المركب في الاعتبار.
مثال
الكتلة الجزيئية (أو كتلة مولية) لملح الطعام (كلوريد الصوديوم):
بتطبيق الكتل الذرية المذكورة في الجدول السابق للكلور 35.453 والصوديوم 22.989 ، نحصل على الكتلة الجزيئية لكلوريد الصوديوم M
u:
- M(NaCl) = [22.989 + 35.453] × 1 g/mol = 58.443 g/mol
الكتلة المولية للمركب لاكتوز
أيضا بتطبيق الكتل الذرية المذكورة في الجدول أعلاه:
- M(C
12H
22O
11) = ([12 × 12.0107] + [22 × 1.007 94] + [11 × 15.9994]) × 1 g/mol = 342.297 g/mol.
معامل التحويل بين الكتلة الذرية والكتلة المولية
بعتمد الكيميائيون في تعيين كمية مادة معمليا على وحدة مول ورمزها mol), وهي تعرف بأنها كمية المادة الكونة من عدد كبير جدا من الذرات ، فمثلا يوجد في 12 غرام من نظير الكربون-12 عدد 6.022 × 1023 من الذرات. فإن عدد الذرات في 1 مول من العنصر يبلغ 6.022 × 1023 ذرة ، ويسمى هذا العدد عدد أفوجادرو ، وهو ينطبق على جميع المواد والعناصر.
إن كمية 1 مول من المادة تحتوي باستمرار على الكتلة المولية أو كتلة ذرية قياسية للمادة ؛ وقد يتفق هذا بالتمام مع الكتلة الذرية وهذ يعتمد على : هل العنصر يوجد في الطبيعة في هيئة نظير واحد أم أنه طبيعيا خليط من عدة نظائر . فمثلا الكتلة الذرية القياسية للحديد هي 55.847 g/mol, وبهذا يكون 1 مول من الحديد كما نجده في الطبيعة (كمخلوط نظائر حديد) تبلغ كتلته 55.847 غرام .
ولكن توجد 22 عنصر ذات نظير واحد ، مثل الفلور ، والصوديوم ، والألمونيوم والفسفور ولهذا فإن الكتلة الذرية القياسية لأي من تلك العناصر تكون مساوية لـ كتلته الذرية.
المعادلة التي نحول بها وحدة كتل ذرية u إلى الكتلة بالغرام لذرة واحدة ، هي:
حيث ثابت الكتلة المولية و هو عدد أفوجادرو.
اقرأ أيضا
مراجع
- Williams, Andrew (2007). "Origin of the Formulas of Dihydrogen and Other Simple Molecules". J. Chem. Educ. 84 (11): 1779. Bibcode:2007JChEd..84.1779W. doi:10.1021/ed084p1779.
==================
===============
===============
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق