قصة اختراع الذرة

---

فهي صغيرة مثل قطر الهيدروجين أو كبيرة مثل ذرة اليورانيوم الثقيل ، والتي هي 238 x أثقل من الهيدروجين ، الذات إنها مواد الحياة ، فقد اقترح الديموقراطيون اليونانيون (460-370 قبل الميلاد) أن المادة تتكون من وحدات صغيرة غير قابلة للتجزئة يطلق عليها “atomos” ، ولم يسبق له أن رأى ذرات ، ولكنه يعتقد أن لديها أشكال وأحجام مؤكدة ، وكان ديموقريطس على حق بالفعل واليوم يمكن للعلماء “رؤية” الذرات .

المادة والذرات : المادة هي أي شيء حقيقي ويمكن إثباته ، والمادة تحتل مساحة ووزن ، ويدرس العلم العالم المادي فقط ، وما يمكن اكتشافه بواسطة أي من الحواس الخمس ، ولا يستطيع العلم تحديد ما هو غير مادي ، أو لا يقاس ، وقد يوجد شيء ما ، ولكن إذا لم يستطع العلماء اكتشافه أو قياسه ، فعندئذ ، من الناحية العلمية يكون لا وجود له ، لا يستطيع العلم أن يبرهن ولا يفسد وجود الملائكة ، أو الأرواح ، أو الشياطين ، فهذا المجال يكمن في الفلسفة والدين ، ويعتقد ديموكريتوس أن الذرات حقيقية ، ولكنه لم يثبت أنها موجودة ، ويستخدم العلم الحواس الخمس والأدوات لإيجاد وتحليل المادة .

العناصر ، الذرات ، البروتونات ، النيوترونات ، والإلكترونات : اكتشف العلماء وميزوا واحدا تلو الآخر ، ببطء وبشكل مؤكد ، عناصر مثل الهيدروجين ، والكربون ، والنيتروجين ، والأكسجين ، والصوديوم ، والبوتاسيوم ، والكبريت ، والفوسفور ، وغيرها الكثير ، العناصر هي الأنواع الأساسية للمادة ، بعض العناصر أثبتت أنها معادن متميزة ، وعناصر أخرى تصرفت كمعادن ، ويتعرف العديد من الأشخاص على عناصر مثل : الذهب والفضة والحديد والرصاص ، وتم اكتشاف الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات أثناء دراسات أشعة الكاثود والنشاط الإشعاعي والأشعة ألفا والبيتا وأشعة غاما .

اكتشف الفيزيائي الإنجليزي جي جي طومسون J.

J.

Thomson الإلكترونات في عام 1897م وأثبت أن أشعة الكاثود كانت جزيئات صغيرة سالبة الشحنة ، وتم تحديد الشحنة الدقيقة والكتلة الدقيقة من قبل جون تاونسند John Townsend وروبرت ميليكان Robert Millikan .

إرنست رذرفورد Ernest Rutherford من نيوزيلندا وعمل في كندا وانجلترا ، وفي عام 1903م ، توقع أن النشاط الإشعاعي الذي أظهره بيكريل كان بسبب الانهيار الذري ، وفي عام 1908م أظهر أن جسيمات ألفا هي نواة ذرات الهيليوم التي تمر عبر رقائق الذهب مع الحد الأدنى من الانتثار أو الارتداد .

وقد برهن على هذا بوجود نواة مركزية في الذرات تحتوي على الكثير من الفضاء الإلكتروني الأقل كثافة ، وفي عام 1911م ، اقترح رذرفورد والفيزيائي الألماني هانز جاينر Hans Geiger أن الإلكترونات تدور حول نواة الذرة ، مثل الكواكب تدور حول الشمس ، وتم تحديد البروتون من قبل رذرفورد في عام 1919م .

طوّر الفيزيائي الدانماركي نيلز بور Niels Bohr نموذجاً حديثاً لهيكل الذرات من خلال دمج النتائج الذرية لكل من نظرية رذرفورد ونظرية ماكس بلانك Max Planck ، وفي عام 1913م ، أظهر نموذج بوهر الذري الإلكترونات التي تدور حول نواة الذرة في “قذائف” الطاقة المحددة ، علاوة على ذلك ، اقترح بوهر أن تنبعث الطاقة ، أو يتم امتصاصها ، عندما يتحرك الإلكترون لأسفل ، أو أعلى ، من قذيفة إلى أخرى .

وأظهر هنري موسلي Henry Moseley ، وهو عالم فيزياء إنجليزي في عام 1914م أنه يمكن تحديد كل عنصر من خلال “العدد الذري” الفريد (عدد البروتونات النووية) .

خصائص الذرات ترتبط مباشرة بأرقامهم الذرية وأوزانهم : كل عنصر له خصائص فريدة من نوعها ، واليوم هناك 92 عنصراً طبيعياً معروف ، ويحتوي الهيدروجين على بروتون واحد ، لا نيوترونات ، ويحتوي الكربون على 6 بروتونات و 6 نيوترونات ، ويتم تعيين وزن لكل بروتون ونيوترون 1 .

وهكذا يكون للهيدروجين وزن ذري 1 ، والكربون له وزن 12 ، كما أن لكل ذرة طبيعية نفس العدد من الإلكترونات مثل البروتونات ، ويحتوي الهيدروجين ، H ، على عدد ذري (= عدد البروتونات) ووزن 1 لأنه يحتوي على بروتون واحد فقط ، وعلى النقيض من ذلك ، فإن الهيليوم ، الذي يحتوي على عدد ذري 2 يحتوي كتلة من 4 بروتونات ، 2 نيوترون واثنين من الإلكترونات ، وذرات العناصر هي أصغر الأجزاء غير القابلة للتجزئة من العناصر التي لا تزال تحتفظ بخصائص ذلك العنصر .